专题21 电磁感应综合应用-2017年高考物理冲刺专题卷 13页

www.ks5u.com 第I卷 一、选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）‎ ‎1．如图所示，水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法正确的是(　　) ‎ A．A点的电势高于C点的电势 B．此时AC两端电压为UAC＝‎ C．此过程中电路产生的电热为Q＝Fd－mv2‎ D．此过程中通过电阻R0的电荷量为q＝‎ ‎【答案】AD　‎ ‎【题型】多选题 ‎【难度】较易 ‎2．如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果先后两次拉出的速度之比为1∶2，则在先后两种情况下（ ）‎ A．线圈中的感应电流之比为1∶4‎ B．通过线圈的电量之比为1∶2‎ C．线圈中产生的热量之比为1∶2‎ D．沿运动方向作用在线圈上的外力功率之比为1∶4‎ ‎【答案】CD ‎【题型】多选题 ‎【难度】一般 ‎3．如图所示，两根光滑平行的金属导轨，放在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身电阻不计，斜面处在一匀强磁场中，方向垂直斜面向上，一质量为m、电阻不计的金属棒，在沿斜面并与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升了h高度，则在上滑h的过程中（ ）‎ ‎ ‎ A．金属棒所受合外力所做的功等于mgh与电阻R上产生的热量之和 B．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的热量 C．金属棒受到的合外力所做的功为零 D．恒力F与安培力的合力所做的功为mgh ‎【答案】BCD ‎【解析】金属棒匀速运动时合外力为零，合外力所做的功等于零，不等于mgh与电阻R上产生的热量之和，故A错误，C正确．导体棒匀速上升过程中，根据动能定理得：WF+WG+W安=0，而克服安培力所做功等于回路电阻中产生的热量，即有：Q=-W安，则得：WF+WG-Q=0，故有：WF+WG=Q ‎，即恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的热量，故B正确．由动能定理得：WF-mgh+W安=0，故有：WF+W安=mgh，即恒力F与安培力的合力所做的功为mgh，故D正确。‎ ‎【题型】多选题 ‎【难度】一般 ‎4．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L．一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I）,导线框的速度为v0．经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ）,导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I（不计空气阻力）,则（ ）‎ A. 上升过程中，导线框的加速度逐渐减小 B. 上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率 C. 上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多 D. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等 ‎【答案】AC ‎【题型】多选题 ‎【难度】较难 ‎5．如图所示，竖直平面内一具有理想边界AB的匀强磁场垂直纸面向里，在距离边界H处一正方形线框MNPO以初速度v0向上运动，假设在整个过程中MN始终与AB平行，则下列图象能反映线框从开始至到达最高点的过程中速度变化规律的是（ ）‎ ‎【答案】C ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎6．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为s，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v－t图象(其中OA、BC、DE相互平行)．已知金属线框的边长为L(Ll2。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为；当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为。运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h；‎ ‎（2）cd边刚离开磁场时，电势差Ucd；‎ ‎（3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q；‎ ‎（4）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量q。‎ ‎【答案】（1） （2）Ucd=－ （3） （4）‎ ‎（2）cd边刚离开磁场时，设其感应电动势为E，即ab边产生的电动势。‎ 则F安′=，‎ 由牛顿第二定律可得F安′－mg=m×，‎ 解之得E=，‎ 线框的速度v′=；‎ 由右手定则判断出感应电流是由b到c的，故由欧姆定律得，‎ 电势差Ucd=－=－；‎ ‎（3）ab边刚进入磁场时至cd边出磁场时，线圈自由下落，故由v′2－vb2=2g（H－l2），‎ 代入解之得vb2=v′2－2g（H－l2），则从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，‎ 由功关系得：mgl2－Q=，‎ 则；‎ ‎（4）通过线框导线某一横截面的电荷量q=It==。‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】较难 ‎12. 如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.导体棒a与b的质量均为m，电阻值分别为Ra＝R，Rb＝2R.b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放．运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g.‎ ‎(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；‎ ‎(2)求最终稳定时两棒的速度大小；‎ ‎(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中，求b棒上产生的内能．‎ ‎【答案】(1) ，方向水平向左 (2) (3)mgh ‎【解析】(1)设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场 根据机械能守恒定律有mgh＝mv2‎ a棒切割磁感线产生感应电动势E＝BLv 根据闭合电路欧姆定律有I＝ ‎ a棒受到的安培力F＝BIL 联立以上各式解得F＝，方向水平向左．‎ ‎(2)设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒开始下落到两棒速度达到稳定 根据动量守恒定律有mv＝2mv′‎ 解得v′＝.‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】较难 ‎ ‎