专题十二 交变电流-【创新教程】2017-2021五年高考物理真题分类汇编

７．解析:(１)离子从小孔S 射出运动到金属板N 中心点 O 处,根据动能定理有 ２eEd＝１２mv ２ ０－ １ ２mv ２ 解得离子从小孔S射出时相对推进器的速度大小 v＝ v２０－ ４eEd m (２)当磁场仅有沿x 方向的分量取最大值时,离子从 喷口P 的下边缘中点射出,根据几何关系有 R１－ L ２( ) ２ ＋L２＝R２１ 根据洛伦兹力提供向心力有 ２ev０B０＝ mv２０ R１ 联立解得B０＝ ２mv０ ５eL 当磁场在x和y 方向的分量同取最大值时,离子从喷 口P 边缘交点射出,根据几何关系有 R２－ ２L ２ æ è ç ö ø ÷ ２ ＋L２＝R２２ 此时B＝ ２B０;根据洛伦兹力提供向心力有 ２e×v０× ２B０＝ mv２０ R２ 联立解得B０＝ mv０ ３eL 故B０ 的取值范围为０~ mv０ ３eL ; (３)粒子在立方体中运动轨迹剖面图如图所示 由题意根据洛伦兹力提供向心力有 ２e×v０× ２B０＝ mv２０ R３ 且满足B０＝ ２mv０ ５eL 所以可得 R３＝ mv０ ２ ２eB０ ＝５４L 所以可得cosθ＝３５ 离子从端面P 射出时,在沿z轴方向根据动量定理有 FΔt＝nΔtmv０cosθ－０ 根据牛 顿 第 三 定 律 可 得 离 子 束 对 推 进 器 作 用 力 大 小为 F′＝３５nmv０ 方向沿z轴负方向． 答案:(１)v＝ v２０－ ４eEd m 　 (２)０~ mv０ ３eL (３)３５nmv０ ,方向沿z轴负方向 ８．解析:当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为l 时,由法拉第电磁感应定律知,导体棒上感应电动势 的大小为 E＝Blv ① 由欧姆定律可知,流过导体棒的感应电流为 I＝ER ② ②式中R 为这一段导体棒的电阻．按题意有 R＝rl ③ 此时导体棒所受安培力大小为 f＝BlI ④ 由题设和几何关系有 l＝ ２x,　　　　０≤x≤ ２２l０ ２(２l０－x), ２ ２l０＜x≤ ２l０ ì î í ï ï ï ï ⑤ 联立①②③④⑤式得 f＝ ２B２v r x ,　　　　０≤x≤ ２２l０ ２B２v r (２l０－x), ２ ２l０＜x≤ ２l０ ì î í ï ï ï ï ⑥ 答案: ２B２v r x ,　　　　０≤x≤ ２２l０ ２B２v r (２l０－x), ２ ２l０＜x≤ ２l０ ì î í ï ï ï ï ９．解析:(１)由题意可知当线框切割磁感线时产生的电 动势为E＝BLv＝０．５×０．２×８V＝０．８V;(２)因为线 框匀速运 动 故 所 受 拉 力 等 于 安 培 力,有 F＝F安 ＝ BIL,根据闭合电路欧姆定律有I＝ER ,结合(１)联立 各式代入数据可得F＝０．８N;(３)线框穿过磁场所用 的时间为t＝２Lv ＝ ２×０．２ ８ s＝０．０５s ,故线框穿越过程 产 生 的 热 量 为 Q＝I２Rt＝E ２ Rt＝ ０．８２ ０．１ ×０．０５J ＝０．３２J． 答案:(１)０．８V　(２)０．８N　(３)０．３２J 专题十二　交变电流 考点１ １．D　因虚线是正弦交流电的图像,则该交流电的有效 值为U有效值＝ Um ２ ＝ ２Um ２ 由图可知,在任意时刻,实线所代表的交流电的瞬时 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９３１ 值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值,则实线 所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流 电的有效值,则U＜ ２Um ２ 故选 D． ２．BC　由图像可知T２ 时刻线圈的磁通量最大,因此此时 线圈处于中性面位置,因此 A 错误;由图可知交流电 的周期为T,则ω＝２πT ,由交流电的电动势的最大值为 Em＝nBSω＝Φm ２π T ,则有效值为E有 ＝ Em ２ ＝ ２πΦm T , 故B 正确,线圈转一周所做的功为转动一周的发热 量,W＝ E２有 RT＝ ２π２Φ２m RT ,故C正确;从０时刻到T４ 时刻 的平均感应电动势为􀭺E＝ΔΦΔt＝ Φm T ４ ＝ ４Φm T ,故 D错误． ３．D　由焦耳定律Q＝U ２ R 􀅰t 得:Q方＝ U２０ R 􀅰T ２＋ U２０ R 􀅰T ２