【步步高】2012高中物理大一轮复习 第十二章 第4课时 电磁感应中的动 力学和能量问题讲义 大纲人教版

用心 爱心 专心 1 第第 4 4 课时课时 专题 电磁感应中的动专题 电磁感应中的动 力学和能量问题力学和能量问题 限时 45 分钟 一 选择题 1 2009 天津理综 如图 1 所示 竖直放置的两根平行金属导轨之间 接有定值电阻R 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触 且无摩擦 棒与导轨的电阻均不计 整个装置放在匀强磁场中 磁场方向与 导轨平面垂直 棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内 力F做的功与安培力做的功的代数和等于 A 棒的机械能增加量 B 棒的动能增加量 C 棒的重力势能增加量 D 电阻R上放出的热量 2 如图 2 所示 正方形导线框abcd的边长为L 10 cm 线框平面 位于竖直平面内 上下两边处于水平状态 当它从某高处落下时通过一 匀强磁场 磁场方向垂直于线框平面 线框的ab边刚进入磁场时 由于 安培力的作用使得线框恰能匀速运动 已知磁场的宽度h 4L 线框刚 进入磁场时的速度v0 2 5 m s 那么若以向下为力的正方向 则线框通 过磁场区域过程中所受安培力的图象是以下四图中的 3 如图 3 所示 金属直棒AB垂直置于水平面上的两条平行 光滑导轨上 棒与导轨接触良好 棒AB和导轨电阻可忽略不 计 导轨左端接有电阻R 垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过 平面 现以水平向右的恒定外力F使AB棒向右移动 t秒末AB 棒速度为v 则 A t秒内恒力的功等于电阻R释放的电热 B t秒内恒力的功大于电阻R释放的电热 图 1 图 2 图 3 用心 爱心 专心 2 C t秒内恒力的平均功率等于 Fv 2 D t秒内恒力的平均功率大于 Fv 2 4 如图 4 所示 竖直平面内放置的两根平行金属导轨 电阻不计 匀强磁场方向垂直纸面向里 磁感应强度B 0 5 T 导体棒ab cd长 度均为 0 2 m 电阻均为 0 1 重力均为 0 1 N 现用力F向上拉动 导体棒ab 使之匀速上升 导体棒ab cd与导轨接触良好 此时cd 静止不动 则ab上升时 下列说法正确的是 A ab受到的拉力大小为 2 N B ab向上运动的速度为 2 m s C 在 2 s 内 拉力做功 有 0 4 J 的机械能转化为电能 D 在 2 s 内 拉力做功为 0 6 J 5 2008 山东 22 两根足够长的光滑导轨竖直放置 间距为L 底端接阻值为R的电阻 将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧 下端 金属棒和导轨接触良好 导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强 磁场垂直 如图 5 所示 除电阻R外其余电阻不计 现将金属棒从弹簧 原长位置由静止释放 则 A 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B 金属棒向下运动时 流过电阻R的电流方向为a b C 金属棒的速度为v时 所受的安培力大小为F B2L2v R D 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 6 图 6 是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图 将 铜盘放在磁场中 让磁感线垂直穿过铜盘 图中a b导线与铜盘的 中轴线处在同一平面内 转动铜盘 就可以使闭合电路获得电流 若 图中铜盘半径为L 匀强磁场的磁感应强度为B 回路总电阻为R 从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为 则下列说法正确的是 A 回路中有大小和方向做周期性变化的电流 B 回路中电流大小恒定 且等于 BL2 R C 回路中电流方向不变 且从b导线流进灯泡 再从a导线流向旋转的铜盘 D 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场 不转动铜盘 灯泡 中也会有电流流过 图 4 图 5 图 6 用心 爱心 专心 3 7 一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落 进入一水平的匀强 磁场区域 然后穿出磁场区域继续下落 如图 7 所示 则 A 若线圈进入磁场过程是匀速运动 则离开磁场过程也是匀速 运动 B 若线圈进入磁场过程是加速运动 则离开磁场过程也是加速 运动 C 若线圈进入磁场过程是减速运动 则离开磁场过程也是减速运动 D 若线圈进入磁场过程是减速运动 则离开磁场过程是加速运动 8 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线 如图 8 所示 抛物 线的方程为y x2 其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中 磁 场的上边界是y a的直线 图中的虚线所示 一个小金属块从抛 物线y b b a 处以速度v沿抛物线下滑 假设抛物线足够长 则 金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是 A mgb B mv2 1 2 C mg b a D mg b a mv2 1 2 9 如图 9 所示 一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中 场中各点的磁感应强度为By y为该点到地面的距离 c为常 B0 y c 数 B0为一定值 铝框平面与磁场垂直 直径ab水平 空气阻力不 计 铝框由静止释放下落的过程中 A 铝框回路磁通量不变 感应电动势为 0 B 回路中感应电流沿顺时针方向 直径ab两点间电势差为 0 C 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D 直径ab受安培力向上 半圆弧ab受安培力向下 铝框下落加速度大小可能等于g 二 非选择题 10 在同一水平面中的光滑平行导轨P Q相距l 1 m 导轨左端接有如图 10 所示的电 路 其中水平放置的平行板电容器两极板M N之间距离d 10 mm 定值电阻R1 R2 12 R3 2 金属棒ab电阻r 2 其他电阻不计 磁感应强度B 0 5 T 的匀强磁场 竖直穿过导轨平面 当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时 悬浮于电容器两极板之间 质量 m 1 10 14 kg 带电荷量q 1 10 14 C 的微粒恰好静止不动 取g 10 m s2 在整个 运动过程中金属棒与导轨接触良好 且运动速度保持恒定 试求 图 7 图 8 图 9 用心 爱心 专心 4 图 10 1 匀强磁场的方向 2 ab两端的路端电压 3 金属棒ab运动的速度 11 电磁起重机由于强大的磁场力作用 在运输铁质物资时 显示了明显的优越性 电 磁起重机中电磁铁的直径约 1 5 米 可提起 16 吨的物体 若在拆装某种大型电磁设备的过 程中 需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合 然后再提升直至离开磁场 操作时通过 手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈 假设该线圈可简化为水平长为L 上下宽度为d的矩形 线圈 其匝数为n 总质量为M 总电阻为R 如图 11 所示 开始时线圈的上边缘与有界磁 场的上边缘平齐 若转动手摇轮轴A 在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场 此 过程中 流过线圈中每匝导线横截面的电量为