福建省三明市第一中学高二下学期物理期末复习检测（三）交电磁感应中的动力学和能量问题

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精三明一中《电磁感应中的动力学和能量问题》期末检测（三）高二物理一、选择题（本大题共11小题，在每小题给出的四个选项中，1～7题只有一项符合题目要求;8～11题有多项符合题目要求.）1．如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻,则：（)A.通过电阻R的电流方向为P→R→MB．a、b两点间的电压为BLvC．a端电势比b端电势高D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热2．如图,MNPQ是一个足够长的处于竖直平面内固定的金属框架，框架的宽度为L，电阻忽略不计。ab是一根质量为m,电阻为R的导体棒，能紧贴框架无摩擦下滑,整个框架处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.导体棒ab由静止开始下落至达到最大速度所用时间为t,下落高度为h。g为重力加速度。则导体棒ab在下落过程中，下列说法不正确的是：（）A．最大加速度为gB．最大速度小于2h/tC．瞬时热功率可能大于D．由静止开始下落至达到最大速度所用时间t大于3．如图所示,在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中,有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框,现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB=BC=l,线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中：（）A．线框A、B两点间的电压不变B．

线框的热功率与时间成正比C．

线框所受外力的最大值为D．

通过线框截面的电荷量为

4．如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为:()A．2mgL B．2mgL＋mgHC．2mgL＋eq\f（3,4）mgH D．2mgL＋eq\f（1,4）mgH5．如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上．一电阻为r，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间光滑,棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱，导轨bc段电阻为R，长为L，其他部分电阻不计。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为B.在t＝0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。则：（）A.F与t成反比B。F与t2成正比C.当t达到一定值时，QP刚好对轨道无压力D。若F＝0，PQbc静止，ef左侧磁场均匀减小，当eq\f（ΔB,Δt）达到一定值时,QP刚好对轨道无压力6．如图所示,为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计.已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好），则:(）A、电路中感应电动势的大小为B、电路中感应电流的大小为C、金属杆所受安培力的大小为D、金属杆的热功率为7．在图甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电．设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长．今给导体棒ab一个向右的初速度，在甲、乙、丙三种情形下导体棒动的最终运动状态是：（)A．三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动B．甲、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动:乙中ab棒最终静止C．甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动：乙中ab棒最终静止D．三种情形下导体棒ab最终均静止8．如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d)，质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0,则下列说法正确的是:（）A．线圈进入磁场的过程中，感应电流为顺时针方向B．线圈进入磁场的过程中，可能做加速运动C．线圈穿越磁场的过程中，线圈的最小速度可能为D．线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程，感应电流做的功为mgd§科§网]9．如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次拉出时的速度为v，第二次拉出时的速度为2v,这两次拉出线圈的过程中,下列说法正确的是：(）A、线圈中的感应电流之比为1：2B、线圈中产生的电热之比为1：2C、施力的方向与速度方向相同，外力的功率之比为1：2D、流过线圈任一截面的电荷量之比为1:110．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab，导轨的一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在水平恒力F作用下由静止开始向右运动，则下列说法正确的是：（）A．随着ab运动速度的增大,其加速度在减小B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率D．ab克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能11．在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示．一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t＝0时刻以速度v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间t0，线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是（）A．当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为gsinθB．t0时刻线框匀速运动的速度为eq\f（v0,4）C．t0时间内线框中产生的焦耳热为eq\f(3,2）mgLsinθ＋eq\f(15,32)mveq\o\al(2，0)D．离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动二、非选择题。12．（10分）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m，将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行，当cd边刚进入磁场时，求：（1)cd两点间的电势差大小,c、d两点哪点的电势较高（2）若此时线框计数点恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件13．（10分）如图所示，两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ，一端接有阻值为R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中.在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆,金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计.金属杆在垂直于杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时,电阻R上的消耗的电功率为P，从某一时刻开始撤去水平恒力F.求撤去水平力后：(1）当电阻R上消耗的功率为时，金属杆的加速度大小和方向。（2）求撤去F后直至金属杆静止的整个过程中电阻R上产生的焦耳热。14．(15分)如图，正方形单匝均匀线框abcd，边长L=0.4m，每边电阻相等，总电阻R=0。5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P，物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30°，斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界I和下边界II都水平，两边界之间距离也是L=0。4m。磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小B=5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0。9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v=3m/S的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：（1）线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大？（2）线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大？（3）在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域,在此过程中，力F做功W=0.23J，求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少?15．（15分）如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;⑵当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a;θRBv0θab⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为θRBv0θab电磁感应中的动力学和能量问题参考答案高二物理一、选择题1、C2、C