高考物理知识点总结《电磁感应》高频试题强化练习(2019年最新版)(六)
2019-12-13 02:27:05
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1、选择题 如图中回路竖直放在匀强磁场中,磁场的方向垂直于回路平面向外,导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑.设回路的总电阻恒定为R,当导体AC从静止开始下落后,下面叙述中正确的说法有( ) A.导体下落过程中,机械能守恒 B.导体加速下落过程中,导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量 C.导体加速下落过程中,导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能 D.导体达到稳定速度后的下落过程中,导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能
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参考答案:A、导体下落过程中切割磁感线产生顺时针方向的感应电动势、感应电流,导体受到竖直向上的安培力,还有竖直向下的重力,下落过程中安培力做负功,机械能减小,减小的机械能转化为电能,所以机械能不守恒,故A错误. B、C、导体加速下落过程中,重力做正功,重力势能减小,减小的重力势能一部分通过克服安培力做功转化为电能,另一部分转化为导体的动能;故B错误,C正确. D、导体下落达到稳定速度时,竖直向下的重力等于竖直向上的安培力,两力的合力等于零,导体做匀速直线运动,动能不变,导体减少的重力势能通过克服安培力做功全部转化为回路的电能,故D正确. 故选:CD
本题解析:
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,两平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。 (1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。 (2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。 (3)若将磁场II的CD边界略微下移,导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式。
参考答案:解:(1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律,得 mg-BIL=ma,式中L=r? ,式中?=4R 由以上各式可得到? (2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即 ,式中? 解得 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有 得 此时导体棒重力的功率为 根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即= 所以=? (3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为,此时安培力大小为 由于导体棒ab做匀加速直线运动,有 根据牛顿第二定律,有F+mg-F@^@^@=ma? 即 由以上各式解得
本题解析:
本题难度:困难
3、选择题 一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,在转动过程中,通过线圈的最大磁通量为Φm,线圈中的最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是 [? ] A.当磁通量为零时,感应电动势也为零 B.当磁通量减小时,感应电动势将减小 C.当磁通量等于0.5Φm时,感应电动势等于0.5Em D.线圈转动的角速度等于Em/Φm
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,平行导轨倾斜放置,倾角θ=370,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=4T,质量为m=2kg的金属棒ab垂直放在导轨上,ab与导轨平面间的动摩擦因数μ=0.25。ab的电阻r=1Ω,平行导轨间的距离L=1m, R1=R2=18Ω,导轨电阻不计,ab由静止开始下滑运动x=3.5m后达到匀速。sin370=0.6,cos370=0.8。求:
(1)ab在导轨上匀速下滑的速度多大? (2)ab匀速下滑时ab两端的电压为多少? (3)ab由静止到匀速过程中电阻R1产生的焦耳热Q1为多少?
参考答案:(1);(2);(3)。
本题解析:ab由静止开始下滑,速度不断增大,对ab受力分析如图所示,
由牛顿第二定律可知,ab做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度增加到最大,此后以最大速度做匀速运动。 故ab在导轨上匀速下滑时 ① 等效电路如图所示,
外电路电阻 ② 电路中总电阻 ③ 由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知: 电路中的电流 ④ 此时的感应电动势 ⑤ 由①③④⑤解得:ab在导轨上匀速下滑的速度 ⑥ (2)将⑥代入⑤的得感应电动势 ⑦ 将⑦代入④得电路中的电流 ⑧ ab两端的电压为路端电压: ⑨ (3)由于ab下滑过程速度不断变化,感应电动势和电流不恒定,故不能用焦耳定律求焦耳热。 根据能量守恒定律,ab减少的重力势能等于ab增加的动能、克服摩擦力做功产生的内能与电路中总的焦耳热之和,即 ⑩ 展开得 ? 解得电路中总的焦耳热 ? 由焦耳定律可知相同的时间内通过的电流相等焦耳热与电阻成正比: ? 外电路产生的焦耳热 ? 外电路中,故,且,解得 ? 考点:电磁感应现象的综合应用
本题难度:一般
5、简答题 有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间平放一系列线圈,请探究。 (1)当列车运行时,通过线圈的磁通量会不会发生变化? (2)列车的速度越快,通过线圈的磁通量变化越快吗? (3)为了测量列车通过某一位置的速度,有人在磁悬浮列车所经过的位置安装了电流测量记录仪,(测量记录仪未画出)为图所示,记录仪把线圈中产生的电流记录下来。假设磁铁的磁感应强度在线圈中为B,线圈的匝数为n,磁体宽度与线圈宽度相同,且都很小,为,线圈总电阻为R(包括引线电阻),你能否根据记录仪显示的电流I,求出列车所经过位置的速度。
参考答案:(1)当列车运行时,通过线圈的磁通了会发生变化。 (2)列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快。 (3)能。。
本题解析:(1)当列车运行时,通过线圈的磁通了会发生变化。 (2)列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快。 (3)能。 根据法拉策电磁感应定律,当列车经过记录仪所在位置时,小线圈中所产生的感应电动势,则。
本题难度:简单
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