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- 2021-05-14 发布
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高考物理能力梯级提升思维高效练习5.11电磁感应规律及其应用
一、单项选择题
1.如下图,一长直导线右侧放一矩形线框abcd,直导线中通有稳恒电流I,现将线框由位置1移到位置2,第一次是平移,第二次是以bc为轴翻转180°,且两次经历的时间相同,若两次线框中产生的感应电荷量分别为Q和Q′,则
( )
A.Q>Q′ B.Q=Q′ C.Q<Q′ D.不能确定
2.(2017·江苏高考)如下图,固定的水平长直
导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面
内,且一边与导线平行,线框由静止释放,在下落
过程中( )
A.穿过线框的磁通量保持不变
B.线框中感应电流方向保持不变
C.线框所受安培力的合力为零
D.线框的机械能不断增大
3.(2018·淄博模拟)如下图,等腰三角形内
分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在
x轴上且长为2L,高为L.纸面内一边长为L的
正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以顺时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I-x)关系的是( )
二、多项选择题
4.如下图,E为电池,L是电阻可忽略不计、
自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格
相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路
的开关.对于这个电路,以下说法正确的是( )
A.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等
B.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等
C.闭合开关S待电路达到稳定,D1熄灭,D2比原来更亮
D.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭
5.一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如下图,磁感应强度B=0.5 T,导体棒ab、cd长度均为0.2 m,电阻均为0.1 Ω,重力均为0.1 N,现用力向上拉动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触
良好),此时cd静止不动,则ab上升时,以下说法正确的选项是( )
A.ab受到的拉力大小为2 N
B.ab向上运动的速度为2 m/s
C.在2 s内,拉力做功,有0.4 J的机械能转化为电能
D.在2 s内,拉力做功为0.6 J
6.在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度
大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所
示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一
个半径为a,质量为m,电阻为R的金属圆环垂直
磁场方向,以速度v从如下图位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为则以下说法正确的选项是( )
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电量为
D.此过程中回路产生的电能为
三、计算题
7.(2018·南通模拟)如下图,两足够长平行
光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水
平面夹角α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R,
导轨电阻不计.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持良好接触,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值vm.求:
(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热.
8.(2017·浙江高考)如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨,在“U”型导轨右侧l=0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量为m=0.1 kg的导体棒以v0=1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1 Ω/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g=10 m/s2).
(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况;
(2)计算4 s内回路中电流的大小,并判断电流方向;
(3)计算4 s内回路产生的焦耳热.
答案解析
1.【解析】选C.设线框在位置1时磁通量为Φ1,当平移到位置2时磁通量为
Φ2,则ΔΦ=Φ2-Φ1;而当翻转到位置2时,则变为框的背面向外,磁通量为
-Φ2,故ΔΦ′=-Φ2-Φ1=-(Φ2+Φ1),又
显然|ΔΦ′|>|ΔΦ|,则Q