高考物理一轮复习第10章电磁感应第四节电磁感应中的动力学和能量问题达标诊断高效诊断.doc
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1、1 / 10【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习第精选高考物理一轮复习第 1010 章电磁感应第四章电磁感应第四节电磁感应中的动力学和能量问题达标诊断高效诊断节电磁感应中的动力学和能量问题达标诊断高效诊断(建议用时:60 分钟)一、单项选择题1.如图所示,在一匀强磁场中有一 U 形导线框 abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R 为一电阻,ef 为垂直于 ab 的一根导体杆,它可在 ab、cd 上无摩擦地滑动杆 ef 及线框中导线的电阻都可不计开始时,给 ef 一个向右的初速度,则( )Aef 将减速向右运动,但不是匀减速Bef 将匀减速向右运动,最后停止Cef 将匀
2、速向右运动Def 将往返运动解析:选 A.ef 向右运动,切割磁感线,产生感应电动势和感应电流,会受到向左的安培力而做减速运动,直到停止,但不是匀减速,由FBILma 知,ef 做的是加速度减小的减速运动,故 A 正确2(2018苏州模拟)如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个闭合线圈、分别用同种导线绕制而成,其中为边长为 L 的正方形,是长 2L、宽为 L 的矩形,将两个线圈同时从图示位置由静止释放线圈下边进入磁场时,立即做了一段时间的匀速运动,2 / 10已知两线圈在整个下落过程中,下边始终平行于磁场上边界,不计空气阻力,则( )A下边进入磁场时,也立即做匀速运动
3、 B从下边进入磁场开始的一段时间内,线圈做加速度不断减小的加速运动C从下边进入磁场开始的一段时间内,线圈做加速度不断减小的减速运动D线圈先到达地面解析:选 C.线圈的电阻是的倍,线圈进入磁场时产生的感应电动势是的 2 倍,即 RR,E2E.由 I得,II;由 F 安BIL,FBI2L,FBIL,则FF,但 GG.由于进入磁场做匀速运动,即FG,则 FG,所以进入磁场立即做加速度不断减小的减速运动,A、B 错误,C 正确;因线圈、进入磁场时速度相同,但此后匀速,减速,故后到达地面,D 错误3CD、EF 是两条水平放置的电阻可忽略的平行金属导轨,导轨间距为 L,在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂
4、直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,磁场区域的长度为 d,如图所示导轨的右端接有一电阻 R,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接将一阻值也为 R 的导体棒从弯曲轨道上 h 高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为 ,则下列说法中正确的是( )A电阻 R 的最大电流为Bd 2ghRB流过电阻 R 的电荷量为BdL RC整个电路中产生的焦耳热为 mgh3 / 10D电阻 R 中产生的焦耳热为 mg(hd)解析:选 D.由题图可知,导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大,产生的感应电流最大,由机械能守恒有 mghmv2,所以 I,A 错;流过 R 的
5、电荷量为 qIt,B 错;由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为 Qmghmgd,C 错;由于导体棒的电阻也为R,则电阻 R 中产生的焦耳热为 Qmg(hd),D 对4.如图所示,有两根和水平方向成 角的光滑平行金属轨道,上端接有可变电阻 R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为 B,一根质量为 m 的金属杆(电阻忽略不计)从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vm,则( )A如果 B 增大,vm 将变大 B如果 增大,vm 将变大C如果 R 变小,vm 将变大D如果 m 变小,vm 将变大解析:选 B.金属杆从轨道上由静止滑下,经足
6、够长时间后,速度达最大值 vm,此后金属杆做匀速运动杆受重力、轨道的支持力和安培力如图所示安培力 FLB,对金属杆列平衡方程式:mgsin ,则 vm.由此式可知,B 增大,vm 减小; 增大,vm 增大;R 变小,vm 变小;m 变小,vm 变小,因此A、C、D 错误,B 正确5(2018重庆高三模拟)如图所示,电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ,其 PMN 部分是半径为 r 的圆弧,NQ 部分水平且足够长,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于 PMNQ 平面指向纸面内一粗细均匀的金属杆质量为 m,电阻为 R,长为 r.从图示位置由静止释放,4 / 10若当地的重力加速度为 g,金属杆与轨
7、道始终保持良好接触,则下列说法中正确的是( )A杆在下滑过程中机械能守恒B杆最终不可能沿 NQ 匀速运动C杆从释放到全部滑至水平轨道过程中,产生的电能等于mgr 2D杆从释放到全部滑至水平轨道过程中,通过杆的电荷量等于Br2(2) 4R解析:选 D.杆在下滑过程中,杆与金属导轨组成闭合回路,磁通量在改变,会产生感应电流,杆将受到安培力作用,则杆的机械能不守恒,故 A 错误;杆最终沿水平面运动时,不产生感应电流,不受安培力作用而做匀速运动,故 B 错误;杆从释放到全部滑至水平轨道过程中,重力势能减小,产生电能和杆的动能,由能量守恒定律知:杆上产生的电能小于,故 C 错误;通过杆与金属导轨所组成的
8、闭合回路的磁通量的变化量为 B,根据推论 q,得到通过杆的电荷量为 q,故 D 正确二、多项选择题6.如图所示为一圆环发电装置,用电阻 R4 的导体棒弯成半径 L0.2 m 的闭合圆环,圆心为 O,COD是一条直径,在 O、D 间接有负载电阻 R11 .整个圆环中均有B0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过电阻 r1 的导体棒 OA 贴着圆环做匀速圆周运动,角速度 300 rad/s,则( )A当 OA 到达 OC 处时,圆环的电功率为 1 WB当 OA 到达 OC 处时,圆环的电功率为 2 WC全电路最大功率为 3 WD全电路最大功率为 4.5 W5 / 10解析:选 AD.当 OA 到达 OC
9、 处时,圆环被分成两段,并联在电路中,电阻为 1 ,再与 R1 串联接入电源,则外电阻为 2 ,棒转动过程中产生的感应电动势 EBL23 V,圆环上分压为 1 V,所以圆环上的电功率为 1 W,A 正确,B 错误;当 OA 到达 OD 处时,圆环中的电阻为零,此时电路中总电阻最小,而电动势不变,所以电功率最大为 P4.5 W,C 错误,D 正确7(2018河北定州中学模拟)如图所示,一质量为 m、长为 L 的金属杆 ab,以一定的初速度 v0 从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行,轨道平面与水平面成 角,轨道平面处于磁感应强度为 B、方向垂直轨道平面向上的磁场中,两导轨上端用一阻值为 R 的电阻
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