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高考物理题《电磁感应中切割类问题》高频考点特训(2018年必看版)(十)
2018-10-13 01:23:39
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1、选择题 如图所示,用均匀导线做成一个正方形线框,每边长为0.2m,正方形的一半放在和线框垂直的垂直纸面向里的匀强磁场中,当磁场的变化为每0.1s增加1T时,线框中点a、b两点的电势差是( ) A.Uab=0.1V B.Uab=-0.1V C.Uab=0.2V D.Uab=-0.2V
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参考答案:由楞次定律可以判断,当线框中的磁场增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,为垂直于纸面向外,由安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针方向,所以b点电势高于a点电势. 根据法拉第电磁感应定律得 感应电动势 E=△B△tS, 其中S=12L2,磁场的变化为每0.1s增加1T时,△B△t=10T/s, 解得E=0.2V 由闭合电路欧姆定律ab电势差U=IR=0.1V,由于b点电势高于a点电势,所以Uab=-0.1 V, 故选B.
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 如图1所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是水平放置的平行长直导轨,其间距L=0.2m,R是接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,对ab棒施加一个大小为F=0.45N,方向水平向左的恒定拉力,使其从静止开始沿导轨滑动,过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图2是棒的速度--时间图象,其中AO是图象在O点的切线,AB是图象的渐近线.
 (1)除R以外,其余部分的电阻均不计,求R的阻值. (2)当棒的位移为100m时,其速度已经达到了最大速度10m/s,求在此过程中电阻R上产生的热量.
参考答案:(1)由图2的斜率得t=0时刻棒的加速度 a=△v△t=10-04=2.5m/s2 设棒所受的滑动摩擦力大小为f. t=0时刻,棒不受安培力,根据牛顿第二定律得 F-f=ma 解得,f=0.2N 根据图象知道棒的最大速度为vm=10m/s,此时棒所受的安培力 F安=B2L2vmR 根据平衡条件得:F=f+F安,则得 ? F=f+B2L2vmR 代入解得,R=0.4Ω (2)当棒的位移为100m时,根据能量守恒定律得: ? FS=fS+Q+12mv2m 解得Q=20J 答: (1)R的阻值是0.4Ω. (2)当棒的位移为100m时,其速度已经达到了最大速度10m/s,在此过程中电阻R上产生的热量是20J.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 一段导线在磁场中做切割磁感线运动,下面说法正确的是( ) A.导体中一定有感应电动势 B.导体中一定有感应电流 C.导体一定受到与运动方向相反的磁场作用力 D.以上说法均不正确
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,I、III为两匀强磁场区,I区域的磁场方向垂直纸面向里,III区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感强度均为B,两区域中间为宽S的无磁场区II,有边长为L(L>S),电阻R的正方形金属框abcd置于I区域,ab边与磁场边界平行,现拉着金属框以速度v向右匀速移动.试求: (1)当ab边刚进入中央无磁场区II时,通过ab的电流的大小和方向; (2)当ab边刚进入磁场区III时,通过ab的电流的大小和方向; (3)把金属框从I区域完全拉入III区域过程中拉力所做的功.
参考答案:(1)ab边刚进入中央无磁均区Ⅱ时,cd边在磁场区?内切割磁感线产生感应电动势E=BLv, 感应电流大小为I1=BLvR由右手定则,方向badcb. (2)ab边刚进入磁场区Ⅲ时,ab边、cd边都切割磁感线产生感应电动势且都为顺时针方向,大小都为BLv, 所以感应电流为I2=2BLvR方向badcb. (3)在ab边穿过宽为s的Ⅱ区过程中,cd边受安培力F1=BI1L=B2L2vR 由于匀速运动,拉力大小等于安培力,所以拉力做功W1=F1S=B2L2vRS 当ab边进入Ⅲ区、cd边未进入Ⅱ区过程中,ab边、cd边都受安培F2=BI2L=2B2L2vR 匀速拉动外力应等于2F2,通过距离为(L-s),故拉力做功为W2=2F2S=4B2L2vR(L-S) 当cd边通过Ⅱ区过程中,只有ab边受安培力,且F3=F1,距离为s,拉力做功为W3=F3S=B2L2vRS 当线圈完全进入Ⅲ区后,无感应电流,不受安培力,拉力为零,不做功,所以总功为W=W1+W2+W3=4B2L2v(L-S2)R 答: (1)当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ时感应电流大小为BLvR方向badcb. (2)刚进入磁场区Ⅲ时,通过ab边的电流大小为2BLvR方向badcb. (3)求金属框从区域I完全进入区域Ⅲ过程中拉力所做的功为4B2L2v(L-S2)R
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 距地面某一高度处在水平面内固定一个闭合导线环,在它的正上方距地h高处有一质量为m、竖直放置的小条形磁铁,将其释放做初速为零的下落运动,刚好不接触地穿过导线环,落地前的瞬时速度为v,如果忽略空气阻力,则( ) A.V= B.mv2/2=mgh C.导体环获得的电能E电=mv2/2-mgh D.导体环增加的内能△E内=mgh-mv2/2
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
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