高考物理一轮复习 考点巩固卷72 线框进出磁场模型的分析和计算（原卷版）

考点巩固卷72线框进出磁场模型的分析和计算建议用时：50分钟考点序号考点题型分布考点1线框进出磁场模型的分析和计算3单选+8多选+3解答考点01：线框进出磁场模型的分析和计算（33单选+8多选+3解答）一、单选题1．（2023·江苏扬州·统考三模）如图所示，边长为a，电阻为R的正方形导线框PQMN进入磁感应强度为B的匀强磁场。图示位置线框速度大小为v，此时（）

A．NM间电势差等于NP间电势差B．线框中电流大小为C．线框所受安培力大小为D．线框所受安培力方向与运动方向相反2．（2023·江苏·模拟预测）如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长、质量，电阻的单匝正方形线框，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，下列说法正确的是（

）A．线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为B．线框穿过第一个磁场区域过程中，通过线框的电荷量为C．线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为D．线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过5个完整磁场区域3．（2023·全国·校联考模拟预测）如图所示，一个边长为的正方形线框，其电阻为，线框以恒定的速度运动，在时刻线框开始进入图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，磁场的边界与速度的夹角为，线框的边与磁场边界的夹角也为，线框在进入磁场的过程中，下列关于线框中的感应电流i随时间变化的图像或线框所受安培力随时间变化的图像可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

二、多选题4．（2023·陕西·校联考模拟预测）如图甲所示，在倾角为的斜面上，有一垂直斜面向下的足够宽的矩形匀强磁场区域，磁感应强度，区域长度，在紧靠磁场的上边界处放置一正方形线框，匝数，边长，线框电阻，质量，线框与斜面间的动摩擦因数。现在将线框由静止释放，当整个线框完全进入磁场时，线框刚好开始匀速运动。从线框刚好全部进入磁场开始计时，磁场即以如图乙所示规律变化。重力加速度g取10，，。下列说法正确的是（）

A．线框完全进入磁场瞬间的速度为2m/sB．线框从开始释放到完全进入磁场的时间为1.25sC．线框从开始运动到线框下边到达磁场下边界的过程中，流过线框的电荷量为2CD．线框从开始进入磁场到线框下边刚到达磁场下边界过程中线框产生的焦耳热为5.5J5．（2023·河南许昌·禹州市高级中学校考模拟预测）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L、长为3L、质量为m、电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L、在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为，则下列判断正确的是（）

A．此时线框中电流方向为逆时针，电功率为B．此过程中通过线框截面的电量为C．此时线框的加速度大小为D．此过程中线框克服安培力做的功为6．（2023·四川眉山·校考三模）如图所示，有界匀强磁场的宽度为L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里正方形abcd是粗细均匀的导体框，总电阻为4R，边长为L，该导体框处于纸面内。导体框在外力作用下沿对角线ac（垂直于磁场边界）由I位置匀速运动到Ⅲ位置，速度大小为v，则（）

A．导体框由I位置到Ⅲ位置过程中感应电流的方向先adcba后abcdaB．导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中最大感应电流为C．导体框由I位置到Ⅲ位置过程中通过的电荷量为D．导体框由I位置到Ⅱ位置过程中外力的最大功率为7．（2023·黑龙江大庆·大庆中学校考模拟预测）某高中科研兴趣小组利用课余时间进行研究电磁阻尼效果的研究性学习实验示意图如图甲所示，虚线MN右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，边长为1m、质量为0.1kg、电阻为0.2Ω的正方形金属线框在光滑绝缘水平面上以大小的速度向右滑动并进入磁场，磁场边界MN与线框的右边框平行。从线框刚进入磁场开始计时，线框的速度v随滑行的距离x变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（

）

A．图乙中B．线框进入磁场的过程中，线框的加速度先不变再突然减为零C．线框进入磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.15JD．线框进入磁场的过程中，通过线框某横截面的电荷量为2.3C8．（2023·安徽合肥·合肥一六八中学校考模拟预测）我国自主研发的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在四川成都下线，超导磁悬浮列车可以简化为如图所示模型：在水平面上相距l的两根固定平行直导轨间，有大小为B、宽度是l的匀强磁场，相邻磁场区域的磁场方向相反。整个磁场以速度v水平向右匀速运动，跨在两导轨间的边长为l的正方形单匝线圈abcd悬浮在导轨上方，在磁场力作用下向右运动，并逐渐达到最大速度。当超导磁悬浮列车制动时，所有磁场立即停止，线圈继续运动了距离x停下来。设线圈的总电阻为R，总质量为m，运动中所受到的阻力大小恒为f。则（）A．线圈在图示位置的电流方向为逆时针B．线圈最大速度C．制动过程线圈产生的焦耳热为D．从开始制动到停下来所用的时间为9．（2023·安徽·模拟预测）如图，边长为L、粗细均匀的等边三角形金属线框固定在绝缘水平面上，E、F分别为边和边的中点，虚线上方存在着垂直于水平面向外的匀强磁场，虚线下方存在垂直于水平面向里的匀强磁场。已知两磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系均为（），等边三角形的每个边电阻均为R。下列说法正确的是（）

A．金属线框中有顺时针方向的感应电流B．金属线框的感应电流始终保持不变C．在的时间内，通过金属线框某截面的电荷量为D．金属线框所受的安培力大小不变10．（2023·河北·校联考模拟预测）如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，有一直径为、电阻为的圆形线圈，初始状态线圈直径在磁场的竖直边界，现将线圈以点为轴在纸面内以角速度沿逆时针方向匀速旋转，则该过程中（

）

A．线圈中感应电流的方向为顺时针方向B．初始状态感应电动势最大C．感应电动势的最大值为D．通过导体任意横截面的电荷量为11．（2023·安徽·模拟预测）如图，相距的水平虚线间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。磁场上方有一质量为、电阻为、边长为的正方形线框，线框距磁场上边界处由静止释放，边刚进入磁场时的速度与边刚出磁场时的速度相等。线框向下运动的过程中，线框平面始终与磁场垂直且边保持水平，已知重力加速度为，下列说法正确的是（）

A．线框边刚要进入磁场时，线框的速度大小为B．线框边刚要出磁场时，线框的加速度大小为C．线框进入磁场的过程中，安培力的冲量大小为D．线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为三、解答题12．（2023·江西南昌·南昌市八一中学校考三模）如图所示，在竖直平面内建立xoy坐标系，在0≤x≤0.65m，y≤0.40m范围内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。一边长l=0.10m、质量m=0.02kg、电阻R=0.40Ω的匀质正方形刚性导线框abcd处于图示位置。其中心的坐标为（0，0.65m）。现将线框以初速度v0=2.0m/s水平向右抛出，线框在进入磁场过程中速度保持不变，然后在磁场中运动。最后从磁场右边界离开磁场区域，完成运动全过程。线框在全过程中始终处于xoy平面内，其ab边与x轴保持平行，空气阻力不计，g取10m/s2.求：（1）磁感应强度B的大小；（2）线框ad边刚出磁场右边界时，线框水平方向的分速度大小；（3）线框在全过程中产生的焦耳热Q。13．（2023·安徽亳州·蒙城第一中学校考三模）如图1所示，匝的正方形线框用细线悬挂于天花板上且处于静止状态，线框平面在纸面内，线框的边长为，总电阻为，线框的下半部分（总面积的一半）处于垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场的上、下边界之间的距离为，磁场的磁感应强度按照图2变化，时刻（磁场均匀增大的最后一瞬间），悬线的拉力恰好为等，此时剪断细线，线框刚要完全穿出磁场时，加速度为零线框在穿过磁场的过程中始终在纸面内，且不发生转动。（不计空气阻力，重力加速度为）求：（1）线框的总质量m；（2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热Q；

14．（2023·江西九江·统考三模）如图所示，在光滑水平面上有一个宽为、长为的矩形磁场区域，磁感应强度，方向竖直向下。从某时刻开始，在水平面上有一个边长、质量、电阻的正方形导线框从图中实线位置（距离磁场边界处）沿x轴正方向