物理二轮复习限时训练七（电磁感应中的图像电路和动量问题）（解析版）

26届高三物理二轮复习限时训练七（电磁感应中的图像电路和动量问题）1．如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿轴运动，磁场方向垂直纸面向里且磁场两边界夹角为。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设边两端电压为，线框受到的安培力为，线框的热功率为，通过边的电荷量为。下列关于随时间变化的关系图像正确的是（

）A．B．C． D．答案A【详解】设线框的速度为v、线框的边长为L、磁场的磁感应强度为B，和感应电动势最大的时刻为t0，则在bc边进入磁场的过程中由dc边进入磁场的部分切割磁感线，即在时间段0≤t≤t0内有E1=Bxv=Bv2t由dc边和ab边进入磁场的部分切割磁感线的过程中，即在时间段t0≤t≤2t0内有E2=BLv－Bv2(t－t0)A．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0≤t≤t0的过程中在t0≤t≤2t0的过程中故A正确；设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0≤t≤t0的过程中则在0≤t≤t0的过程中F—t图像应为曲线，故B错误；设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0≤t≤t0的过程中则在0≤t≤t0的过程中P—t图像应为开口向上的抛物线，故C错误；D．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0≤t≤t0的过程中则在0≤t≤t0的过程中q—t图像应为曲线，故D错误。故选A。2．（多选）如图甲所示，两根间距为、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为、电阻为的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上的恒力，金属杆由静止开始运动，图乙为运动过程的图像，重力加速度。则在金属杆向上运动的过程中，下列说法中正确的是（

）A．匀强磁场的磁感应强度B．前2s内通过电阻R的电荷量为1.4CC．前2s内金属杆通过的位移为4mD．前4s内电阻R产生的热量为6.2J答案BD【详解】A．由图乙可知金属杆先做加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动；当时，速度为，此时感应电动势为感应电流为安培力为根据受力平衡可得联立解得故A错误；B．前2s内，根据动量定理有又联立解得故B正确；C．设前2s内金属杆通过的位移为，由联立解得故C错误；D．前2s内金属杆通过的位移为2~4s内金属杆通过的位移为前4s内由能量守恒可得 解得则前4s内电阻R产生的热量为故D正确。故选BD。3．（多选）如图所示，间距为的两平行光滑长直金属导轨水平放置。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向上。细金属杆静置于磁场中，磁场外的细金属杆以速度向右运动，此后两杆在磁场内未相撞且出磁场时的速度为。已知两杆的质量均为，在导轨间的电阻均为，两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。则（）A．在磁场内运动过程中的最大加速度为B．在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为C．中产生焦耳热的最小值为D．的初始位置到的最小距离为答案BD【详解】A．由图乙可知金属杆先做加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动；当时，速度为，此时感应电动势为感应电流为安培力为根据受力平衡可得联立解得故A错误；B．前2s内，根据动量定理有又联立解得故B正确；C．设前2s内金属杆通过的位移为，由联立解得故C错误；D．前2s内金属杆通过的位移为2~4s内金属杆通过的位移为前4s内由能量守恒可得 解得则前4s内电阻R产生的热量为故D正确。故选BD。4．（多选）如图所示，两根相距为的平行光滑金属导轨倾斜放置，处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，两导轨顶端与电容器相连，质量为、长度为的金属杆垂直导轨放置，金属杆与导轨接触良好。开始时电容器不带电，金属杆被锁定在距倾斜导轨底端处。已知两导轨倾角均为，电容器电容为，重力加速度为，不计一切电阻。现解除锁定，下列说法正确的是（）A．金属杆下滑过程中做加速度减小的变加速直线运动B．若增大电容器电容，金属杆下滑时间变短C．金属杆下滑到导轨底端时电容器极板间电压D．金属杆下滑到导轨底端时电容器储存的电能答案CD【详解】A．t时刻电容器两端的电压为：U=E=BLv棒沿导轨下滑时，根据牛顿第二定律有：mgsinθ-F=ma又棒所受的安培力为：F=BIL电路中电流为：联立以上三式得：式中各量均不变，说明加速度不变，可知导体棒做匀加速直线运动，故A错误；B．若增大电容器电容，加速度减小，则根据可知金属杆下滑时间变长，故B错误；C．金属杆下滑到导轨底端时的速度电容器极板间电压故C正确；D．金属杆下滑到导轨底端时电容器储存的电能故D正确。故选CD。5．（多选）如图所示，空间存在磁感应强度大小相等、方向分别垂直于光滑绝缘水平面向上和向下的匀强磁场，正方形导线框从紧靠磁场的位置I以某一初速度垂直边界进入磁场，运动到位置Ⅱ时完全进入左侧磁场，运动到位置Ⅲ（线框各有一半面积在左、右两个磁场中）时速度恰好为0。设从位置Ⅰ到位置Ⅱ、从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，通过线框某一横截面的电荷量分别为、，线框中产生的焦耳热分别为，。则（）A．B．C．D．答案CD【详解】A．t时刻电容器两端的电压为：U=E=BLv棒沿导轨下滑时，根据牛顿第二定律有：mgsinθ-F=ma又棒所受的安培力为：F=BIL电路中电流为：联立以上三式得：式中各量均不变，说明加速度不变，可知导体棒做匀加速直线运动，故A错误；B．若增大电容器电容，加速度减小，则根据可知金属杆下滑时间变长，故B错误；C．金属杆下滑到导轨底端时的速度电容器极板间电压故C正确；D．金属杆下滑到导轨底端时电容器储存的电能故D正确。故选CD。6．光滑斜面倾角为，Ⅰ区域与Ⅱ区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，两区磁感应强度大小相等，均为B。正方形线框abcd质量为m，总电阻为R，同种材料制成且粗细均匀，Ⅰ区域长为，Ⅱ区域长为，两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放，cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，当cd边进入Ⅱ区域时的速度和ab边离开Ⅱ区域时的速度一致，则：(1)求线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离；(2)求cd边进入Ⅰ区域时cd边两端的电势差；(3)求线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。答案(1)(2)(3)时，；时，【详解】（1）线框在没有进入磁场区域时，根据牛顿第二定律根据运动学公式联立可得线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离（2）因为cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，可知线框的边长与Ⅰ区域的长度相等，根据平