高考物理高频考点《电磁感应中切割类问题》试题特训(2018年最新版)(二)
2018-10-13 01:54:51
【 大 中 小】
1、选择题 如图所示金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑(导轨足够长),导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,棒和导轨的电阻不计,MN从静止开始下落过程中,电阻R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到4P,可采取的方法是( ) A.使MN的质量增大到原来的2倍 B.使磁感强度B增大到原来的2倍 C.使磁感强度B减小到原来的一半 D.使电阻R的阻值减到原来的一半
|

参考答案:当金属棒MN匀速下落,做匀速直线运动时,电阻R上消耗的功率最大. 设MN的质量为m,导轨间的距离为L,由平衡条件得:mg=BIL,I=ER=BLvR, 联立两式解得:v=mgRB2L2,此时电阻R上消耗的功率:P=I2R=B2L2v2R=m2g2RB2L2. A、使MN的质量增大到原来的2倍,由P=m2g2RB2L2可知,外电阻R消耗的电功率变为原来的4倍,为4P,故A正确; B、使磁感强度B增大到原来的2倍,由P=m2g2RB2L2可知可知,外电阻R消耗的电功率变为14P,故B错误; C、使磁感强度B减小到原来的一半,由P=m2g2RB2L2可知,外电阻R消耗的电功率变为4P,故C正确; D、使电阻R的阻值减到原来的一半,由P=m2g2RB2L2可知,外电阻R消耗的电功率变为12P,故D错误; 故选:AC.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 矩形裸导线框长边的长度为2l,短边的长度为l,在两个短边上均接有阻值为R的电阻,其余部分电阻均不计.导线框的位置如图所示,线框内的磁场方向及分布情况如图,大小为B=B0cos( ).一电阻为R的光滑导体棒AB与短边平行且与长边始终接触良好.起初导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB在沿x方向的外力F的作用下做速度为v的匀速运动.试求: (1)导体棒AB从x=0运动到x=2l的过程中外力F随时间t变化的规律; (2)导体棒AB从x=0运动到x=2l的过程中整个回路产生的热量.
参考答案:(1)在t时刻AB棒的坐标为x=vt 导体棒产生的感应电动势?e=Blv=B0lvcosπvt2l 回路的总电阻 R总=R+12R=32R 回路感应电流 i=eR=2B0lvcos2πvtl3R 棒匀速运动时有F=F安=Bil 解得:F=2B20l2vcos2(πvt2l)3R(0≤t≤2lv) (2)导体棒AB在切割磁感线的过程中产生半个周期的正弦交流电 感应电动势的有效值为 E=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,图中所标的导体棒的长度为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,棒运动的速度均为v,产生的电动势为BLv的是( )
图3
参考答案:D
本题解析:A图有效切割速度vcos ,BC图没有切割磁感线。D图产生电动势为BLv。选D.
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,两根竖直固定的足够长的金属导轨ad和bc,相距为L;另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,二者的质量均为m,在两导轨之间部分的电阻均为R(竖直金属导轨的电阻不计);空间存在着垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度为B,磁场区域足够大;开始时MN与EF叠放在一起放置在水平绝缘平台上,现用一竖直向上的牵引力使MN杆由静止开始匀加速上升,加速度大小为a,试求: (1)时间t0内流过MN杆的电量(设EF杆还未离开水平绝缘平台); (2)至少经多长时间EF杆能离开平台.
参考答案:(1)时间t0内MN杆上升的距离为h=12at20① 此段时间内MN、EF与导轨形成的回路内, 磁通量的该变量为△?=BLh② 产生的平均感应电动势为E=△?t0③ 产生的平均电流为.I=E2R④ 流过MN杆的电量q=.It0⑤ 由①②③④⑤解得:q=BLat024R (2)EF杆刚要离开平台时BIL=mg⑦ 此时回路中的电流为I=E2R⑧ 此时MN杆切割磁场产生的电动势为E=BLv⑨ MN杆运动的时间为t=va⑩ 由⑦⑧⑨⑩得t=2mgRB2L2a 答:(1)时间t0内流过MN杆的电量为BLat024R; (2)至少经2mgRB2L2a时间EF杆能离开平台.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 如图所示,将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈,从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出(磁场方向,垂直线圈平面) (1)所用拉力F=______. (2)拉力F的功率PF=______. (3)线圈放出的热量Q=______.

参考答案:(1)因为线圈被匀速拉出,拉力与安培力大小相等,即 F=F安 感应电动势的大小为:E=Blv 根据闭合欧姆定律得:I=BlvR. 则拉力为:F=F安=B2l2vR (2)拉力F的功率为:PF=Fv=B2l2v2R (3)线圈放出的热量为:Q=E2Rt=B2l2v2R?lv=B2l3vR 故答案为:B2l2vR;B2l2v2R;B2l3vR
本题解析:
本题难度:一般
|