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2018年高考物理一轮复习专题9.4电磁感应中的动力学和能量问题押题专练

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。 。 。 。 。 。 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 专题9.4 电磁感应中的动力学和能量问题

1.如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v-t图象中,可能正确描述上述过程的是( )

答案:D

2.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,若外力对环做的功分别为Wa、

Wb,则Wa∶Wb为( )

- 1 -

A.1∶4 C.1∶1 答案:A

B.1∶2 D.不能确定

解析:根据能量守恒可知,外力做的功等于产生的电能,而产生的电能又全部转化为焦耳热

BLvWa=Qa=

Ra2

LB·2Lv·,Wb=Qb=vRb2

2L·

v由电阻定律知Rb=2Ra,故Wa∶Wb=1∶4.A项正确.

3.如图所示,光滑水平面上有竖直向下的有界匀强磁场,磁场宽度为2L、磁感应强度为

B.正方形线框abcd的电阻为R,边长为L,线框以与ab垂直的速度3v进入磁场,线框穿出

磁场时的速度为v,整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行.则线框全部进入磁场时的速度为( )

A.1.5v C.2.5v 答案:B

B.2v D.2.2v

4.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200 cm,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.下列说法中正确的是有( )

2

- 2 -

A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B.电阻R两端的电压随时间均匀增大 C.线圈电阻r消耗的功率为4×10 W D.前4 s内闭合回路产生的热量为0.08 J 答案:C

解析:由楞次定律知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向,A选项错误;由法拉第电磁感应定律知,感应电动势恒定,E=错误;回路中电流I=

2

-4

nSΔB=0.1 V,电阻R两端的电压不随时间变化,B选项Δt2

-4

ER+r=0.02 A,线圈电阻r消耗的功率为P=Ir=4×10 W,C选项正

确;Q=I(R+r)t=0.008 J,D选项错误.

5.如图所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计.现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时( )

A.电容器两端的电压为零 B.电阻两端的电压为BLv C.电容器所带电荷量为CBLv

B2L2vD.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为 R答案:C

6.如图所示,边长为L的正方形导线框质量为m,由距磁场H高处自由下落,其下边ab - 3 -

进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd刚刚穿出磁场时,速度减为ab边刚进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,则线框穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为( )

A.2mgL 3

C.2mgL+mgH

4

B.2mgL+mgH 1

D.2mgL+mgH

4

7.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时( )

A.电阻R1消耗的热功率为

3B.电阻R2消耗的热功率为

6

- 4 -

FvFvC.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvsin θ D.整个装置消耗的机械功率为Fv 答案: B

?BLv?B2L2v12

解析:上滑速度为v时,导体棒受力如图所示,则=F,所以PR1=PR2=?3?R=Fv,

?2×R?R6

R+?2?

2

故选项A错误,B正确;

因为Ff=μFN,FN=mgcos θ,所以PFf=Ffv=μmgvcos θ,选项C错误;此时,整个装置消耗的机械功率为P=PF+PFf=Fv+μmgvcos θ,选项D错误.

8.(多选)在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计.则( )

A.物块c的质量是2mgsin θ

B.b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能 C.b棒放上导轨后,物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能 D.b棒放上导轨后,a棒中电流大小是答案:AD

mgsin θ BL - 5 -

2018年高考物理一轮复习专题9.4电磁感应中的动力学和能量问题押题专练

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