2019-2020年高考物理模擬試題專(zhuān)題匯編 專(zhuān)題5 電路與電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)(A)(含解析).doc
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2019-2020年高考物理模擬試題專(zhuān)題匯編 專(zhuān)題5 電路與電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)(A)(含解析)0圖乙0圖甲一選擇題1.(xx豐臺(tái)區(qū)二練20). 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖甲所示,任意很短時(shí)間t內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可以近似視為勻速運(yùn)動(dòng),該時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移即為條形陰影區(qū)域的面積,經(jīng)過(guò)累積,圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積即為質(zhì)點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移。利用這種微元累積法我們可以研究許多物理問(wèn)題,圖乙是某物理量y隨時(shí)間t變化的圖象,關(guān)于此圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積,下列說(shuō)法中不正確的是 A如果y軸表示作用力,則面積等于該力在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的沖量B如果y軸表示力做功的功率,則面積等于該力在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)所做的功C如果y軸表示流過(guò)用電器的電流,則面積等于在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)流過(guò)該用電器的電荷量D如果y軸表示變化磁場(chǎng)在金屬線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),則面積等于該磁場(chǎng)在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量2.(xx大慶三檢14).下列關(guān)于物理量或物理常數(shù)說(shuō)法正確的是()A.引力常量、靜電力常量K、真空中光速,元電荷e等物理常數(shù)是一個(gè)固定的數(shù)值與任何的因素都無(wú)關(guān)B.電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,僅與材料種類(lèi)有關(guān),與溫度、壓力和磁場(chǎng)等外界因素?zé)o關(guān)C.自感系數(shù)是表示線圈產(chǎn)生自感能力的物理量,跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、電流變化快慢以及是否有鐵芯等因素有關(guān)D.電容是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.由C=Q/U可知電容的大小是由Q(帶電量)或U(電壓)決定的3.(xx北京朝陽(yáng)二練19)物理課上,老師做了一個(gè)“電磁阻尼”實(shí)驗(yàn):如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一個(gè)磁鐵,將磁鐵托起到某一高度后放開(kāi),磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái);如果在磁鐵下方放一個(gè)固定的鋁質(zhì)圓環(huán),使磁極上下振動(dòng)時(shí)穿過(guò)它,磁鐵就會(huì)很快地停下來(lái)。某同學(xué)另找器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他安裝好器材,經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn):磁鐵下方放置圓環(huán),并沒(méi)有對(duì)磁鐵的振動(dòng)產(chǎn)生影響,對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn),其原因可能是A彈簧的勁度系數(shù)太小B磁鐵的質(zhì)量太小C磁鐵的磁性太強(qiáng)D圓環(huán)的材料與老師用的不同4.(xx聊城二模16).如圖(a)所示,一個(gè)半徑為r1、匝數(shù)為n、電阻值為R的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖線如圖(b)所示,圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0,關(guān)于0到t1時(shí)間內(nèi)的下列分析,正確的是( )A.R1中電流的方向由a到bB.電流的大小為C.線圈兩端的電壓為D.通過(guò)電阻R1的電荷量 5.(xx濰坊二模19)在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框內(nèi),以對(duì)稱(chēng)軸ab為界,左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以垂直紙面向外的磁場(chǎng)為正,兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示則在0-t0時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框中( )A無(wú)感應(yīng)電流 B感應(yīng)電流逐漸變大C感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍笮镈感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?,大小?.(xx懷化三模18)如圖所示,以等腰直角三角形ABC為邊界的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)等腰直角三角形導(dǎo)體框abc的直角邊ab的長(zhǎng)是AB長(zhǎng)的一半,線框abc在平面內(nèi),線框的bc邊與磁場(chǎng)的邊界BC邊在同一直線上,現(xiàn)讓線框勻速向右通過(guò)磁場(chǎng)區(qū),速度方向始終平行于BC邊則在線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象是(設(shè)沿順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向)AabcBCiiiiOttOtOtOABCD7. (xx大慶三檢17)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v=2 m/s向右勻速滑動(dòng),兩導(dǎo)軌間距離L=1.0 m,電阻R=3.0,金屬桿PQ的電阻r=1.0 ,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),則下列說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒬到aB.金屬桿PQ兩端電壓為2 VC.金屬桿PQ受到的安培力大小為0.5 ND.外力F做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱8. (xx龍巖綜測(cè)17)如圖所示,邊長(zhǎng)為2L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,在紙面內(nèi)以速度v水平向右勻速穿過(guò)一寬為L(zhǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。剛開(kāi)始時(shí)線圈的ab邊剛好與磁場(chǎng)的左邊界重合,規(guī)定水平向右為ab邊受到安培力的正方向。下列哪個(gè)圖象能正確反映ab邊受到的安培力隨運(yùn)動(dòng)距離x變化的規(guī)律( )A B C D9.(xx東城區(qū)二練20)如圖所示,水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN,PQ處于豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌的右端接有阻值為R的電阻,一根質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置,并與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)使金屬棒以一定初速度向左運(yùn)動(dòng),它先后通過(guò)位置a,b后,到達(dá)位置c處剛好靜止。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,金屬棒通過(guò)a、b處的速度分別為間距離等于b,c間距離,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是 A金屬棒運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)的加速度大小為B金屬棒運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)通過(guò)電阻的電流方向由N指向Q C金屬棒在ab過(guò)程中與bc過(guò)程中通過(guò)電阻的電荷量相等D金屬棒在a處的速度va是其在b處速度vb的倍CSBlab10.(xx馬鞍山三模20)某同學(xué)設(shè)計(jì)的“電磁彈射”裝置如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計(jì))水平固定放置,間距為l,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)垂直于軌道平面向下。在導(dǎo)軌左端跨接電容為C的電容器,另一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌擺放。先斷開(kāi)電鍵S,對(duì)電容器充電,使其帶電量為Q,再閉合電鍵S,關(guān)于該裝置及導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況下列說(shuō)法正確的是A要使導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),電容器的b極板應(yīng)帶正電 B導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為C導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,流過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電量為Q D導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為11.(xx成都三診6)如圖所示,矩形平面導(dǎo)線框abcd位于堅(jiān)直平面內(nèi),水平邊ab長(zhǎng),豎直邊bc和,線框質(zhì)量為m,電阻為R。線框下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的上、下邊界PP和QQ均與ab平行,兩邊界間的距離為H,H。讓線框從dc邊距邊界PP的距離為h處自由下落,已知在dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)后、ab邊到達(dá)邊界PP前的邊速度為,則( )A當(dāng)dc邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí),線框速度為B當(dāng)ab邊剛到達(dá)邊界PP時(shí),線框速度為C當(dāng)dc邊剛到達(dá)邊界QQ時(shí),線框速度為D從線框開(kāi)始下落到dc邊剛到達(dá)邊界QQ的過(guò)程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱為12.(xx衡水高三調(diào)21).如圖所示,正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng),電阻均為R,質(zhì)量分別為2m和m,它們分別系在一跨過(guò)兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端,且正方形導(dǎo)線框與定滑輪處于同一豎直平面內(nèi)。在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2L、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。開(kāi)始時(shí)導(dǎo)線框ABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界重合,導(dǎo)線框abcd的上邊到勻強(qiáng)磁場(chǎng)的下邊界的距離為L(zhǎng)?,F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放,當(dāng)導(dǎo)線框ABCD剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),系統(tǒng)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦和空氣阻力,則 ( )A.兩線框剛開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩上的張力=mgB系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大??;C兩線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至等高的過(guò)程中所產(chǎn)生的總焦耳熱D導(dǎo)線框abcd通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間13.(xx濟(jì)南二模20)如圖所示的豎直平面內(nèi),水平條形區(qū)域I和內(nèi)有方向垂直豎直面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其寬度均為d,I和之間有一寬度為h的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,hd。一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為d的正方形線框由距區(qū)域I上邊界某一高度處?kù)o止釋放,在穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,通過(guò)線框的電流及其變化情況相同。重力加速度為g,空氣阻力忽略不計(jì)。則下列說(shuō)法正確的是( )A線框進(jìn)入?yún)^(qū)域I時(shí)與離開(kāi)區(qū)域I時(shí)的電流方向相同B線框進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)與離開(kāi)區(qū)域時(shí)所受安培力的方向相同C線框有可能勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域ID線框通過(guò)區(qū)域I和區(qū)域產(chǎn)生的總熱量為Q=2mg(d+h)14.(xx鹽城1月檢測(cè)8). 兩根電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌,下端連一電阻R,導(dǎo)軌與水平面之間的夾角為,處于垂直導(dǎo)軌平面斜向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一電阻可忽略的金屬棒ab,開(kāi)始固定在兩導(dǎo)軌上某位置,棒與導(dǎo)軌垂直。如圖所示,現(xiàn)釋放金屬棒讓其由靜止開(kāi)始沿軌道平面下滑,并最終沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)。就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較,當(dāng)兩次下滑的位移相同時(shí),則有 ( )A通過(guò)電阻R的電量相等 B電阻R上產(chǎn)生電熱相等 C重力所做功相等 D到達(dá)底端時(shí)速度相等 15.(xx永州三模21)如圖所示,在傾角為的光滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,磁場(chǎng)邊界MN、PQ、GH均平行于斜面底邊,MP、PG均為L(zhǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框,由靜止開(kāi)始沿斜面下滑,下滑過(guò)程中ab邊始終與斜面底邊平行。t1時(shí)刻ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,此時(shí)導(dǎo)線框恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng);t2時(shí)刻ab邊下滑到PQ與MN的中間位置,此時(shí)導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是( )A當(dāng)ab邊剛越過(guò)PQ時(shí),導(dǎo)線框的加速度大小為agsin B導(dǎo)線框兩次做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度之比v1v241C從t1到t2的過(guò)程中,導(dǎo)線框克服安培力做的功等于機(jī)械能的減少量D從t1到t2的過(guò)程中,有 的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能16.(xx西安交大附中三模20). 某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置,如圖所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為,磁場(chǎng)均沿半徑方向匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)abcdL、bcad2L線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),bc邊和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中,兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直線圈的總電阻為r,外接電阻為R。則( )A線圈切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em=2BL2B線圈切割磁感線時(shí),bc邊所受安培力的大小FC線圈旋轉(zhuǎn)一圈時(shí),流過(guò)電阻R的凈電荷量為零。D外力做功的平均功率為二非選擇題17.(xx張掖三診25).(18分)如圖甲所示,空間存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的左邊界如虛線所示,虛線右側(cè)足夠大區(qū)域存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向下在光滑絕緣水平面內(nèi)有一長(zhǎng)方形金屬線框, ab邊長(zhǎng)為l=0.2m,線框質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s勻加速進(jìn)入磁場(chǎng),外力F大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示以線框右邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),求: (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)線框的電荷量q;(3)若線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中F做功為WF=0.27J,求在此過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q。18.(xx綿陽(yáng)三診10).(17分)4321O2B/Tt/s如圖甲所示,不變形、足夠長(zhǎng)、質(zhì)量為m1=0.2kg的“U”形金屬導(dǎo)軌PQMN放在絕緣水平桌面上,QP與MN平行且距離d=1m,Q、M間導(dǎo)體電阻阻值R=4,右內(nèi)側(cè)緊靠?jī)晒潭ń^緣小立柱1、2;光滑金屬桿KL電阻阻值r=1,質(zhì)量m2=0.1kg,垂直于QP和MN,與QM平行且距離L=0.5m,左側(cè)緊靠?jī)晒潭ń^緣小立柱3、4。金屬導(dǎo)軌與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,其余電阻不計(jì)。從t=0開(kāi)始,垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖乙所示。(1)求在整個(gè)過(guò)程中,導(dǎo)軌受到的靜摩擦力的最大值fmax;(2)如果從t=2s開(kāi)始,給金屬桿KL水平向右的外力,外力對(duì)金屬桿作用的功率保持不變?yōu)镻0=320W,桿到達(dá)最大速度時(shí)撤去外力,求撤去外力后QM上產(chǎn)生的熱量QR=?19.(xx北京西城區(qū)二模24)(20分)MNRB如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一豎直放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),頂端接有阻值為R的電阻。將一根金屬棒從導(dǎo)軌上的M處以速度v0豎直向上拋出,棒到達(dá)N處后返回,回到出發(fā)點(diǎn)M時(shí)棒的速度為拋出時(shí)的一半。已知棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng),質(zhì)量為m,電阻為r。金屬棒始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),處于水平且與導(dǎo)軌接觸良好,忽略導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為g。(1)金屬棒從M點(diǎn)被拋出至落回M點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,求:a電阻R消耗的電能;b金屬棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。(2)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為,金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子的碰撞。已知元電荷為e。求當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),棒中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿棒方向的平均作用力大小。20.(xx鹽城1月檢測(cè)14)如圖所示,兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌AD、CE相距L=1.0m,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角=30o,下端A、C用導(dǎo)線相連,導(dǎo)軌電阻不計(jì)PQGH范圍內(nèi)有方向垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的寬度d=0.6m,邊界PQ、HG均與導(dǎo)軌垂直電阻r=0.40的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,棒兩端始終與導(dǎo)軌電接觸良好,從與磁場(chǎng)上邊界GH距離為b=0.40m的位置由靜止釋放,當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),恰好做勻速運(yùn)動(dòng),棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直,取g=10m/s2求: 金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v; 金屬棒的質(zhì)量m; 金屬棒在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q21.(xx南平綜測(cè)22)(20分)如圖所示,有一光滑、不計(jì)電阻且較長(zhǎng)的“平行金屬導(dǎo)軌,間距L=l m,導(dǎo)軌所在的平面與水平面的傾角為3 7,導(dǎo)軌空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?,F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=2的金屬桿水平靠在導(dǎo)軌處,與導(dǎo)軌接觸良好。(g=l0ms2sin37=0.6 cos37=0.8) (1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t(T),金屬桿由距導(dǎo)軌頂部l m處釋放,求至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間釋放,會(huì)獲得沿斜面向上的加速度;(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值,對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F,其大小為產(chǎn)為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度,使金屬桿以恒定的加速度a=10ms2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng),求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端So=l m處?kù)o止釋放,同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力,使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,求金屬桿下滑5 m所用的時(shí)間。22.(xx豐臺(tái)區(qū)二練23). (18分)hBlPQv地球航天飛纜是用柔性纜索將兩個(gè)物體連接起來(lái)在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖拽力,它還能清理“太空垃圾”等。從1967年至xx年17次試驗(yàn)中,飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的相關(guān)規(guī)律來(lái)解釋。如圖所示為飛纜系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型示意圖,圖中兩個(gè)物體P、Q用長(zhǎng)為l的柔性金屬纜索連接,外有絕緣層,系統(tǒng)繞地球作圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T(mén),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q距地面高為h。飛纜系統(tǒng)沿圖示方向在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),纜索總保持指向地心,地磁場(chǎng)在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g。不考慮地球自轉(zhuǎn),可認(rèn)為纜索切割磁感線的速度等于纜索中點(diǎn)的速度。(1)設(shè)纜索中無(wú)電流,問(wèn)纜索P、Q哪端電勢(shì)高?求P、Q兩端的電勢(shì)差;(2)設(shè)纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體P、Q通過(guò)周?chē)碾婋x層放電形成電流,相應(yīng)的電阻為R2,求纜索所受的安培力多大;(3)若物體Q的質(zhì)量為mQ,求纜索對(duì)Q的拉力FQ。23.(xx鹽城1月檢測(cè)17)如圖(a)所示,斜面傾角為370,一寬為l=0.43m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框,線框沿斜面下滑,下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行取斜面底邊重力勢(shì)能為零,從線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的機(jī)械能E和位移s之間的關(guān)系如圖(b)所示,圖中、均為直線段已知線框的質(zhì)量為m=0.1kg,電阻為R=0.06,重力加速度取g=l0m/s2求:(1)金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間;(3)金屬線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的最大電功率(本小題保留兩位有效數(shù)字).第2講 電磁感應(yīng)(A卷)參考答案與詳解1.【答案】D【解析】如果y軸表示作用力,則面積等于該力在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的沖量,A正確;如果y軸表示力做功的功率,則面積等于該力在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)所做的功,B正確;如果y軸表示流過(guò)用電器的電流,則面積等于在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)流過(guò)該用電器的電荷量,C正確;如果y軸表示變化磁場(chǎng)在金屬線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),則面積等于該磁場(chǎng)在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)磁通量,故D錯(cuò)誤,本題要求選不正確的選項(xiàng),故選擇D2.【答案】A【命題立意】本題旨在考查引力常量等常數(shù)、電阻率、自感、電容【解析】A.引力常量、靜電力常量K、真空中光速,元電荷e等物理常數(shù)是一個(gè)固定的數(shù)值與任何的因素都無(wú)關(guān),故A正確;B、電阻率由材料決定,純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,故B錯(cuò)誤;C、自感線圈的自感系數(shù)跟有無(wú)鐵芯、線圈結(jié)構(gòu)有關(guān),與通過(guò)線圈的電流大小無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;D、電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量由電容本身決定與所帶電量無(wú)關(guān),由電容器本身決定,與帶電量、電壓無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。故選:A3. 【答案】D【命題立意】考查對(duì)楞次定律及電磁阻尼的理解【解析】只要能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流,都能對(duì)磁鐵的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用,ABC錯(cuò);若圓環(huán)的材料為非金屬材料,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,無(wú)法對(duì)磁鐵產(chǎn)生阻礙作用。4.【答案】BD【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律?!窘馕觥緼、由圖象分析可知,0至t1時(shí)間內(nèi)有,由法拉第電磁感應(yīng)定律有:面積為:由閉合電路歐姆定律有:聯(lián)立以上各式解得,通過(guò)電阻上的電流大小為:由楞次定律可判斷通過(guò)電阻上的電流方向?yàn)閺腷到a,故A錯(cuò)誤,B正確;C、線圈兩端的電壓大小為:,故C錯(cuò)誤;D、通過(guò)電阻上的電荷量為:,故D正確。故選:BD【舉一反三】考查楞次定律來(lái)判定感應(yīng)電流方向,由法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小還可求出電路的電流大小,及電阻消耗的功率同時(shí)磁通量變化的線圈相當(dāng)于電源。5.【答案】C【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律?!窘馕觥扛鶕?jù)楞次定律可知,左邊的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流是順時(shí)針,而右邊的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流也是順時(shí)針,則整個(gè)導(dǎo)線框的感應(yīng)電流方向順時(shí)針;由法拉第電磁感應(yīng)定律,因磁場(chǎng)的變化,導(dǎo)致導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),結(jié)合題意可知,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正好是兩者之和,即為:,再由閉合電路歐姆定律,可得感應(yīng)電流大小為:,大小不變,綜上所述,C正確,ABD錯(cuò)誤。故選:C【易錯(cuò)警示】考查楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,注意磁場(chǎng)正方向的規(guī)定,及掌握兩個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相加還是相差,是解題的關(guān)鍵。6.【答案】D【命題立意】該題考查電磁感應(yīng)的圖象問(wèn)題【解析】當(dāng)線框進(jìn)磁場(chǎng)時(shí),根據(jù)楞次定律判斷知:感應(yīng)電流的方向沿逆時(shí)針,為負(fù)值;t時(shí)刻導(dǎo)線框的有效切割長(zhǎng)度:L=vt,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值:E=BLv=Bv2t,感應(yīng)電流瞬時(shí)值為:,可知It,當(dāng),(式中a=BC);同理,線框出磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針,為正值;t時(shí)刻導(dǎo)線框的有效切割長(zhǎng)度:,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值:,感應(yīng)電流瞬時(shí)值為:,當(dāng)時(shí),當(dāng)線框完全磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知:D圖正確故選:D【點(diǎn)評(píng)】本題是圖象問(wèn)題,根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律判斷感應(yīng)電流的方向,得到各段電流的解析式,再選擇圖象7.【答案】C【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).【解析】A、由右手定則判斷知,導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)椋ㄟ^(guò)的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到d故A錯(cuò)誤;B、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為:,而PQ間的電壓是外電壓,由于有電阻,所以導(dǎo)體兩端的電壓小于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即小于,故B錯(cuò)誤;C、感應(yīng)電流為:,故C正確;D、金屬桿在外力作用下在粗糙型導(dǎo)軌上以速度向右勻速滑動(dòng),外力做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱和導(dǎo)軌與金屬桿之間的摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能的和,故D錯(cuò)誤。故選:C8.【答案】C【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?!窘馕觥烤€框的位移在,內(nèi),ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,感應(yīng)電流,ab邊所受的安培力大小為由楞次定律知,ab邊受到安培力方向向左,為負(fù)值線框的位移大于后,位移在內(nèi)線框中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,ab邊不受安培力,位移在內(nèi),ab邊在磁場(chǎng)之外,不受安培力,故C正確。故選:C9.【答案】C【命題立意】考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律以及動(dòng)力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。【解析】金屬棒運(yùn)動(dòng)到處時(shí),聯(lián)立可得:,A錯(cuò)誤;金屬棒運(yùn)動(dòng)到處時(shí),由右手定則可知,電流方向由Q到N,B錯(cuò)誤;金屬棒在過(guò)程中通過(guò)電阻的電荷量,同理,在過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量,由于,可知,C正確。在過(guò)程中,對(duì)金屬棒應(yīng)用動(dòng)量定理得:,解得:。因此,D錯(cuò)誤。10.【答案】B【解析】要使導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒上需要有自上而下的電流,即電容器的b極板應(yīng)帶負(fù)電,A錯(cuò);當(dāng)電容器兩端電壓與導(dǎo)體棒兩端電壓相等時(shí),導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí),根據(jù)動(dòng)量定理得,其中,聯(lián)立得,B正確;導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,極板間電荷不會(huì)完全放完,通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量小于Q,C錯(cuò);導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為,D錯(cuò)。11.【答案】AC【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化?!窘馕觥緼從線框開(kāi)始下落到dc邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí),線框做自由落體運(yùn)動(dòng),下落高度為,由,得當(dāng)dc邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí),線框速度為,故A正確;B、當(dāng)ab邊剛到達(dá)邊界PP時(shí),根據(jù)平衡條件dc邊受力平衡,得:,解得:,故B錯(cuò)誤;C、從ab邊剛到達(dá)邊界PP,到dc邊剛到達(dá)邊界QQ時(shí),線框下落高度為,由于,所以這一階段只有重力做功,則由動(dòng)能定理,得:,解得:,故C正確;D、從線框開(kāi)始下落到dc邊剛到達(dá)邊界QQ的過(guò)程中,由能量守恒,得:,則線框產(chǎn)生的焦耳熱:,故D錯(cuò)誤。故選:AC 【易錯(cuò)警示】本題線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程與汽車(chē)恒定功率起動(dòng)類(lèi)似,要會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)程分析,并能理解功能關(guān)系在電磁感應(yīng)問(wèn)題中的應(yīng)用。12.【答案】BC【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化?!窘馕觥緼、導(dǎo)線框剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量不再變化,回路中沒(méi)有感應(yīng)電流,則線框不受安培力,只受重力和繩子拉力,做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件:,此時(shí)的受力情況與兩線框剛開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力情況相同,故A錯(cuò)誤;B、完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,中開(kāi)始產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)根據(jù)平衡條件:,得:,故B正確;C、等高時(shí)速度為,根據(jù)能量守恒:,得:,故C正確;D、勻速運(yùn)動(dòng)完全進(jìn)入磁場(chǎng)后不再有感應(yīng)電流,不再受安培力,但開(kāi)始穿出磁場(chǎng),產(chǎn)生感應(yīng)電流受安培力作用,當(dāng)穿出磁場(chǎng)后不再有感應(yīng)電流不再受安培力后又開(kāi)始穿出磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流受安培力,受力分析知系統(tǒng)始終勻速運(yùn)動(dòng),故通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間,故D錯(cuò)誤。故選:BC【舉一反三】本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題,安培力的計(jì)算和分析能量如何轉(zhuǎn)化是解題關(guān)鍵,要加強(qiáng)訓(xùn)練,熟練掌握法拉第定律、歐姆定律、安培力等等基礎(chǔ)知識(shí),提高解題能力。13.【答案】BD【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?!窘馕觥繐?jù)題設(shè)線框電阻為,導(dǎo)體棒從距區(qū)域上邊界處由靜止釋放,做自由落體運(yùn)動(dòng),做勻加速運(yùn)動(dòng),A、由楞次定律和右手定則知,線框進(jìn)入?yún)^(qū)域I時(shí),電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?;離開(kāi)區(qū)域I時(shí)的,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?,故A錯(cuò)誤;B、由于導(dǎo)體棒在穿過(guò)兩段磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,流過(guò)上的電流及其變化情況相同,說(shuō)明導(dǎo)體棒穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程必定做減速運(yùn)動(dòng),與運(yùn)動(dòng)方向相反,故B正確;C、由于導(dǎo)體棒在穿過(guò)兩段磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,流過(guò)上的電流及其變化情況相同,說(shuō)明導(dǎo)體棒穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程必定做減速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒所受的安培力大于重力,而速度減小,故C錯(cuò)誤;D、由能量守恒定律得,線框通過(guò)區(qū)域I和區(qū)域產(chǎn)生的總熱量為:,故D正確。故選:BD14.【答案】AC【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律?!窘馕觥吭O(shè)金屬桿下滑的距離為,下降的高度為,導(dǎo)軌間距為;A、 由法拉第定律可得,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):,電流,通過(guò)電阻的電荷量,由此可知,兩種情況下通過(guò)電阻的電量相等,故A正確; B、兩種情況下,磁通量的變化量相等,導(dǎo)軌光滑時(shí),金屬棒下滑時(shí)間短,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大,由A可知,兩種情況下通過(guò)電阻的電荷量相等,由可知,導(dǎo)軌光滑時(shí)電阻產(chǎn)生的電熱多,故B錯(cuò)誤;C、重力做功,兩種情況下,、相等,重力做功相等,故C正確;D、最終金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng),由平衡條件可知,導(dǎo)軌光滑時(shí):,導(dǎo)軌粗糙時(shí):,故D錯(cuò)誤。故選:AC15.【答案】BC【命題立意】本試題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、功能關(guān)系?!窘馕觥緼、當(dāng)邊剛越過(guò)PQ時(shí),由于兩個(gè)邊的切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)方向相同,故電流增加為2倍,邊的安培力增加為2倍,cd邊也有了安培力,故加速度不為,故A錯(cuò)誤;B、第一次,根據(jù)平衡條件,有:第二次,根據(jù)平衡條件,有:聯(lián)立解得:,故B正確;C、從到的過(guò)程中,根據(jù)功能關(guān)系,導(dǎo)線框克服安培力做功的大小等于機(jī)械能的減少,故C正確;D、從到的過(guò)程中,有的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯(cuò)誤。故選:BC16.【答案】CD【命題立意】本試題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電功、電功率、安培力?!窘馕觥緼、bc、ad 邊的運(yùn)動(dòng)速度:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):,解得:,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)歐姆定律得:電流:安培力:,解得:,故B錯(cuò)誤;C、線圈旋轉(zhuǎn)一圈時(shí),磁通量的變化量為零,故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,故流過(guò)電阻R的凈電荷量為零,故C正確;D、在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為,電機(jī)的總功率:;外力做功的功率與電源的總功率相等,故D正確。故選:CD17.【答案】(1);(2);(3)【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律。【解析】(1)由圖像可知,當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后,線框的加速度:0時(shí)刻線框所受的安培力:,且:由牛頓第二定律:解得:(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程通過(guò)截面電量:由法拉第電磁感應(yīng)定律得:由閉合電路歐姆定律得:解得:電量:由勻變速直線運(yùn)動(dòng)得:代入上式,解得:(3)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程,由能量守恒定律: 代入數(shù)據(jù),解得:答:(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為;(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)線框的電荷量為;(3)在此過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為。18.【答案】(1);(2)【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律。【解析】(1)在時(shí)間內(nèi),設(shè)時(shí)刻磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為,中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,電流為,金屬導(dǎo)軌受到的安培力為,則:由乙圖得:,得:由法拉第電磁感應(yīng)定律得:又:解得:,導(dǎo)軌所受的安培力:當(dāng)時(shí),安培力最大為,則:設(shè)金屬導(dǎo)軌受到的最大靜摩擦力為,則:以后,電動(dòng)勢(shì)為零,受到的安培力為零。即安培力最大時(shí),仍然小于金屬導(dǎo)軌受到的最大靜摩擦力,金屬導(dǎo)軌始終靜止,受到的是靜摩擦力,所以:則得:(3)從開(kāi)始后,導(dǎo)軌受到的安培力向右,由于小立柱1、2的作用,金屬導(dǎo)軌靜止。設(shè)桿的最大速度為時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,電流為,受到的安培力為,外力為,則: ,則得:有: 即:解得:撤去外力直到停下來(lái),產(chǎn)生的總熱量為,則:上產(chǎn)生的熱量:代入數(shù)據(jù),解得:,答:(1)在整個(gè)過(guò)程中,導(dǎo)軌受到的靜摩擦力的最大值為;(2)上產(chǎn)生的熱量為。19.【答案】(1)a ;b ;(2)【命題立意】本題旨在考查能量守恒定律、動(dòng)量定理、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)?!窘馕觥浚?)a金屬棒從M點(diǎn)被拋出至落回M點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,由能量守恒定律得:回路中消耗的電能:電阻R消耗的電能: b金屬棒從M點(diǎn)被拋出至落回M點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,由動(dòng)量定理得: 將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段,可認(rèn)為在每個(gè)小段中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎不變,設(shè)每小段的時(shí)間為則安培力的沖量又:,因?yàn)?,所以?解得: (2)當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí): 其中:解得: 沿棒方向,棒中自由電子受到洛倫茲力、電場(chǎng)力和金屬離子對(duì)它的平均作用力f作用。因?yàn)榘糁须娏骱愣?,所以自由電子沿棒的運(yùn)動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)。則:又: 解得:答:(1)a電阻R消耗的電能為;b金屬棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為;(2)當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),棒中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿棒方向的平均作用力大小為。20.【答案】; ; 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路的歐姆定律、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化?!窘馕觥浚?)設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為沿導(dǎo)軌下滑的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,得:代人數(shù)據(jù)解得:(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)受到的安培力與重力沿斜面向下的分量大小相等,方向相反,得:又:代人數(shù)據(jù)得:(3)金屬棒離穿過(guò)磁場(chǎng)在該處中,減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為熱量,即:, 解得:答:金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為; 金屬棒的質(zhì)量為; 金屬棒在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為。21.【答案】(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t(T),金屬桿由距導(dǎo)軌頂部l m處釋放,至少經(jīng)過(guò)20s釋放,會(huì)獲得沿斜面向上的加速度;(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值,對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F,其大小為產(chǎn)F=v+0.4(N),v為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度,使金屬桿以恒定的加速度a=10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=(T),t=0時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端S0=1m處?kù)o止釋放,同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力,使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則金屬桿下滑5m所用的時(shí)間【命題立意】本題旨在考察電磁感應(yīng)、電路及運(yùn)動(dòng)的綜合【解析】(1)金屬桿有沿著斜面向上的加速度時(shí),安培力等于重力沿斜面的分力,由安培力表達(dá)式F=BIL,結(jié)合B隨t的變化關(guān)系,可以解得時(shí)間t;(2)金屬桿收到重力和安培力的作用而做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,結(jié)合安培力表達(dá)式,可解得磁感應(yīng)強(qiáng)度B(3)金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,說(shuō)明磁通量不變,由此可以表示初末磁通量相等,解得金屬桿下滑5m所用的時(shí)間解:(1)設(shè)金屬桿長(zhǎng)為L(zhǎng),距離導(dǎo)軌頂部也為L(zhǎng),經(jīng)過(guò)ts后,金屬桿有沿著斜面向上的加速度,此時(shí)安培力等于重力沿斜面的分力,則: FA=mgsin,又: ,其中:E=KL2=0.2V,所以:,解得: t=20s(2)對(duì)金屬桿由牛頓第二定律:mgsin+FFA=ma,其中:,解得:,帶入數(shù)據(jù)解得:,因?yàn)槭莿蚣铀龠\(yùn)動(dòng),加速度為定值,則:,解得:,(3)設(shè)t=0時(shí)刻金屬桿距離頂端為S0,由金屬桿與導(dǎo)軌組成的閉合電路中,磁通量保持不變,經(jīng)過(guò)ts的位移為S,則: B1LS0=B2L(S+S0),帶入數(shù)據(jù): ,解得: S=t2,金屬桿做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),S=5m,解得: 22.【命題立意】考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用及電磁感應(yīng)【答案】【解析】(1)由右手定則可以判定P點(diǎn)電勢(shì)高 (2分)設(shè)纜索中點(diǎn)的速度設(shè)為v (2分)P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)差就是纜索的電動(dòng)勢(shì) UPQ=E=BlvQ= (2分)另解: (2)纜索電流I= (2分)安培力FA=BIl (2分)將代入式解得FA= (2分)(3)Q的速度設(shè)為vQ,Q受地球引力和纜索拉力FQ作用 FQ=mQ (2分)物體Q繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)Q的速度設(shè)為vQ (1分) 又 (1分) 將代入式解得:FQ= mQ (2分)23.【答案】(1);(2) ;(3) 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路的歐姆定律、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化?!窘馕觥浚?)減少的機(jī)械能等于克服摩擦力所做的功:而: 其中 解得:(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,減小的機(jī)械能扥顧克服摩擦力和安培力所做的功,機(jī)械能仍均勻減小,因此安培力也為恒力,線框做勻速運(yùn)動(dòng),其中:可解得線框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為:其中:,為線框的側(cè)邊長(zhǎng),即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)的距離,可求出: , (3)線框剛出磁場(chǎng)時(shí)速度最大,線框內(nèi)的電功率最大由:可求得:根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),可求出:又因?yàn)椋?,可求出:代入?shù)據(jù)解得:答:(1)金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為;(2)金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間為;(3)金屬線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的最大電功率為。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2019-2020年高考物理模擬試題專(zhuān)題匯編 專(zhuān)題5 電路與電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)A含解析 2019 2020 年高 物理 模擬 試題 專(zhuān)題 匯編 電路 電磁感應(yīng) 解析
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