2022高考物理大一轮361度全程复习第9章-第4节知能训练

课时·知能·训练时间：40分钟满分：100分一、单项选择题此题共5小题，每题5分，合计25分．每题只有一个选项切合题意．图9－4－111．2022·通州模拟如图9－4－11所示，在一匀强磁场中有一U形导体框bacd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它能够在ab、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导体的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则A．ef将减速向右运动，但不是匀减速B．ef将匀速向右运动，最后停止C．ef将匀速向右运动D．ef将做往复运动图9－4－122．如图9－4－12所示，在圆滑的水平面上，一质量为m、半径为r、电阻为R的平均金属环，以v0的初速度向一磁感觉强度为B的有界匀强磁场滑去磁场宽度d＞2r．圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q，则t秒末圆环中感觉电流的刹时功率为3．如图9－4－13所示，阻值为R的金属棒从图示地点ab分别以v1、v2的速度沿圆滑导轨电阻不计匀速滑到a′b′地点，若v1∶v2＝1∶2，则在这两次过程中图9－4－13A．回路电流I1∶I2＝1∶2B．产生的热量Q1∶Q2＝1∶4C．经过任一截面的电荷量q1∶q2＝1∶2D．外力的功率的单匝平均正方形铜线框，边长为a，在1地点以速度v0进入磁感觉强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为＞3，在3t0时刻线框抵达2地点，速度又为0，并开始走开匀强磁场．此bbav过程中v－t图象如图9－4－15b所示，则图9－4－15A．t＝0时，线框右侧边MN的两头电压为Bav0B．在t0时刻线框的速度为v0－错误!C．线框完全走开磁场的瞬间地点3的速度一定比t0时刻线框的速度大D．线框从1地点进入磁场到完全走开磁场地点3过程中线框中产生的电热为2Fb二、多项选择题此题共4小题，每题7分，合计28分．每题有多个选项切合题意．全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分．图9－4－166．如图9－4－16所示，矩形线圈长为L，宽为h，电阻为R，质量为m，在空气中竖直下落一段距离后空气阻力不计，进入一宽为h、磁感觉强度为B的匀强磁场中，线圈进入磁场时的动能为E1，穿出磁场时的动能为E2，这一过程中产生的焦耳热为Q，线圈战胜安培力做的功为W1，重力做的功为W2，线圈重力势能的减少量为E，则A．如果B增大，vm将变大B．如果α变大，vm将变大C．如果R变大，vm将变大D．如果m变小，vm将变大图9－4－188．如图

9－4－18所示，平行金属导轨与水平面成

θ角，导轨与固定电阻

R1和

R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒

ab，质量为

m，导体棒的电阻与固定电阻

R1和

R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为

μ，导体棒

ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为

F此时A．电阻

R1消耗的热功率为

Fv/3B．电阻

R1消耗的热功率为

Fv/6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcoθD．整个装置消耗的机械功率为F＋μmgcoθv图9－4－199．如图9－4－19所示，两平行导轨M、N水平固定在一个磁感觉强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中；两根相同的导体棒Ⅰ、Ⅱ垂直于导轨放置，它们的质量都为m，电阻都为，导体棒与导轨接触优秀，导轨电阻不计，导体棒与导轨间的动摩擦因数均为μ开始R时两导体棒处于静止状态．现对Ⅰ棒施加一平行于导轨的恒力F，方向如下图，使Ⅰ棒运动起来．对于两棒的最终运动状态，下列说法可能正确的选项是A．Ⅰ棒最终做匀速运动而Ⅱ棒静止B．Ⅰ、Ⅱ两棒最终都以相同的速度做匀速运动C．两棒最终都匀速运动，但Ⅰ棒的速度较大D．两棒最终都以相同的加快度运动三、非选择题此题共3小题，共47分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．图9－4－2010．2022·镇江模拟

14分如图

9－4－20所示，水平放置的导体框架，宽

L＝

m，接有电阻

R＝Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感觉强度

B＝

T．一导体棒

ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体棒

ab的电阻均不计．当

ab

以

v＝

m/的速度向右匀速滑动时，求：1ab棒中产生的感觉电动势大小；2维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；3若将外力F突然减小到F′，简要阐述导体棒

ab此后的运动情况．图9－4－2111．2022·威海模拟16分圆滑的平行金属导轨长L＝2m，两导轨间距d＝m，轨道平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨上端接一阻值为R＝Ω的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感觉强度＝1T，如图9－4－21所示．有一质量＝g、Bm电阻r＝Ω的金属棒ab，放在导轨最上端，其余部分电阻不计．当棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到底端脱离轨道时，电阻12，试求：R上产生的热量Q＝J，取g＝10m/1当棒的速度＝2m/时，电阻R两头的电压．v棒下滑到轨道最底端时的速度大小．图9－4－2212．17分如图

9－4－22所示，空间存在竖直向上、磁感觉强度

B＝1T

的匀强磁场，ab、cd

是相互平行间距

L＝1m

的长直导轨，它们处在同一水平面内，左边经过金属杆

ac相连．质量

m＝1g

的导体棒

MN水平放置在导轨上，已知

MN与

ac

的总电阻

R＝Ω，其他电阻不计．导体棒MN经过不可伸长的细线经圆滑定滑轮与质量也为m的重物相连，现将重物由静止状态释放后与导体棒MN一同运动，并始终保持导体棒与导轨接触优秀．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝，其他摩擦不计，导轨足够长，重物离地面足够高，重力加快度g取10m/21请定性说明：导体棒MN在达到匀速运动前，速度和加快度是怎样变化的达到匀速运动时MN受到的哪些力的协力为零并定性画出棒从静止至匀速运动的过程中所受的安培力大小随时间变化的图象不需说明原因及计算达到匀速运动的时间；2若已知重物下降高度h＝2m时，导体棒恰巧开始做匀速运动，在此过程中ac边产生的焦耳热＝3J，求导体棒的电阻值rQMN答案及解析1【解析】

杆ef

向右运动，所受安培力

F＝BI＝B错误!＝错误!，方向向左，故杆做减速运动；

v减小，F减小，杆做加快度渐渐减小的减速运动，

A正确．【答案】

A2【解析】

t

秒末圆环中感觉电动势为

E＝B·2r·v

由能量守恒知，减少的动能全部转变为焦耳热：2Q＝错误!mv错误!－错误!mv秒末圆环中感觉电流的功率为故B对．【答案】B3【解析】感觉电动势为Bv，感觉电流I＝错误!＝错误!，大小与速度成正比，A正确；产生的热量＝2＝错误!·错误!＝错误!v，、、′、R是同样的，两次产生的热量QIRtB比就是运动速度比，为1∶2，B错；经过任一截面的电量q＝It＝错误!·错误!＝错误!与速度无关，所以应为1∶1，C错误；金属棒运动中受安培力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与安培力相同．则外力的功率，故在t0时刻的速度为v0－2at0＝v0－错误!，B项错误；因为t＝0时刻和t＝3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在地点3时的速度与t0时刻的速度相等，C项错误；线框在地点1和地点2时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于战胜安培力做的功，即有Fb＝Q，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，D项正确．【答案】D6【解析】安培力做的负功等于其他能转变的电能，电能最后变成热能，故C对，A、B错；由动能定理得W2－W1＝E2－E1，即W2＝W1＋E2－E1，D正确．【答案】CD7【解析】以金属杆为研究对象，受力如下图．根据牛顿第二定律得mginα－F安＝ma，其中F安＝错误!当a→0时，v→vm，解得vm＝错误!，联合此式剖析即得B、C选项正确．【答案】BC8【解析】由法拉第电磁感觉定律得E＝BLv，回路总电流I＝E/，安培力F＝BIL，所以电阻1的功率coθ，故因摩擦而消耗的热功率为coθ整个装置消耗的机械功率Rgμmgv为F＋μmgcoθ、D均对．【答案】BCD9【解析】分两种情况进行议论．1F≤2μmg，则导体棒Ⅰ先开始加快运动，随着所受的安培力增大，导体棒的加快度越来越小，直到F＝μmg＋F安，因μmg≥F安，此时导体棒Ⅱ处于静止，导体棒Ⅰ做匀速运动．2F＞2μmg，导体棒Ⅰ先做加快运动，当所受的安培力大于μmg时，导体棒Ⅱ也开始做加快运动，一直到两导体棒的加快度相等，即两者的速度差恒定，此时安培力的大小不变，两棒均保持匀加快直线运动．【答案】AD10【解析】1ab棒切割磁感线，故E＝BLv＝××V＝V回路电流I＝错误!＝错误!A＝4A故F安＝BIL＝×4×N＝N因导体棒匀速运动，则F＝F安＝N3当F突然减小为F′时，F安＞F′，导体棒ab所受合外力方向向左，导体棒做减速运动；由

F合＝F安－F′＝错误!－F′＝ma知，棒

ab做加快度减小的减速运动，当

a＝0时，导体棒做匀速直线运动，速度为

v′＝错误!【答案】

1V

2N

3看法析11【解析】1速度v＝2m/时，棒中产生的感觉电动势E＝Bdv＝1V电路中的电流I＝错误!＝1A所以电阻R两头的电压U＝IR＝V根据Q＝I2Rt∝R，在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量Q2＝错误!Q1＝J设棒抵达底端时的速度为vm，根据能的转变和守恒定律得mgLinθ＝错误!mv错误!＋Q1＋Q2解得：vm＝4m/【答案】1V24m/12【解析】1当MN棒匀速运动时，悬挂重物的细线的拉力与安培力及摩擦力三力的协力为零；在达到稳定速度前，导体棒的加快度渐渐减小，速度渐渐增大；