高考物理一轮复习电磁感应中的能量转化

高中物理一轮复习电磁感应中的能量转化备考必刷卷一、单选题（共7题）1．如图所示，两条足够长的水平光滑平行金属导轨的电阻忽略不计，其左端接有一额定功率为的小灯泡。一匀强磁场的方向竖直向下，一电阻不计的导体棒垂直于导轨放置，两端与导轨接触良好。导体棒在水平向右的恒定拉力F作用下由静止开始运动，一段时间后导体棒做速度大小为的匀速直线运动，此时灯泡恰好正常发光，则拉力F的大小为（）A． B． C． D．2．由同种材料制成的粗细均匀的金属线框（如图所示）以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场。开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（）

A．B．C．D．

3．如图，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的正方形导体框，现将导体框分别朝两个方向以、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（）A．导体框中产生的感应电流方向相反B．导体框边两端电势差之比为1∶3C．导体框中产生的焦耳热之比为1∶3D．通过导体框截面的电荷量之比为1∶34．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒垂直轨道从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（）

A．流过金属棒的最大电流为B．通过金属棒的电荷量为C．克服安培力所做的功为D．金属棒产生的焦耳热为5．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是（）A．P=2mgvsinθB．P=3mgvsinθC．当导体棒速度达到时加速度大小为gsinθD．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功6．如图所示，MN与PQ为在同一水平面内的平行光滑金属导轨，间距l=0.5m，电阻不计，在导轨左端接阻值为R=0.6Ω的电阻。整个金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T。将质量m=1kg，电阻r=0.4Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上。金属杆ab在水平拉力F的作用下由静止开始向右做匀加速运动，开始时，水平拉力为F0=2N，则下列说法正确的是（）A．2s末回路中的电流为10AB．回路中有顺时针方向的感应电流C．若2s内电阻R上产生的热量为6.4J，则水平拉力F做的功约为18.7JD．若2s内电阻R上产生的热量为6.4J，则金属杆克服安培力做功6.4J7．如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°角固定，间距为L＝1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图乙所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取10m/s2，则（）A．金属杆中感应电流方向为a指向bB．金属杆所受的安培力沿轨道向下C．定值电阻的阻值为1ΩD．金属杆的质量为1kg二、多选题（共5题）8．如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒，金属棒通方向如图甲所示的恒定电流。从t＝0时刻起，使导轨间的磁场随时间按如图乙的规律变化，图甲中B的方向为磁感应强度的正方向，则金属棒（）图甲图乙A．一直向右匀加速运动B．速度在一个周期内先增大后减小C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做功为零9．如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，从不同高度由静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则线框下落过程中速度v随时间t变化的图像可能正确的是（）

B．C．D．

10．如图，PQ为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为O，半径为L。空间存在垂直导轨平面，磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻为R的金属杆OA与导轨接触良好，图中电阻R1=R2=R，导轨电阻不计。现使OA杆以恒定角速度ω绕圆心O顺时针转动，在其转过的过程中，下列说法正确的是（）

A．流过电阻R1的电流方向为P→R1→O B．AO两点间电势差为C．流过OA的电荷量为 D．外力做的功为11．如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO＇平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO＇下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）

A．B．C． D．12．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域．区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界MN、PQ、GH均平行于斜面底边，MP、PG的长度均为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，下滑过程中ab边始终与斜面底边平行．t1时刻ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到PQ与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．当ab边刚越过PQ时，导线框的加速度大小为a=3gsinθB．导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1：v2=2：1C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量D．从t1到t2的过程中，有的机械能转化为电能三、解答题（共4题）13．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有两导体棒a、b质量分别为，，电阻值分别为，。b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，求：（1）a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小；（2）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热；

14．如图甲所示，电阻r＝2Ω的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长L＝2m、间距d＝1m的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R＝4Ω的电阻，金属棒与导轨接触良好。从t＝0时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在t＝0.1s时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动。取重力加速度g＝10m/s2。求：（1）在0.1s内，导体棒上所通过的电流大小和方向；（2）在0.1s内，电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q；（3）在0.05s时刻，导体棒所受磁场作用力的大小F和方向。15．如图所示，光滑平行金属导轨AB、CD固定在倾角为θ的绝缘斜面上，BP、DQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在B、D两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为L。两金属棒ab、cd的质量分别为m、2m，电阻均为R，初始时，金属棒cd垂直放置在水平导轨上，金属棒ab从倾斜导轨上距底端距离为s处由静止释放，不计导轨电阻。求：（1）金属棒cd的最大加速度am；（2）金属棒cd的最大速度vm；（3）流过金属棒ab的电荷量q；（4）金属棒ab上产生的热量Qab。

16．在下图中，设电流计相当于一个阻值为的电阻R，磁场的磁感应强度B为，导轨间的距离L为，金属棒的电阻为，金属棒与导轨接触点的电阻和导轨电阻不计。金属棒在垂直于棒和磁场的恒力F作用下，以的速度从移动到，移动距离是。金属棒在导轨上移动，方向跟磁场方向垂直（1）求金属棒上产生的感应电动势大小和方向。（2）求施加在金属棒上的外力F的大小。（3）求外力F的功率和电路电源的总功率。（4）分析在