2018年高考物理一轮复习 专题46 电磁感应中的动力学和能量问题(测)(含解析)

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1、专题46电磁感应中的动力学和能量问题【满分:110分时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中.1~8题只有一项符合题目要求;9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)1.如图,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计,现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨,金属杆受到的安培力用F

2、安表示,则下列说法正确的是:()A.金属杆ab做匀加速直线运动B.金属杆ab运动过程回路中有顺时针方向的电流C.金属杆ab所受到的F安先不断增大,后保持不变D.金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比【答案】C2.如图所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角,导轨的一端连接定值电阻R1,匀强磁场垂直穿过导轨平面.一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab,垂直导轨放置,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,且R2=nR1.如果导体棒以速度v匀速下滑,导体棒此时受到的安培力大小为F,则以下判断正确的是:()16A.电阻R消耗的电功率为Fv/nB.重力

3、做功的功率为mgvcosθC.运动过程中减少的机械能全部转化为电能D.R2上消耗的功率为nFv/(n+l)【答案】D【名师点睛】导体棒以速度v匀速下滑,受到的安培力大小为F,根据法拉第电磁感应定律和焦耳定律,联立解得P;根据能量转化情况,分析整个装置减小的机械功率转化为电能和内能。R2和R1串联,电流相等,根据可知R2消耗的功率和R1消耗的功率的关系。3.如图所示,PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨,GH是长度为L、电阻为r的导体棒,其中点与一端固定的轻弹簧连接,轻弹簧的劲度系数为k.导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.图中E是电动势

4、为E,内阻不计的直流电源,电容器的电容为C.闭合开关,待电路稳定后,下列选项正确的是:()16A.导体棒中电流为B.轻弹簧的长度增加C.轻弹簧的长度减少D.电容器带电量为CR【答案】C【名师点睛】本题属于含容电路问题,在电路的连接中,电容所在支路为断路,电容两端电压等于与之并联的导体两端的电压,利用闭合电路的欧姆定律即可得出电路中的电流及电容器的带电量;导体棒在磁场中通电后受安培力作用,当安培力与弹簧的弹力相等时导体棒处于稳定状态,由胡克定律和平衡条件即可求出弹簧的形变量。4.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

5、直导线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r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,则(不计导轨电阻:()A.通过电阻R的电流方向为P→R→MB.ab两点间的电压为BLv16C.a端电势比b端高D.外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热【答案】C【解析】根据右手定则可知:ab中产生的感应电流方向为b→a,则通过电阻R的电流方向为M→P→R.故A错误;金属导线ab相当于电源,ab两点间的电压是路端电压,即是R两端的电压.根据闭合电路欧姆定律得知,ab两点间的电压为.故B错

6、误.金属导线ab相当于电源,a端相当于电源的正极,电势较高,故C正确.ab棒向右做匀速直线运动,根据能量守恒得知:外力F做的功等于电路中产生的焦耳热,大于电阻R上发出的焦耳热,故D错误.故选C.【名师点睛】本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合,解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构,然后根据有关电学知识求解;根据楞次定律或右手定则可判断出通过电阻R的电流方向和a、b电势高低.金属导线ab相当于电源,外电路为电阻R,由闭合电路欧姆定律求解ab两点间的电压;根据能量守恒得外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热。5.如右图所示,边长为L的正方形导线框质

7、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.2mgLB.2mgL+mgHC.2mgL+mgHD.2mgL+mgH【答案】C16【名师点睛】本题是运用能量守恒定律处理电磁感应中能量问题,关键要正确分析能量是如何转化的。6.如图,间距l=0.4m的光滑平行金属导轨电阻不计,与水平面夹角θ=30°.正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直于斜面.甲、乙两金属杆电阻R相同、质

8、量均为m=0.02kg,垂直于导轨放置.起初,甲金属杆处在磁场的上边界ab上,乙在甲上方距甲也为l处.现将两金属杆同时由静

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