高考物理 高频考点模拟新题精选训练 专题37 电磁感应能量问题.doc

高考物理高频考点2013模拟新题精选训练 专题37 电磁感应能量问题1（2013山东济南外国语学校测试）如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为；第二次用时间拉出，外力所做的功为，则（ ）a b c d2（2013山东青岛二中测试）在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为b的匀强磁场，区域i的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为l，一个质量为m、电阻为r、边长也为l的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过gh进入磁场区时，恰好以速度 v1做匀速直线运动；当ab边下滑到jp与mn的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入gh到mn与jp的中间位置的过程中，线框的动能变化量为ek，重力对线框做功大小为w1，安培力对线框做功大小为w2，下列说法中正确的有 a在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2v1b从ab进入gh到mn与jp的中间位置的过程中，机械能守恒c从ab进入gh到mn与jp的中间位置的过程，有（w1ek）机械能转化为电能d从ab进入gh到mn与jp的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为ek= w1w23（2013江苏名校质检）如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为r的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为b.有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的，大小为v的初速度向上运动，最远到达ab的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为r，与导轨之间的动摩擦因数为.则()a.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为b.上滑过程中电流做功发出的热量为mv2mgs(sin cos )c.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2d.上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2mgssin 答案：abd解析：本题考查的是电磁感应定律和力学的综合问题，上滑过程中开始时导体棒的速度最大，受到的安培力最大为；根据能量守恒，上滑过程中电流做功发出的热量为mv2mgs(sin cos )；上滑过程中导体棒克服安培力做的功等于产生的热也是mv2mgs(sin cos )；上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2mgssin ；4（2013唐山一中检测）粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感强度为b，方向垂直于线框平面，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2l。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是aab两点间的电势差图中最大 bab两点间的电势差图中最大c回路电流图中最大 d回路电流图中最小5.（12分）（2013温州八校期初联考）如图20所示，足够长的粗糙斜面与水平面成=37放置，在斜面上虚线aa和bb与斜面底边平行，且间距为d=0.1m，在aabb围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为b=1t；现有一质量为m=10g，总电阻为r=1，边长也为d=0.1m的正方形金属线圈mnpq，其初始位置pq边与aa重合，现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动，当金属线圈从最高点返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为=0.5，不计其他阻力，求：(取sin37=0.6, cos37=0.8)（1） 线圈向下返回到磁场区域时的速度；（2） 线圈向上离开磁场区域时的动能；（3）线圈向下通过磁场过程中，线圈电阻上产生的焦耳热。 6（2012华约自主招生真题）如图所示，两个光滑的水平导轨间距为 l，左侧连接有阻值为 r的电阻，磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一质量为 m的导体棒以初速度v0 向右运动，设除左边的电阻r 外，其它电阻不计。棒向右移动最远的距离为 s，问当棒运动到s时0l，证明此时电阻r 上的热功率：p=. 得到：x=m(v0 -v)。其中x为导体棒位移，v为导体棒瞬时速度。7. （15分）（2013江苏宿迁检测）如图，两根相距l=1m平行光滑长金属导轨电阻不计，被固定在绝缘水平面上，两导轨左端接有r=2的电阻，导轨所在区域内加上与导轨垂直、方向相反的磁场，磁场宽度d相同且为0.6m，磁感应强度大小b1=t、b2=0.8t。现有电阻r=1的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab以m/s从边界mn进入磁场后始终作匀速运动，求：导体棒ab进入磁场b1时拉力的功率；导体棒ab经过任意一个b2区域过程中通 过电阻r的电量；导体棒ab匀速运动过程中电阻r两端的 电压有效值。解析：（15分）在b1中时， （1分） （1分） 8（2013广东省韶关市一模）如图所示，足够长的金属导轨mn、pq平行放置，间距为l，与水平面成角，导轨与定值电阻r1和r2相连，且r1 = r2 = r，r1支路串联开关s，原来s闭合匀强磁场垂直导轨平面向上，有一质量为m、有效电阻也为r的的导体棒ab与导轨垂直放置，它与导轨的接触粗糙且始终接触良好，现让导体棒ab从静止开始释放，沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状态时速率为v，此时整个电路消耗的电功率为重力功率的已知重力加速度为g，导轨电阻不计，求： （1）匀强磁场的磁感应强度b的大小和达到稳定状态后导体棒ab中的电流强度i；（2）如果导体棒ab从静止释放沿导轨下滑x距离后运动达到稳定状态，在这一过程中回路中产生的电热是多少？（3）导体棒ab达到稳定状态后，断开开关s，从这时开始导体棒ab下滑一段距离后，通过导体棒ab横截面的电量为q，求这段距离是多少？解析：（1）回路中的总电阻为： 当导体棒ab以速度v匀速下滑时棒中的感应电动势为：e = blv 得： （2分）解得： （2分）9.(18分) （2013广东省江门市期末）如图所示,mn和pq是两根放在竖直面内且足够长的平行光滑金属导轨,相距为2l。左侧是水平放置长为6l、间距为l的平行金属板,且连接电阻r。金属板右半部、ef右侧区域均处在磁感应强度均为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。质量为m、电阻也为r的导体棒ab与导轨接触良好。棒ab在ef左侧o处受水平向右的力作用,由静止开始向右运动,在某一时刻恰好进入ef右侧区域且以速度v0匀速运动,同时从金属上板左端边缘水平向右射入电量为q带负电油滴能在金属板左半部匀速向右运动,不计其他电阻。(1)求通过电阻r的电流i和两端的电压u；(2)若要求油滴能从金属板间飞出,求油滴射入的速率u的范围：(3)若棒在进入ef右侧区域前,所受水平向右的力与移动的距离成正比,求力与移动距离的比值k。10（16分）（2013江苏南京盐城一模）如图甲所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框abcd，线框的边长为m、总电阻为。在直角坐标系中，有界匀强磁场区域的下边界与轴重合，上边界满足曲线方程（m），场强大小。线框在沿轴正方向的拉力作用下，以速度水平向右做匀速直线运动，恰好拉出磁场。（1）求线框中ad两端的最大电压；（2）在图乙中画出运动过程上线框i-t图象，并估算磁场区域的面积；（3）求线框在穿越整个磁场的过程中，拉力所做的功。解（3）在t1和t3时间内，通过线框的电流按正弦规律变化(a)(j)11(16分) （2013江苏省徐州期末）如图所示，空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场。现将质量为、边长为的正方形线框，静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上，边与轴重合。边的电阻为，边的电阻为，线框其余部分电阻不计。 (1)若磁场随时间的变化规律为 (为大于零的已知常数)，求线框中感应电流的大小和方向。 (2)若磁场不随时间变化，而是按照下列情况分布：磁感应强度沿轴方向均匀分布，沿轴方向按规律变化(为大于零的已知常数)，线框从=0时刻、以初速度由图示位置向轴正方向平动。求在图示位置线框所受安培力的大小和方向。 (3)在第(2)问中，若，求在整个运动过程中，电阻产生的焦耳热。 解：（1）根据法拉第电磁感应定律可知： （2分） 感应电流的大小 （1分）感应电流的方向沿npqmn。 （2分）（2）mn处的磁感应强度为kl，所以mn切割产生的电动势e=blv0=kl2v0，pq处磁感应强度为0，所以其产生的电动势也为0， 12（2013广东省韶关市一模）如图所示，足够长的金属导轨mn、pq平行放置，间距为l，与水平面成角，导轨与定值电阻r1和r2相连，且r1 = r2 = r，r1支路串联开关s，原来s闭合匀强磁场垂直导轨平面向上，有一质量为m、有效电阻也为r的的导体棒ab与导轨垂直放置，它与导轨的接触粗糙且始终接触良好，现让导体棒ab从静止开始释放，沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状态时速率为v，此时整个电路消耗的电功率为重力功率的已知重力加速度为g，导轨电阻不计，求： （1）匀强磁场的磁感应强度b的大小和达到稳定状态后导体棒ab中的电流强度i；（2）如果导体棒ab从静止释放沿导轨下滑x距离后运动达到稳定状态，在这一过程中回路中产生的电热是多少？（3）导体棒ab达到稳定状态后，断开开关s，从这时开始导体棒ab下滑一段距离后，通过导体棒ab横截面的电量为q，求这段距离是多少？解析：（1）回路中的总电阻为： 得： （2分）解得： （2分）13. （15分）（2013湖北黄冈市期末）如图所示，位于水平面内间距为l的光滑平行导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为b，方向垂直于导轨所在平面，导轨左端用导线相连，一质量为m、长为l的直导体棒两端放在导轨上，并与之密接。已知导轨单位长度的电阻为r，导线和导体棒的电阻均忽略不计。从 t=0时刻起，导体棒在平行于导轨的拉力作用下，从导轨最左端由静止做加速度为a的匀加速运动，求（1）t时刻导体棒中的电流i和此时回路的电功率p；（2）t时间内拉力做的功 故t时间内拉力做的功wf =+ma2t22分说明：有其它做法可比照给分14. （16分）（2013安徽省黄山市联考）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨mn、pq间距离为l。其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成角，两根用细线连接的金属杆ab、cd分别垂直导轨放置，平行斜面向上的外力f作用在杆ab上，使两杆静止，已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为r，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为b。某时刻将细线烧断，保持杆ab静坐不动，求：细线烧断后外力f的最小值和最大值；设细线烧断后cd杆到达最大速度前杆ab产生的电热为q，求cd杆到达最大速度前经过的位移s。且f安=bil -1分e=blv -1分 i= e/2r -1分代入得：s=4m2r2gsin/b4l4+q/ mgsin-2分15（2013四川绵阳二诊）如图所示，正方形单匝均匀线框abcd，边长l0.4m，每边电阻相等，总电阻r0.5。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体p。物体p放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角=30，斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界和下边界都水平，两边界之间距离也是l0.4m。磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小b0.5t。现让正方形线框的cd边距上边界的正上方高度h0.9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体p始终在斜面上运动，线框刚好能以v3m/s的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧