【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应 作业 (1)

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【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应 作业 (1)

电磁感应 一.选择题 ‎1. (2019高三考试大纲调研卷10)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. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等 B. 上升过程中线框产生的热量与下降过程中线框产生的热量相等 C. 上升过程中,导线框的加速度逐渐增大 D. 上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率 ‎【答案】D ‎【解析】线框运动过程中要产生电能,根据能量守恒定律可知,线框返回原位置时速率减小,则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小,根据动能定理得知,上升过程中合力做功较大,故A错误;线框产生的焦耳热等于克服安培力做功,对应与同一位置,上升过程安培力大于下降过程安培力,上升与下降过程位移相等,则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功,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,故B错误;上升过程中,线框所受的重力和安培力都向下,线框做减速运动。设加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:,,由此可知,线框速度v减小时,加速度a也减小,故C错误;下降过程中,线框做加速运动,则有:,,,由此可知,下降过程加速度小于上升过程加速度,上升过程位移与下降过程位移相等,则上升时间短,下降时间长,上升过程与下降过程重力做功相同,则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率,D正确;故选:D。‎ ‎2.(2019广东惠州第三次调研)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.‎ ‎ 当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流. 则 A. A可能带正电且转速增大 B. A可能带正电且转速减小 C. A可能带负电且转速减小 D. A可能带负电且转速增大 ‎【答案】AC ‎3.(2019高三考试大纲调研卷9)如图所示,在0≤x≤2L的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,粗细均匀的正方形金属线框abcd位于xOy平面内,线框的bc边与x轴重合,cd边与y轴重合,线框的边长为L,总电阻为R。现让线框从图示位置由静止开始沿x轴正方向以加速度a做匀加速运动,则下列说法正确的是( )‎ A. 进入磁场时,线框中的电流沿abcda方向,出磁场时,线框中的电流沿adcba方向 B. 进入磁场时,c端电势比d端电势高,出磁场时,b端电势比a端电势高 C. a、b两端的电压最大值为 D. 线框中的最大电功率为 ‎【答案】ACD ‎4. (2019全国考试大纲调研卷3)如图所示的甲、乙、丙图中,MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨.导体棒ab垂直放在导轨上,导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中.导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计,导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,甲图中的电容器C原来不带电.今给导体棒ab一个向右的初速度v0,在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的最终运动状态是(  )‎ ‎   ‎ A. 甲、丙中,棒ab最终将以相同速度做匀速运动;乙中ab棒最终静止 B. 甲、丙中,棒ab最终将以不同速度做匀速运动;乙中ab棒最终静止 C. 甲、乙、丙中,棒ab最终均做匀速运动 ‎ D. 甲、乙、丙中,棒ab最终都静止 ‎【答案】B ‎5.(2019江苏宿迁期末)如图所示,导体框位于竖直平面内,匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度大小 B=2.0T,水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离,导体棒MN质量m=0.1kg,接入电 ‎ 路的电阻r=1.0Ω;导轨宽度L=1.0m,定值电阻R=3.0Ω,装置的其余部分电阻可忽略不计。将导体棒MN ‎ 无初速度释放,导体棒下滑h=2.0m高度时速度达到最大,重力加速度g=10m/s2.则导体棒(  )‎ A.下滑的最大速度为4m/s ‎ B.从释放到下滑h高度所经历时间为2.1s ‎ C.从释放到下滑h高度过程中,电阻R产生的热量为1.95J ‎ D.从释放到下滑h高度过程中,通过电阻R的电荷量为1C ‎【答案】BD ‎【名师解析】导体棒匀速运动时速度最大,设为v。根据=mg得:v=1m/s,故A错误。根 据牛顿第二定律得:mg﹣=ma=m,变形得:mg△t﹣△t=m△v,两边求和得:∑mg ‎△t﹣∑△t=∑m△v,可得:mgt﹣=mv,解得 t=2.1s,故B正确。从释放到下滑h高度过 程中,根据能量守恒定律得:mgh=+Q,电阻R产生的热量为:QR=Q,解得:QR=1.4625J,‎ 故C错误。从释放到下滑h高度过程中,通过电阻R的电荷量为:q====1C,故D 正确。‎ ‎6. (2019全国考试大纲调研卷3)如图a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量为m 的单匝均匀正方形铜线框,边长为a,在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t=0,若磁场的宽度为b(b>3a),在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图b所示,则(  )‎ A.t=0时,线框右侧边MN两端的电压为Bav0‎ B. 在t0时刻线框的速度为v0-‎ C. 线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比t0时刻线框的速度大 D. 线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中,线框中产生的电热为2Fb ‎【答案】BD ‎7.【2019江门调研】如图所示为游乐场中过山车的“磁力刹车装置”。在过山车两侧安装铜片,停车区的轨道两侧安装强力磁铁,当过山车进入停车区时,铜片与强力磁铁的相互作用使过山车能很快地停下,下列说法中错误的是( )‎ A.过山车进入停车区时其动能转化成电能 B.过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流 C.把铜片换成有机玻璃片,也能达到相同的刹车效果 D.过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速 ‎【答案】C ‎8. (2019江苏高邮市下学期调研)如图所示,两相同灯泡A1、A2,A1与一理想二极管D连接,线圈L的直流电阻不计.下列说法正确的是 ‎ A.闭合开关S后,A1会逐渐变亮 B.闭合开关S稳定后,A1、A2亮度相同 C.断开S的瞬间,a点的电势比b点低 D.断开S的瞬间,A1会逐渐熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】A1与一理想二极管D连接,闭合开关S后,理想二极管D导通,A1立刻变亮,选项A错误;由于线圈L的直流电阻不计,闭合开关S稳定后,A1熄灭,选项B错误;断开S的瞬间,线圈L产生自感电动势,与二极管和灯泡A1构成回路,由于线圈L产生自感电动势为顺时针方向,理想二极管D处于反向截止状态,a点的电势比b点低,A1立即逐渐熄灭,选项C正确D错误。‎ ‎9.(2019南阳一中质检)如图(a)所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°固定在地面上,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图(b)所示。已知轨道间距为L=2m,重力加速度取g=10m/s2,轨道足够长且电阻不计。则 A.金属杆滑动时产生的感应电流方向是a→b→M→P→a B.当R=0时,杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势的大小为2V ‎ C.金属杆的质量为m=0.2kg,电阻r=2Ω D.当R=4Ω时,回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功为0.6J ‎【答案】BCD ‎10. (2019山东济南莱芜区联考)如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正.则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是(  )‎ ‎ ‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎【答案】AC 二.计算题 ‎1.(2019江苏泰州期末)如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计.求:‎ ‎(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;‎ ‎(2) 金属杆离开磁场时速度的大小;‎ ‎(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热.‎ ‎【解析】(1) 设流过金属杆中的电流为I,由平衡条件得 mg=BI,解得I=(2分)‎ 所以R1中的电流大小I1==   (2分)‎ 方向从P到M.(1分)‎ ‎2.(15分)(2019江苏高邮市第二学期质检)如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨距离为L,导轨左端接有阻值为R的定值电阻R1,两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有方向坚直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止起向右运动,若杆出磁场前已做匀速运动,不计导轨及金属杆的电阻.求:‎ ‎(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;‎ ‎(2)金属杆做匀速运动时的速率;‎ ‎(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热.‎ ‎(3)设整个过程电路中产生的总电热为Q,‎ 根据能量守恒定律得:Q=F×﹣mv2,(2分)‎ 解得:Q=FL﹣,(3分)‎
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