电磁感应现象中的电路问题和线框类问题 高三物理一轮复习重点热点难点专题特训

高三物理一轮复习重点热点难点专题特训电磁感应现象中的电路问题和线框类问题特训目标特训内容目标1电磁感应现象中的电路问题（1T—4T）目标2有关线框的电量问题（5T—8T）目标3有关线框的动力学问题（9T—12T）目标4有关线框的能量问题（13T—16T）【特训典例】电磁感应现象中的电路问题1．如图所示，、、、为边长为l、用均匀导线做成的正方形线框四边的中点，线框的一半放在垂直于纸面向外的匀强磁场中，当磁场以的变化率增强时，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流方向为B．点电势低于点电势C．线框中产生的感应电动势D．线框中、两点间的电势差为2．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为，导体棒的电阻与固定电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，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。此时（）A．电阻消耗的热功率为B．电阻消耗的热功率为C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为D．整个装置消耗的机械功率为3．半径分别为，r和3r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为2r。电阻为R的均匀金属棒MN置于圆导轨上，NM的延长线通过圆导轨中心O，在两环之间接阻值分别为、的两定值电阻，装置的俯视图如图所示，整个装置位于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，金属棒在水平外力作用下以角速度绕圆心O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A．金属棒中电流从N流向M B．金属棒转动产生的电动势为C．电阻中电流为 D．水平外力做功的功率为4．两虚线之间存在如图所示方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。由同一规格的导线制成边长为a的正方形导线框POMN，电阻为R。线框沿与磁场边界成45°角的方向进入磁场，速度大小为v。当导线框运动到图示位置时（）A．线框中感应电流方向MNPOMB．线框中感应电流方向OPNMOC．MN两端的电压为BavD．MN两端的电压为二、有关线框的电量问题5．如图甲所示，游乐园中的过山车虽然惊险刺激，但也有多种措施保证了它的安全运行。其中磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式。磁场很强的钕磁铁安装在轨道上，刹车金属框安装在过山车底部。简化为图乙所示的模型，将刹车金属框看作为一个边长为，总电阻为的单匝正方形线框，则过山车返回水平站台前的运动可以简化如下：线框沿着光滑斜面下滑s后，下边框进入匀强磁场时线框开始减速，下边框出磁场时，线框恰好做匀速直线运动。已知斜面与水平面的夹角为，过山车的总质量为，磁场区上下边界间的距离也为，磁感应强度大小为，方向垂直斜面向上，重力加速度为。则下列说法正确的是（）A．线框刚进入磁场上边界时，从斜面上方俯视线框，感应电流的方向为顺时针方向B．线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为C．线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为D．线框穿过磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量为零6．如图所示，电阻，匝数的直角梯形金属框abcde放在绝缘水平地面上，ab、bc、cd、de的长度均为；边长的正方形区域MNHK内存在垂直地面向下、磁感应强度的匀强磁场。金属框沿地面以恒定速度向右穿过磁场，从cd边刚进入磁场到a点离开磁场的时间内，e、d、N、H始终在一条直线上。则（）A．0.2s末，线框cd边切割产生的电动势为0.2VB．0.4s末，已通过线框的电荷量为4CC．ae边进出磁场的过程中，线框中的感应电流先增大后减小D．与时，线框受到的安培力相同7．如图所示，边长为、电阻为的正方形单匝导体线框放于纸面内，在边的左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，现使导线框绕过点且平行于磁场方向的轴以角速度沿顺时针方向匀速转动，在导线框转过的过程中（）A．导线框产生沿逆时针方向的感应电流B．导线框经过虚线位置时产生的瞬时感应电动势大小为2C．导线框受到的安培力逐渐增大，方向不变D．流过导线框的电荷量为8．磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图甲所示。它的驱动系统可简化为如图乙所示的物理模型。固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L，匝数为N，总电阻为R；水平长直轨道间各边长为L的正方形区域内都存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B、相邻区域的磁场方向相反。当磁场以速度v匀速向右运动时，可驱动停在轨道上的列车，不能忽略列车受到的阻力，以下说法正确的是（）A．列车的最大速度小于vB．列车的最大速度为v，列车运动的方向与磁场运动的方向相反C．列车相对磁场位移为L的过程中通过线框的电荷量为D．列车速度为v′时线框受到的安培力大小为三、有关线框的动力学问题9．光滑水平面上有两个相邻互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁场方向为垂直纸面，两磁场的磁感应强度大小相等方向相反，如图所示，磁场宽度均为，有一边长也为L的正方形闭合线框，从磁场外以速度进入磁场，当线框边进入磁场I时施加向右的水平恒力，边进入磁场I过程线框做匀速运动，进入磁场Ⅱ区域某位置后线框又做匀速运动，已知线框的质量，以下说法正确的是（）A．线框边刚进入磁场Ⅱ时加速度大小为B．线框第二次匀速运动的速度大小为0.5m/sC．线框边在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动时间为0.3sD．线框边在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动时整个线框产生的内能为0.375J10．如图，空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场，一正方形闭合金属线框自磁场上方某处自由释放后穿过磁场，整个过程线框平面始终竖直．线框边长小于磁场区域上下宽度。若不计空气阻力，以线框刚进入磁场时为计时起点，下列描述线框所受安培力F随时间t变化的图像中，可能正确的是（）A．B．C． D．11．如图所示，边长为L、电阻为R的正方形金属线框静止在光滑绝缘的水平桌面上，其右侧有一宽度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下，磁场边界与金属线框AB边平行，而且。现金属线框在一恒力F作用下向右运动，并通过磁场区域。以v表示线框运动的速度，从线框AB边进入磁场开始计时，到线框CD边离开磁场计时结束，则这段时间内，下列线框的速度随时间变化的关系图中，不可能的是（）A． B．C． D．12．如图是一种电梯突然失控下落时的保护装置。在电梯后方墙壁上交替分布着方向相反的匀强磁场，每块磁场区域宽1.6m，高0.5m，大小均为0.5T。电梯后方固定一个100匝矩形线圈，线圈总电阻为8Ω，高度为1.5m，宽度略大于磁场。已知某次电梯运行试验中电梯总质量为2400kg，g取10m/s2，忽略摩擦阻力。当电梯失去其他保护，由静止从高处突然失控下落时，求∶（1）电梯下落速度达到2.5m/s时，线圈内产生的感应电流大小；（2）电梯可达到的最大速度；（3）若电梯下落4.5m，达到最大速度的，此过程所用时间。四、有关线框的能量问题13．如图所示，水平虚线、之间存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框，其底边水平，上、下边长之比为1：4，高为线框ABCD在磁场边界的下方h处，受到竖直向上的拉力作用，从静止开始运动（上升过程中底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直），当AB边刚进入磁场时，线框的加速度恰好为零，且在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。重力加速度为g，下列正确的是（）A．AB边刚进入磁场时，线框的速度为B．AB边刚进入磁场时，线框中感应电流的瞬时电功率为C．DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小为D．从线框开始运动到DC边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为14．如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间边与虚线1平行且相距。已知导体框的质量为m，总电阻为，重力加速度为边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（）A．两虚线的距离为B．导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为C．导体框的边与虚线1重合时，其克服安培力做功的功率大小为D．导体框从边与虚线1重合到边与虚线1重合时所用的时间为15．在光滑绝缘水平面上有如图所示两部分的磁场区域I和Ⅱ（俯视），分别存在着垂直纸面向内和垂直纸面向外的宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。边长为L的正方形单匝金属线框在水平向右的拉力F的作用下（图中未画出）以初速v0进入，且能保持全过程匀速穿过磁场区域，已知线框的电阻为R，则下列说法正确的是（）A．线框从整体处于I区到整体处于Ⅱ区的过程中穿过线框的磁通量变化量大小是0B．全过程中线框受到水平拉力的最大值C．全过程中线框产生的焦耳热D．若线框无拉力F的作用恰好能穿过磁场区域，则分析可得16．如图，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的