宁夏自主招生物理模拟试题：电磁感应中的能量问题

1、2000份高职单招试题，全部免费提供！育龙单招网，单招也能上大学2016年宁夏自主招生物理模拟试题:电磁感应中的能量问题【试题内容来自于相关网站和学校提供】1：如图，、是间距为的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，、间接有一阻值为的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒垂直导轨放置，并在水平外力作用下以速度向右匀速运动，不计导轨电阻，则(    )A、通过电阻的电流方向为B、两点间的电压为C、端电势比端高D、外力做的功等于电阻产生的焦耳热2：两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可

2、忽略不计，斜面处在一匀强磁场中，磁场的方向垂直斜面向上。质量为，电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示，在这个过程中（    ）A、作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B、作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C、恒力F与安培力的合力所做的功等于零D、恒力F与重力的合力所做的功等于电阻上发出的焦耳热3：如图所示，水平地面上方矩形虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈l和分别用同样的导线绕制而成，其中I是边长为L的正方形，是长2L、宽L的矩形。将两线圈

3、从图示位置同时由静止释放。线圈下边进入磁场时，I立即做一段时间的匀速运动。已知两线圈在整个运动过程中，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，也立即做一段时问的匀速运动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4：如图所示，由粗细均匀的导电材料做成的单匝矩形线框abcd的电阻为R，线框的质量为m，高度为L、宽度为2L。若线框无初速度地从高处落下，下边保持水平向下平动。在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁场区高度为2L，磁场方向与线框平面垂直。闭合线

4、圈下落后，可匀速进入磁场区。对此，下列说法中正确的是A、线圈ab边刚进入磁场时，感应电流的方向为abcdaB、线圈ab边刚进入磁场时，a、b两点间的电压为C、线圈在磁场以上，下落的高度为D、线圈从开始下落到ab边刚好离开磁场的过程中，电路中产生的电能为2mgL5：（2015。上海普陀一模）如图甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数忍=20，总电阻=2.5 ，边长=0.3 m，处在两个半径均为的圆形匀强磁场区域中。线框顶点与右侧圆中心重合，线框底边中点与左侧圆中心重合。磁感应强度垂直水平面向外，大小不变；垂直水平面向里，大小随时间变化，、的值如图乙所示(   

5、; ) A、通过线框中感应电流的方向为逆时针方向 B、=0时刻穿过线框的磁通量为0.l WbC、在=0.6 s内通过线框中的电荷量为0.12 C D、经过=0.6 s线框中产生的热量为0.06 J6：如图所示，将边长为L、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出（磁场方向，垂直线圈平面）（1）所用拉力F        。    （2）拉力F做的功W       

6、60; 。（3）拉力F的功率PF       。（4）线圈发热的功率P热        。7：（2015。上海单科）如图，金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若变阻器滑片向左移动，则金属环将向_（填“左”或“右”）运动，并有_（填“收缩”或“扩张”）趋势。8：（2010。福建理综）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒和放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线以下

7、区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的棒恰好静止。当棒运动到磁场的上边界处时，撤去拉力，棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时棒已滑离导轨。当棒再次滑回到磁场上边界处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知棒、棒和定值电阻的阻值均为，棒的质量为，重力加速度为，导轨电阻不计。求(l)棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，棒中的电流与定值电阻中的电流之比；(2)棒质量；(3)棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力。9：（1）求流过电阻R的电流的大小和方向；（2）为保证持续正常发电，无论有无磁场存在，都对管道两端电离气体施

8、加附加压强，使管道两端维持一个水平向右的恒定压强差p，求p的大小；（3）求这台磁流体发电机的发电效率。10：如图所示，间距为、半径为的内壁光滑的圆弧固定轨道，右端通过导线接有阻值为的电阻，圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为。质量为、电阻为、长度也为的金属棒，从与圆心等高的处由静止开始下滑，到达底端时，对轨道的压力恰好等于金属棒的重力2倍，不计导轨和导线的电阻，空气阻力忽略不计，重力加速度为。求：（1）金属棒到达底端时，电阻两端的电压多大；（2）金属棒从处由静止开始下滑，到达底端的过程中，通过电阻的电量；（3）用外力将金属棒以恒定的速率从轨道的低端拉回与圆心等高的处的过程中，电

9、阻产生的热量。11：如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为和,两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。      12：如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑绝缘的水平面

10、上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行。求：（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；（2）线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；（3）在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W。13：两个沿竖直方向的磁感强度大小相等、方向相反的匀强磁场穿过光滑的水平桌面，它们的宽度均为L.质量为m、边长为L的平放在桌面上的正方形线圈的ab边与磁场边界ee的距离为L，如图所示.线圈在恒力作用

11、下由静止开始沿桌面加速运动，ab边进入右边的磁场时恰好做速度为v的匀速直线运动.求：（1）当ab边刚越过ff时线圈的加速度.(2)当ab边运动到ff与gg之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动，从ab边刚越过ee到达右边磁场正中间位置的过程中，线圈共产生多少热量？               14：（18分）如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在U型金属框架上。框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，相距0.4m的、相互平行，

12、电阻不计且足够长。电阻的垂直于。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动，始终与、保持良好接触。当运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。（1）求框架开始运动时速度v的大小；（2）从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量，求该过程位移x的大小。15：如图所示，宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数=0.5，现用功率恒为6W的牵引力F使棒从静止开始

13、沿导轨运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直）。ab棒从静止开始经过时间t=1.5s获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量q=2.8C（框架电阻不计，g取10m/s2）。问：（1）ab棒达到的稳定速度多大？（2）棒的电阻R产生热量多少？答案部分1、C由右手定则或楞次定律可判断出通过电阻的电流方向为逆时针方向，即，故选项A错误。中产生的感应电动势，感应电流，两端电压，故选项B错误。由右手定则知端电势比端高，故选项C正确。由能量转化和守恒定律知，外力做的功等于整个回路（即电阻和金属棒）产生的焦耳热，故选项D错误。2、A,D 导体棒在运动过程中受重力、安培力、支持力和拉力F四个力的作用，由于a

14、b作匀速运动，故四力的合力为零，合力做功为零；恒力F与安培力、支持力的合力一定大小等于重力mg，方向与重力方向相反，故这个合力所做的功即等于导体重力所做的功mgh，故C错；恒力F与重力、支持力的合力一定大小与相等，方向与的方向相反，故这个合力做的功即等于克服安培力做的功，由于克服做的功等于电路中产生的电能，即等于电阻R上产生的焦耳热，故选项D正确。3、C：线圈下边进入磁场时，I立即做一段时间的匀速运动。中产生的感应电流是I的2倍，受到的安培力是I的2倍，但是的重力只是I的3/2倍，所以线圈立即做加速度不断减小的减速运动，选项AB错误C正确；线圈后到达地面，选项D错误。4、A,C本题考查的是电磁

15、感应定律问题，线圈ab边刚进入磁场时，磁通量增大，感应电流的方向为abcda，A正确，线圈ab边刚进入磁场时，产生的安培力与重力相等，a、b两点间的电压为，B错误；由，可得，C正确；线圈从开始下落到ab边刚好离开磁场的过程中，电路中产生的电能为4mgL，D错误；5、ACD磁感应强度垂直水平面向外且大小不变，垂直水平面向里，大小随时间的变化而增大，线框的磁通量先向外减小后向里增大，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，故A正确；=0时刻穿过每匝线框的磁通量为：=1×0.5×3.14×0.12 Wb-2××3.14×0.12 W

16、b5.2×10-3 Wb，故B错误；在=0.6 s内通过线框中的电量C=0.12 C，故C正确；由=J0.06 J，故D正确。6、                根据法拉第电磁感应定律有：，安培力；拉力F做的功；拉力F的功率；线圈发热的功率。7、左  收缩滑片向左移动时，电阻减小，电流增大，穿过金属环的磁通量增加，根据楞次定律，金属环将向左运动，并有收缩趋势。 8、(1)2：1 (2)(3)(1)棒沿导轨向

17、上运动时，棒、棒及电阻中的电流分别为，有                                           由解得     

18、;          (2)由于棒在上方滑动过程中机械能守恒，因而棒在磁场中向上滑动的速度大小与在磁场中向下滑动的速度大小相等，即                      设磁场的磁感应强度为，导体棒长为。棒在磁场中运动时产生的感应电动势为     

19、;                   当棒沿斜面向上运动时                               

20、;       当棒向下匀速运动时，设棒中的电流为，则                                        由解得(3)由题知导体棒沿

21、斜面向上运动时，所受拉力联立以上各式解得9、（1） 电流方向为M到N（2）（3）（1）（8分）将电离气体等效为导体切割磁感线产生感应电动势E="Bhv " （2分）内电阻  （2分）根据欧姆定律  （2分）解得    （1分）电流方向为M到N   （1分）（2）（5分）已知摩擦力与流速成正比，设比例系数k取管道内全部气体为研究对象，根据力的平衡无磁场时  （2分）有磁场时  （2分）解得 （1分）

22、（3）（7分）输入功率   （2分）电源功率  （2分）发电效率  （1分）10、（1）（2） （3）试题分析：（1）金属棒滑到轨道最低点时，根据牛顿定律有            根据题意           金属棒切割磁感线产生的电动势    &#

23、160;    金属棒产生的感应电流         电阻两端的电压       由方程式解得      （2）金属棒从ab处由静止开始下滑，到达底端cd的过程中，通过电阻R的电量：       根据欧姆定律有：     

24、;  根据法拉第电磁感应定律有：      线框进入磁场过程中磁通量的变化量：        由以上各式解得：        （3）金属棒以恒定的速率从轨道的低端拉回与圆心等高的处的过程中，金属棒垂直于磁场方向的速度        金属棒切割产生的电动势  &

25、#160;       电路中的电流       金属棒运动的时间           金属棒产生的热量           解得         评

26、分标准：本题16分。第一问共5分,其中式每式各1分；第二问共计5分，其中式每式各1分。第三问共计6分。其中式每式各1分。考点：本题考查电磁感应的综合问题。11、解法一：设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势      感应电流     杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力， 导体杆2克服摩擦力做功的功率    解得    

27、0;解法二：以F表示拖动杆1的外力，以I表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，达到稳定时，对杆1有     对杆2有      外力F的功率     以P表示杆2克服摩擦力做功的功率，则有 由以上各式得     12、(1)线框MN边在磁场中运动时，感应电动势       （3分）线框中的感应电流

28、0;                         （3分）(2)M、N两点间的电压                 （3分）(3)线框运动过程中有感应电流的时间 &#

29、160;                 （3分）此过程线框中产生的焦耳热Q =" I"2Rt =               （3分）根据能量守恒定律得水平外力做功W=Q=       &

30、#160; （3分）略13、（1）a=方向与运动方向相反.(2)Q=mv2（1）设恒力为F，由线圈开始运动到ab边进入磁场前瞬间，根据动能定理W=Ek得F=                                    &

31、#160;                                                 &

32、#160;ab边刚越过ee未到达ff时做匀速运动，处于平衡状态，磁场力大小F1=F，设磁感强度为B，线圈电阻为R，则感应电动势E1=BLv磁场力F1=BI1L因为I1=得F=                                   

33、60;                                           当ab边刚越过ff地，ab、cd边感应电动势大小、方向相同，总电动势2=21,

34、电流I2=2I1                                                

35、0;                                                 

36、0;                                                 

37、0;                           故磁场力的合力F2=4F1                    

38、60;                                                 

39、60;                                                 

40、60;                                               由牛顿第二定律和、式得a=方向

41、与运动方向相反.(2)设ab边运动到ff与gg正中间时速度为v3,则感应电动势3=2BLv3，磁场力大小F3=                                         

42、;                                                  

43、;               此时线圈又做匀速运动，磁场力的大小F3=F                               &#

44、160;             由、式得v3=                                   &

45、#160;                                           根据动能定理WF-WB=Ek根据能量守恒定律，从ab边刚越过ee到达右侧磁

46、场正中间过程中，线圈产生的热量与磁场力做的功大小相等，得Q=FL+mv2-mv23                                           &

47、#160;                                     由、式得Q=mv214、（1）6m/s         

48、                          (2) x="1.1m               "      &

49、#160;                   （1）ab对框架的压力                          框架受水平面的支持力

50、0;                                              依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受

51、到最大静摩擦力                                                ab中的感

52、应电动势E=                                   MN中电流                               MN受到的安培力