高 效 演 练

1.在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(　　)

A.灯泡L变亮

B.电源的输出功率增大

C.电容器C上电荷量减少

D.电流表读数变小，电压表读数变大

【解析】选D。将滑动变阻器滑片P向左移动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析，路端电压增大，电压表读数变大，电路中电流I变小，则电流表读数变小，灯泡L变暗，故A错误，D正确；灯泡L的电阻大于电源的内阻r，外电阻大于内电阻，外电路总电阻增大，电源的输出功率变小，故B错误；电容器C两端的电压UC=E-I(RL+r)，I变小，其他量不变，则UC增大，电容器C上电荷量增加，故C错误。

2.(2014·天津高考)如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是(　　)

A.增大R1的阻值　　　　 B.增大R2的阻值

C.增大两板间的距离 D.断开电键S

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：

(1)明确电容器两端的电压等于R1两端的电压。

(2)知道电容的大小与哪些因素有关。

(3)正确分析带电油滴的受力变化情况。

【解析】选B。在电路中，电容器相当于断路，电容器两端的电压等于R1两端的电压，当增大R1的阻值时，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，电容器内的电场强度增大，带电油滴所受的电场力大于重力，做匀加速直线运动，A错误。增大R2的阻值，电容器两端的电压不变，电容器内的电场强度不变，带电油滴所受的电场力等于重力，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，故B正确。若增大两板间的距离，由E=
可知，电场强度减小，带电油滴所受的电场力小于重力，做匀加速直线运动，C错误。断开电键S，电容器放电，电场强度为零，带电油滴只受重力，做自由落体运动，D错误。

3.如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域，则(　　)

A.若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动

B.若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动

C.若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动

D.若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动

【解析】选D。若线圈进入磁场过程是匀速运动，完全进入磁场区域一定做加速运动，则离开磁场过程中所受到安培力大于重力，一定是减速运动，选项A错误；若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程中可能是加速运动，也可能是减速运动，关键看安培力和重力哪个大，选项B错误；若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动，选项C错误，D正确。

【总结提升】电磁感应的动力学问题的分析思路

(1)明确题目中给出的情景和运动过程的关键状态。

(2)明确等效电源，画出等效电路，分析电路并列方程。

(3)确定研究对象，进行受力分析，画出力的受力示意图。

(4)写出安培力的表达式，抓住关键状态列出平衡条件或牛顿第二定律方程。

(5)确定研究过程，分析研究对象的加速度、速度、感应电动势、感应电流、安培力等的变化情况。

4.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I-x)关系的是(　　)

【解析】选C。线框匀速穿过L的过程中，有效长度l均匀增加，由E=Blv知，电动势随位移均匀变大，x=L处电动势最大，电流I最大；从x=L至x=1.5L过程中，框架两边都切割磁感线，总电动势减小，电流减小；从x=1.5L至x=2L，左边框切割磁感线产生感应电动势大于右边框，故电流反向且增大；x=2L至x=3L过程中，只有左边框切割磁感线，有效长度l减小，电流减小。综上所述，只有C项符合题意。

5. (多选)(2014·山东高考)如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻，以下叙述正确的是(　　)

A.FM向右 B.FN向左

C.FM逐渐增大 D.FN逐渐减小

【解题指南】解答本题可按以下思路进行：

(1)首先根据安培定则判断电流I在M、N两区形成的磁场的方向和磁感线分布情况；

(2)其次分析导体棒匀速穿越两区时，棒中产生的感应电流方向和大小变化情况；

(3)再根据左手定则判断FM、FN的大小变化情况。

【解析】选B、C、D。由于绝缘导线紧贴导轨，根据安培定则判断电流I在M区的磁场方向应垂直轨道面向外，且从左向右，磁感线逐渐变密，导体棒匀速穿越该区时，由右手定则可判断棒中产生的感应电流方向竖直向下，且逐渐增大，再由左手定则可知棒所受的安培力水平向左，且逐渐增大，故选项A错误，C正确；同理可得，导体棒在穿越N区的过程中，棒所受的安培力水平向左，且逐渐减小，故选项B、D均正确。

6.(2014·浙江高考)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示。一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为r=
的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连。测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放，下落h=0.3m时，测得U=0.15V。(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g=10m/s2)

(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？

(2)求此时铝块的速度大小；

(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：

(1)要根据右手定则判断电源的正、负极。

(2)要根据导体旋转切割的公式计算感应电动势大小。

(3)根据功能关系分析机械能的损失。

【解析】(1)由右手定则可知A是电源正极，所以a点接的是电压表的正极。

(2)金属棒切割磁感线产生的电动势E=
圆盘和金属棒的角速度相同，设为ω，铝块速度为v，则v=ωr，vA=ωR，代入数据可得v=2m/s(其中E=U)。

(3)下落过程中铝块机械能的损失ΔE=mgh-

代入数据得ΔE=0.5J

答案：(1)正极　(2)2m/s　(3)0.5 J

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