2011届高考物理模拟试题分类汇编 电磁感应

电磁感应电磁感应 1 2011 西城一模 在图 2 所示的四个情景中 虚线上方空间都存 在方向垂直纸面向里的匀强磁场 A B 中的导线框为正方形 C D 中的导线框为直角扇形 各导线框均绕轴 O 在纸面内匀 速转动 转动方向如箭头所示 转动周期均为 T 从线框处于 图示位置时开始计时 以在 OP 边上从 P 点指向 O 点的方向为 感应电流 i 的正方向 则在图 2 所示的四个情景中 产生的感应电流 i 随时间 t 的变化 规律如图 1 所示的是 1 答案 C 2 2011 西城一模 如图所示 矩形单匝导线框 abcd 竖直放置 其下方有一磁感应强度 为 B 的有界匀强磁场区域 该区域的上边界 PP 水平 并与线框的 ab 边平行 磁场方 向与线框平面垂直 已知线框 ab 边长为 L1 ad 边长为 L2 线框质量为 m 总电阻为 R 现无初速地释放线框 在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直 且线框的 ab 边始终与 PP 平行 重力加速度为 g 若线框恰好匀速进入磁场 求 1 dc 边刚进入磁场时 线框受安培力的大小 F 2 dc 边刚进入磁场时 线框速度的大小 3 在线框从开始下落到 ab 边刚进入磁场的过程中 重力做的功 W 2 解析 1 由于线框匀速进入磁场 所以线框进入磁场时受安培力的大小 F mg 2 线框 dc 边刚进入磁场时 感应电动势 E BL1v 感应电流 R E I dc 边受安培力的大小 F BIL1 又 F mg 解得线框速度的大小 v 2 1 2L B mgR 3 在线框从开始下落到 dc 边刚进入磁场的过程中 重力做功 W1 根据动能 i O t T 2 T 图 1 P O P O P O P O 图 2 a d b c P P B L1 L2 定理得 W1 2 2 1 mv 在线框从 dc 边刚进入磁场到 ab 边刚进入磁场的过程中 重力做功 W2 W2 mgL2 所以 W W1 W2 4 1 4 223 2LB Rgm mgL2 3 2011 承德模拟 在竖直方向的匀强磁场中 水平放置一圆形导体环 规定导体环中电流 的正方向如图 1 所示 磁场向上为正 当磁 感应强度 B 随时间 t 按图 2 变化时 下列 能正确表示导体环中感应电流变化情况的是 3 答案 C 4 2011 福州模拟 如图 1 所示 一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO 以恒定的角速度 转动 从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时 则在t 时刻 A 线圈中的感应电动势最小 B 线圈中的感应电流最大 C 穿过线圈的磁通量最大 D 穿过线圈磁通量的变化率最小 4 答案 B 5 2011 福州模拟 如图 14 所示两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为 l 它们各 有一边在同一水平面内 另一边垂直于水平面 且都是足够长 两金属杆 ab cd 与导 轨垂直接触形成闭合回路 杆与导轨之间的动摩擦因数均为 且最大静摩擦力与滑 动摩擦力相等 回路总电阻为 R 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 现使杆 ab 受 到 F 5 5 1 25t N 的水平外力作用 从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速 直线运动 杆 ad 也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动 已知 2 0 1 0 4 0 5 A lm mkg R g 取 10m s2 求 1 磁感应强度 B 的大小 2 cd 杆下落过程达最大速度时 ab 杆的速度大小 I I i A 0 12345 A I I i A 0 12345 C I I i A 0 12345 D I I i A 0 t s 12345 B t s t s t s B I 图 1图 2 B0 B0 B T 0 t s 12345 t R atlB 25 1 22 5 解析 1 对 ab 杆 f1 mabg 5N 当0 t时 01 ab Ff a m 得5 0 am s2 所以ab杆由静止开始以5 0 am s2 的加速度 沿导轨匀加速运动 BIlF 安 EBlv R E I R atlB F 22 安 根据牛顿第二定律 安 FF f1 maba 联立以上各式 解得 代入数据 解得 B 0 5T 2 当 cd 杆下落过程达到最大速度时 cd 杆平衡 2cd m gfF 安 R vlB LIBF 22 安 联立以上两式并代入数据 解得m s8 0 v 6 2011 甘肃模拟 如图 a 所示 虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场 直角扇形导 线框绕垂直于线框平面的轴 O 以角速度 匀速转动 设线框中感应电流方向以逆时针 为正 那么在图 b 中能正确描述线框从图 a 中所示位置开始转动一周的过程中 线框内 感应电流随时间变化情况的是 6 答案 A 7 2011 惠州模拟 在质量为 kgM1 的小车上 竖直固定着一个质量为 kgm2 0 高 mh05 0 总电阻 100R 100 n 匝矩形线圈 且小车与线圈的水平长度l相同 现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动 速度为 smv 10 1 随后穿过与线圈平面垂直 磁感应强度 TB0 1 的水平有界匀强磁场 方向垂直纸面向里 如图 1 所示 已知小 车运动 包括线圈 的速度v随车的位移s变化的 sv 图象如图 2 所示 求 1 小车的水平长度l和磁场的宽度d 2 小车的位移 cms10 时线圈中的电流大小I以及此时小车的加速度a 3 线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q 7 解析 1 由图可知 从 cms5 开始 线圈进入磁场 线圈中有感应电流 受安培力 作用 小车做减速运动 速度v随位移s减小 当 cms15 时 线圈完全进入磁场 线圈 中感应电流消失 小车做匀速运动 因此小车的水平长度 cml10 当 cms30 时 线圈开始离开磁场 则 cmcmd25 530 2 当 cms10 时 由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度 smv 8 2 由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 R nBhv R E I 2 图 a O 图 b i 0 t A i 0 t B i 0 t C i 0 t D 解得 AAI4 0 100 805 0 1100 此时线圈所受安培力 NNnBIhF205 0 4 01100 小车的加速度 22 67 1 2 1 2 smsm mM F a 3 由图象可知 线圈左边离开磁场时 小车的速度为 smv 2 3 线圈进入磁场和离开磁场时 克服安培力做功 线卷的动能减少 转化成电能消耗在线圈 上产生电热 2 1 2 3 2 1 vvmMQ 解得线圈电阻发热量Q 57 6J 8 2011 海淀一模 在水平桌面上 一个圆形金属框置于匀强磁场 B1中 线框平面与磁场垂直 圆形金属框与一个水平的平行金属 导轨相连接 导轨上放置一根体棒ab 导体棒与导轨接触良好 导体棒处于另一匀强磁场 B2中 该磁场的磁感应强度恒定 方向 垂直导轨平面向下 如图 10 甲所示 磁感应强度 B1随时间t的 变化关系如图 10 乙所示 0 1 0s 内磁场方向垂直线框平面向下 若导体棒始终保持静止 并设向右为静摩擦力的正方向 则导体 所受的摩擦力f随时间变化的图象是图 11 中的 8 答案 D 9 2011 海淀一模 光滑平先金属导轨 M N 水平放置 导轨上放置一根与导轨垂直的导 体棒 PQ 导轨左端与由电容为 C 的电容器 单刀双掷开关和电动势为 E 的电源组成的 电路相连接 如图 13 所示 在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场 图中未画出 先将开关接在位置a 使电容器充电并达到稳定后 再将开关拨到位 置b 导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动 设导轨足够长 则以下说法中正确 的是 A 空间存在的磁场方向竖直向下 B 导体棒向右做匀加速运动 C 当导体棒向右运动的速度达到最大时 电容器的电荷量为零 D 导体棒运动的过程中 通过导体棒的电荷量 Q CE 9 答案 AD 10 2011 海淀一模 如图 1 9 甲所示 在一个正方形金属线圈区域内 存在着磁感应强度 B 随时间变化的匀强磁场 磁场的方向与线圈平面垂直 金属线圈所围的面积 S 200cm2 匝数 n 1000 线圈电阻 r 1 0 线圈与电阻 R 构成闭合回路 电阻 R 4 0 匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图 19 乙所示 求 1 在 t 2 0s 时刻 通过电阻 R 的感应电流大小 2 在 t 5 0s 时刻 电阻 R 消耗的电功率 3 0 6 0s 内整个闭合电路中产生的热量 10 解析 1 根据法拉第电磁感应定律 0 4 0s 时间内线圈中磁通量均匀变化 产 生恒定的感应电流 t1 2 0s 时的感应电动势 1 04 1 1 t SBB n t nE 根据闭合电路欧姆定律 闭合回路中的感应电流 rR E I 1 1 解得 I1 0 2A 2 由图象可知 在 4 0s 6 0s 时间内 线圈中产生的感应电动势 2 46 2 2 2 t n t nE 根据闭合电路欧姆定律 t2 5 0s 时闭合回路中的感应电流 rR E I 2 2 0 8A 电阻消耗的电功率 P2 I22R 2 56W 3 根据焦耳定律 0 4 0s 内闭合电路中产生的热量 Q1 I12 r R t1 0 8 J 4 0 6 0s 内闭合电路中产生的热量 Q2 I22 r R t2 6 4 J 0 6 0s 内闭合电路中产生的热量 Q Q1 Q2 7 2J 11 2011 海淀一模 磁悬浮列车是一种高速运载工具 它由两个系统组成 一是悬浮系 统 利用磁力使车体在轨道上悬浮起来从而减小阻力 另一是驱动系统 即利用磁场 与固定在车体下部的感应金属线圈相互作用 使车体获得牵引力 图 22 就是这种磁悬 浮列车电磁驱动装置的原理示意图 即在水平面上有两根很长的平行轨道 PQ 和 MN 轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场 B1和 B2 且 B1和 B2的方向相反 大小相等 即 B1 B2 B 列车底部固定着绕有 N 匝闭合的矩形金属线圈 abcd 列车车厢在图中未画 出 车厢与线圈绝缘 两轨道间距及线圈垂直轨道的 ab 边长均为 L 两磁场的宽度 均为线圈的 ad 边长度相同 当两磁场 B1和 B2同时沿轨道向右运动时 线圈会受到向 右的磁场力 带动列车沿轨道运动 已知列车车厢及线圈的总质量为 M 整个线圈的 电阻为 R 1 假设用两磁场同时水平向右以速度 0 v做匀速运动来起动列车 为使列车能随磁场 运动 求列车所受的阻力大小应满足的条件 2 设列车所受阻力大小恒为 f 假如使列车水平向右以速度 v 做匀速运动 求维持列 车运动外界在单位时间内需提供的总能量 3 设列车所受阻力恒为 f 假如用两磁场由静止开始向右做匀加速运动来起动列车 当两磁场运动的时间为 t1时 列车正在向右做匀加速直线运动 此时列车的速度 为 1 v 求从两磁场开始运动到列车开始运动所需要的时间 t0 11 解析 1 列车静止时 电流最大 列车受到的电磁驱动力最大设为 Fm 此时 线框中产生的感应电动势 E1 2NBLv0 线框中的电流 I1 R E1 整个线框受到的安培力 Fm 2NBI1L 列车所受阻力大小为 R vLBN Ff 0 222 mm 4 2 当列车以速度 v 匀速运动时 两磁场水平向右运动的速度为 v 金属框中感应 电动势 2vvNBLE 金属框中感应电流 R vvNBL I 2 又因为 fNBILF 2 求得 222 4LBN fR vv 当列车匀速运动时 金属框中的热功率为 P1 I2R 克服阻力的功率为 P2 fv 所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为 E I2R fv 222 2 4LBN Rf fv 3 根据题意分析可得 为实现列车最终沿水平方向做匀加速直线运动 其加速度必须 与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同 设加速度为 a 则 t1时刻金属线 圈中的电动势 2 11 vatNBLE 金属框中感应电流 R vatLNB I 2 11 又因为安培力 R vatLBN NBILF 4 2 11 222 所以对列车 由牛顿第二定律得 Maf R vatLBN 4 11 222 解得 MRtLBN vLBNfR a 1 222 1 222 4 4 设从磁场运动到列车起动需要时间为 t0 则 t0时刻金属线圈中的电动势 00 2NBLatE 金属框中感应电流 R NBLat I 0 0 2 又因为安培力 R atLBN NBILF 0 222 0 4 2 所以对列车 由牛顿第二定律得 f R atLBN 0 222 4 解得 4 4 4 4 1 222222 1 222 222 0 vLBNfRLBN MRtLBNfR aLBN fR t 12 2011 焦作模拟 如图所示 等腰梯形内分布着垂直纸面 向外的匀强磁场 它的底边在 x 轴上且长为 3L 高为 L 底角 为 45 有一边长也为 L 的正方形导线框沿 x 轴正方向做匀速 直线运动穿过磁场区域 在 t 0 时刻恰好位于如图所示的位置 若以顺时针方向为导线框中电流正方向 在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移 关系的是 8 题图 12 答案 A 13 2011 济南模拟 如图所示 垂直纸面的正方形匀强磁场区域内 有一位于纸面且电 阻均匀的正方形导体框 abcd 现将导体框分别朝两个方向以 v 3v 速度朝两个方向匀速拉 出磁场 则导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A 导体框所受安培力方向相同 B 导体框中产生的焦耳热相同 C 导体框 ad 边两端电势差相等 D 通过导体框截面的电荷量相同 13 答案 CD 14 2011 济南模拟 如图甲所示 不计电阻的平行金属导轨竖直放置 导轨间距为 L 1 m 上端接有电阻 R 3 虚线 OO 下方是垂直于导轨平面的匀强磁场 现将质量 m 0 1 kg 电阻 r 1 的金属杆 ab 从 OO 上方某处垂直导轨由静止释放 杆下落过程中始终 与导轨保持良好接触 杆下落过程中的 vt 图象如图乙所示 取 g 10 m s2 求 1 磁感应强度 B 2 杆在磁场中下落 0 1 s 的过程中电阻 R 产生 的热量 14 解析 1 由图象知 杆自由下落 0 1 s 进入磁场以 v 1 0 m s 作匀速运动 产生的电动势 E BLv 杆中的电流 I rR E 杆所受安培力 F安 BIL 由平衡条件得 mg F安 代入数据得 B 2T 2 电阻 R 产生的热量 Q I2Rt 0 075 J 15 2011 锦州模拟 如图所示 等腰三角形内分布有垂直于 纸面向外的匀强磁场 它的底边在 x 轴上且长为 2L 高为 L 纸面内一边长为 L 的正方形导线框沿 x 轴正方向做匀速 直线运动穿过匀强磁场区域 在 t 0 时刻恰好位于图中所 示的位置 以顺时针方向为导线框中电流的正方向 在下 面四幅图中能够正确表示电流 位移 I x 关系的是 C x 3L2L L 0 I B x 3L2LL 0 I A x 3L2L L 0 I D x 3L2LL 0 I 8 题图 15 答案 A 16 2011 锦州模拟 如图所示 竖直平面内有一金属环 半径为 a 总电阻为 R 指拉直时两端的电阻 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂 直穿过环平面 在环的最高点 A 用铰链连接长度为 2a 电阻为 的导 R 2 体棒 AB AB 由水平位置紧贴环面摆下 当摆到竖直位置时 B 点的 线速度为 v 则这时 AB 两端的电压大小为 A B C D Bav Bav 3 Bav 6 2Bav 3 16 答案 A 17 2011 锦州模拟 如图甲 在水平桌面上固定着两根相距 20 cm 相互平行的无电阻轨 道 P 和轨道一端固定一根电阻为 0 0l 的导体棒 a 轨道上横置一根质量为 40g 电阻为 0 0l 的金属棒 b 两棒相距 20cm 该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上 的匀强磁场中 开始时 磁感应强度 B0 0 10 T 设棒与轨道间的最大静摩擦力和滑动摩擦力 相等 g 取 10 m s2 1 若保持磁感应强度 B0的大小不变 从 t 0 时刻开始 给 b 棒施加一个水平向右的拉 力 使它做匀加速直线运动 此拉力 F 的大小随时间 t 变化关系如图乙所示 求匀加 速运动的加速度及 b 棒与导轨间的滑动摩擦力 2 若从 t 0 开始 磁感应强度 B 随时间 t 按图丙中图象所示的规律变化 求在金属棒 b 开始运动前 这个装置释放的热量是多少 17 解析 1 由图象可得到拉力 F 与 t 的大小随时间变化的函数表达式为 F F0 t t t F 1040 当 b 棒匀加速运动时 根据牛顿第二定律有 F f F安 ma 16 题图 s N s F安 B0IL I r LvB r E 22 0 v at F安 t r aLB 2 22 0 联立可解得 F f ma t r alB 2 22 0 将据代入 可解得 a 5m s2 f 0 2N 2 当磁感应强度均匀增大时 闭合电路中有恒定的感应电流 I 以 b 棒为研究对象 它受到的安培力逐渐增大 静摩擦力也随之增大 当磁感应度增大到 b 所受安掊力 F 与最 大静摩擦力 f 相等时开始滑动 感应电动势 E V L t B 020 2 I A r E 1 2 棒 b 将要运动时 有 f BtIL Bt T IL f 1 根据 Bt B0 Tt t t B 5010 得 t 1 8s 回路中产生焦耳热为 Q I22rt 0 036J 18 2011 南昌模拟 如图所示 足够长的光滑平行金属导轨 MN PQ 竖直放置 一匀强 磁场垂直穿过导轨平面 导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R 0 40 的电阻 质量为 m 0 01kg 电阻为 r 0 30 的金属棒 ab 紧贴在导轨上 现使金属棒 ab 由静止开 始下滑 其下滑距离与时间的关系如下表所示 导轨电阻不计 重力加速度 g 取 l0m s2 试求 时间 t s 00 10 20 30 40 50 60 7 下滑距离 s m 00 10 30 71 42 12 83 5 1 当 t 0 7s 时 重力对金属棒 qb 做功的功率 2 金属棒 ab 在开始运动的 0 7s 内 电阻 R 上 产生的热量 3 从开始运动到 t 0 4s 的时间内 通过金属棒 ab 的电量 18 解析 由表格中数据可知 金属棒先做加速度减小 的加速运动 最后以 7m s 匀速下落 PG mgv 0 01 10 7 0 7W 2 根据动能定理 WG W安 mvt2 mv02 1 2 1 2 W安 mvt2 mv02 mgh 0 01 72 0 01 10 3 5 0 105J 1 2 1 2 1 2 QR E电 0 105 0 06 J R R r 4 7 3 当金属棒匀速下落时 G F安 mg BIL B2L2v R r 解得 BL 0 1 m 电量 q It 0 2C R r BLs R r 19 2011 宁波模拟 学习楞次定律的时候 老师往往会做如图 所示的实验 图中 a b 都是很轻的铝环 环 a 是闭合的 环 b 是不闭合的 a b 环都固定在一根可以绕 O 点自由转动 的水平细杆上 开始时整个装置静止 当条形磁铁 N 极垂直 a 环靠近 a 时 a 环将 当条形磁铁 N 极垂直 b 环靠近 b 时 b 环将 填 靠近磁铁 远离磁铁 或 静止不动 19 答案 远离磁铁 静止不动 20 2011 三明模拟 如图所示 一闭合直角三角形线框以速度 v 匀速穿过匀强磁场区 域 从 BC 边进入磁场区开始计时 到 A 点离开磁场区止的过程中 线框内感应电流的 情况 以逆时针方向为电流的正方向 是如图所示中的 20 答案 A 21 2011 三明模拟 如图所示 处于匀强磁场中的两根足够 长 电阻不计的平行金属导轨相距lm 导轨平面与水平面成 37 角 下端连接阻值为R的电阻 匀强磁场方向与导轨平 面垂直 质量为0 2kg 电阻不计的金属棒放在两导轨上 棒与 导轨垂直并保持良好接触 它们之间的动摩擦因数为0 25 1 求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小 2 当金属棒下滑速度达到稳定时 电阻R消耗的功率为8W 求该速度的大小 3 在上问中 若R 2 金属棒中的电流方向由a到b 求磁感应强度的大小与方向 g 10rn s2 sin37 0 6 cos37 0 8 21 解析 1 金属棒开始下滑的初速为零 根据牛顿第二定律 mgsin mgcos ma 由 式解得a 10 O 6 0 25 0 8 m s2 4m s2 2 设金属棒运动达到稳定时 速度为v 所受安培力为F 棒在沿导轨方向受力平衡 mgsin 一 mgcos0一F 0 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率 Fv P 由 两式解得 8 10 0 2 10 0 60 25 0 8 P vm sm s F 3 设电路中电流为I 两导轨间金属棒的长为l 磁场的磁感应强度为B vBl I R P I2R 由 两式解得 8 2 0 4 10 1 PR BTT vl 磁场方向垂直导轨平面向上 22 2011 寿光模拟 如图所示 固定的 U 型金属框水平放置 导体棒 ab 与框架的两 臂垂直放置 ab 与框架构成边长 L 的正方形回路 整个回路的电阻 R 2 11 质量 m 1 k9 的物体 c 置 于水平地面上 并通过轻绳绕过定滑轮与 ab 相连 垂直导轨方向存在竖直向 l 的磁场 磁 场随时间变化规律为 B 2t 测得物体 c 对地面的压力 F 随时间 t 变化的规律如图所示 不 考虑一切摩擦 取 9 10 m s2 求 1 ab 棒中感应电流的方向 2 导轨宽度 L 22 解析 1 感应电流方向由 b 指向 a 2 磁场变化率 由法拉第电磁感应定律得 回路中的感应电流 ab 所受安培力 b a F d c fe R t 5 S 时 安培力大小等于 c 的重力 10 N 即 得 l 1m 23 2011 苏北模拟 如图所示的电路中 L 是一个自感系数很大 直流 电阻不计的线圈 D1 D2和 D3是三个完全相同的灯泡 E 是内阻不计 的电源 在 t 0 时刻 闭合开关 S 电路稳定后在 t1时刻断开开关 S 规定以电路稳定时流过 D1 D2的电流方向为正方向 分别用 I1 I2表示 流过 D1和 D2的电流 则下图中能定性描述电流 I 随时间 t 变化关系的 是 23 答案 C 24 2011 苏北模拟 如图所示 足够长的光滑导轨 ab cd 固定在竖直平面内 导轨间距 为 l b c 两点间接一阻值为 R 的电阻 ef 是一水平放置的导体杆 其质量为 m 有效 电阻值为 R 杆与 ab cd 保持良好接触 整个装置放在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场 中 磁场方向与导轨平面垂直 现用一竖直向上的力拉导体杆 使导体杆从静止开始做 加速度为 2 g 的匀加速运动 上升了 h 高度 这一过程中 bc 间电阻 R 产生的焦耳热为 Q g 为重力加速度 不计导轨电阻及感应电流间的相互作用 求 导体杆上升到 h 过程中通过杆的电量 导体杆上升到 h 时所受拉力 F 的大小 导体杆上升到 h 过程中拉力做的功 24 解析 1 感应电量tIq 根据闭合电路的欧姆定律 R E I 2 根据电磁感应定律 得 t E R Blh R q 22 I1 t I1 O t1 t I2 O t1 t O t1 t I2 Ot1 ABCD L D1 D2 S E D3 2 设 ef 上升到 h 时 速度为 v1 拉力为 F 根据运动学公式 得 ghv 1 根据牛顿第二定律 得 malBImgF 1 根据闭合电路的欧姆定律 得 R Blv I 2 1 1 综上三式 得 R ghlBmg F 22 3 22 3 由功能关系 得 0 2 2 2 1 mv QmghWF Q mgh WF2 2 3 25 2011 铁岭模拟 如图所示 一个水平放置的 型光滑导轨固定在磁感应强度为 B 的 匀强磁场中 ab 是粗细 材料与导轨完全相同的导体棒 导体棒与导轨接触良好 在外力 作用下 导体棒以恒定速度 v 向右平动 以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点 则回路中感应电动势 E 感应电流 I 导体棒所受外力的功率 P 和回路中产生的焦耳热 Q 随 时间变化的图象中正确的是 25 答案 AC 26 2011 温州模拟 如图所示 AB CD 为两个平行的水 平光滑金属导轨 处在方向竖直向下 磁感应强度为 B 的匀 强磁场中 AB CD 间距为 L 左右两端均接有阻值为 R 的 电阻 质量为 m 长为 L 且不计电阻的导体棒 MN 放在导轨 上 与导轨接触良好 并与轻质弹簧组成弹簧振动系统 开 始时 弹簧处于自然长度 导体棒 MN 具有水平向左的初速度 v0 经过一段时间 导体 棒 MN 第一次运动到最右端 这一过程中 AC 间的电阻 R 上产生的焦耳热为 Q 则 B RR A C D M N B RR A C D M N A 初始时刻棒所受的安培力大小为 R vLB 0 22 2 B 从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中 整个回路产生的焦耳热为 3 2Q C 当棒第一次到达最左端时 弹簧具有的弹性势能为Qmv2 2 1 2 0 D 当棒再次回到初始位置时 AC 间电阻 R 的热功率为 R vLB 2 0 22 26 答案 AC 27 2011 温州模拟 如图所示 倾角为 宽度为 d 长为 L 的光滑倾斜导轨 C1D1 C2D2顶 端接有可变电阻 R0 L 足够长 倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中 磁 感应强度为 B C1A1B1 C2A2B2为绝缘轨道 由半径为 R 处于竖直平面内的光滑半圆环 A1B1 A2B2和粗糙的水平轨道 C1A1 C2A2组成 粗糙的水平轨道长为 S 整个轨道对称 在 导轨顶端垂直于导轨放一根质量为 m 电阻不计的金属棒 MN 使其从静止开始自由下滑 不考虑金属棒 MN 经过接点 A C 处时机械能的损失 整个运动过程中金属棒始终保持水平 水平导轨与金属棒 MN 之间的动摩擦因数为 则 1 金属棒 MN 在倾斜导轨 CD 上运动的过程中 电阻 R0上产生的热量 Q 为多少 2 为了金属棒 MN 能到达光滑半圆 环 B 点 可变电阻 R0应满足什么条件 27 解析 A2 B2 C2 R A1 B1 C1 R R0 B N M D1 D2 28 2011 温州模拟 如图所示 边长为 L 总电阻为 R 的正方形线框 abcd 放置在光滑水 平桌面上 其 bc 边紧靠磁感强度为 B 宽度为 2L 方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘 现使线框以初速度 v0匀加速通过磁场 下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场 的过程中 线框中的感应电流的变化的是 28 答案 A 29 2011 温州模拟 如图所示 半径为r 圆心为 O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直 纸面向外的匀强磁场 在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板 C 和 D 两板间距离为 L 在 MN 板中央各有一个小孔 O2 O3 O1 O2 O3在同一水平直线上 两根足够长的直金属 导轨 MN PQ 平行放置在倾角为 的绝缘斜面上 两导轨间距也为 L M P 两点间接有 阻值为 R 的电阻 一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上 并与导轨垂直 闭合 回路 导轨与导体棒的电阻不计 整套装置处于匀强磁场中 磁场的磁感应强度为 B 磁 场方向垂直于斜面向上 整个装置处在真空室中 有一电荷量为 q 质量为 m 的粒子 重 力不计 以速率 v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域 最后从 小孔 O3射出 现释放导体棒 ab 其沿着斜面下滑h后开始匀速运动 此时仍然从E点沿 半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从 O3射出 而从圆形磁场的最高点 F 射出 求 1 圆形磁场的磁感应强度 B 2 导体棒的质量 M 3 棒下落h的整个过程中 导体棒ab克服安培力做的功为多少 29 解析 1 在圆形磁场中做匀速圆周运动 由几何关系可以知道半径为 r 2 分 洛仑兹力提供向心力 2 0 0 v qv Bm r 得 qr mv B 0 2 根据题意粒子恰好不能从 O3射出的条件为 PQ qUmv 2 0 2 1 导体棒PQ做匀速运动时 R BLU BILMg PQ sin 解得 2 0 sin2 v gqR BLm M 3 导体棒匀速运动时 速度大小为 m v 则 PQm UBLv 代入 中得 2 0 2 m mv v qBL 由能量守恒 2 2 1 sin mF MvMghW 安克 解得 3 6 0 3 2 0 16 sin 2gBLRq vm v qR BLmh W F 安克 30 2011 盐城模拟 在图示的电路中 由于电源变化 灯 l 变暗 灯 2 变亮 灯 3 亮度不 变 则可能的情况是 A 保持电压不变 使频率增大 B 保持频率不变 使电压增大 C 保持频率不变 使电压减小 D 保持电压不变 使频率减小 30 答案 A 31 2011 盐城模拟 如图所示 宽度 L 1 0m 的光滑金属框架 MNPQ 固定于水平面内 以 M 为坐标原点 MN 方向为 x 轴正方向建立坐标系 x y 轴与虚线所包围的有界匀 强磁场磁感应强度大小 B 0 5T 方向竖直向下 现将质量 m 0 1kg 的金属棒 ab放在框架上 与 y 轴重合 受到 F 0 7N 的力作用后 由静止沿 x 轴方向运动 经 0 5s 通过 AB 接着一直做 a 2m s2的匀加速直线运动 PM 段电阻为 1 其它部分 电阻不计 求 1 金属棒ab在通过 AB 后 0 5 m 的过程中 框架中产生的焦耳热 2 金属棒ab在通过 AB 后 0 4s 时 切割磁感线产生的电动势 3 金属棒ab在刚开始运动的 0 5s 内 回路中流过的电量 y P M A B Q N x a b 31 解析 1 金属棒在匀加速的过程中 由牛顿第二定律得 maFF A 求得 A F0 5N JxFW AA 25 0 JWQ A 25 0 2 令金属棒到达 AB 时的瞬时速度为 1 0 4s 时棒的速度为 2 在金属棒运动到 AB 时 由牛顿运动定律得 maFF A ma R LB F 1 22 求得 1 2 m s 由运动学公式得 8 2 12 at m s 此时安培力功率 4 18 25 0 2 A FP W 同时回路电功率 R E P 2 两功率相等 可求得 18 1 5 35 E