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1、最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库考点 27电磁感应中的动力学和能量问题两年高考真题演练1(2015福建理综，18)如图，由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的矩形线框 定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场 B 中。一接入电路电阻为 R 的导体棒 水平拉力作用下沿 速度 v 匀速滑动，滑动过程 终与 直，且与线框接触良好，不计摩擦。在 靠近 向 动的过程中()A 电流先增大后减小B 端电压先减小后增大C 拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大2(2014广东理综，15)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑料管 Q 竖直放置，小磁块先后在
2、两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A在 P 和 Q 中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在 P 中的下落时间比在 Q 中的长D落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大3(2014安徽理综，20)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为 r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为 q 的小球。已知磁感应强度 B 随时间均匀增加，其变化率为 k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A0 B. C2 D 2015江苏单科，13)做磁共振(查时，对人体施加的磁场发生变
3、化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径 r5.0 圈导线的截面积 A阻率 m。如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度 .3 s 内从 均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库(1)该圈肌肉组织的电阻 R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势 E；(3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量 Q。5(2015四川理综，11)如图所示，金属导轨 行且间距为L，所在平面与水平面夹角为 ， N、 Q 连线与 直， M、 P 间接有阻值为 R
4、的电阻；光滑直导轨 同一水平面内，与 夹角都为锐角 。均匀金属棒 量均为 m，长均为 L， 初始位置在水平导轨上与 合； 垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为 ( 较小)，由导轨上的小立柱 1 和 2 阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出)。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和 的电阻，的阻值为 R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为 g。(1)若磁感应强度大小为 B，给 一个垂直于 平向右的速度 水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止， 始终静止，求此过程 上产生的热量；(2)在(1)问过程中， 滑行距离为 d，求通过 某横截面的电
5、量；(3)若 以垂直于 速度 在 置时取走小立柱 1 和 2，且运动过程中 始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下运动的最大距离。6(2014浙江理综，24)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示。一个半径为 R0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为 R 的金属棒 A 端与导轨接触良好， O 端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为 r R/3 的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为 m0.5 铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度 B。 b 点通过电刷与 O 端相连。测量 a、 b
6、两点间的电势差 U 可算得铝块速度。铝块由静止释放，下落 h0.3 m 时，测得 U 。(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度 g10 m/s 2)最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库(1)测 U 时，与 a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。7(2014天津理综，11)如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 30的斜面上，导轨电阻不计，间距 L0.4 m。导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为 中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜
7、面向上，两磁场的磁感应强度大小均为 B。在区域中，将质量 .1 阻 的金属条 在导轨上， 好不下滑。然后，在区域中将质量.4 阻 的光滑导体棒 于导轨上，由静止开始下滑。 滑动过程中始终处于区域的磁场中， 终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s 2。问(1)滑的过程中， 的电流方向；(2)要向上滑动时， 速度 v 多大；(3)从 始下滑到 要向上滑动的过程中， 动的距离 x3.8 m，此过程中产生的热量 Q 是多少。考点 27电磁感应中的动力学和能量问题一年模拟试题精练1(2015辽宁阜新市摸底)最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库如图所示，光滑的“U”形
8、金属导体框架竖直放置，质量为 m 的金属棒 框架接触良好。磁感应强度分别为 均垂直于框架平面，分别处在 域。现从图示位置由静止释放金属棒 金属棒进入磁场 好做匀速运动。以下说法正确的有()A若 属棒进入 属棒进入 属棒进入 属棒进入 2015邯郸质检)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 L，底端接阻值为 R 的电阻。将质量为 m 的金属棒悬挂在一根上端固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻 R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()A释放瞬间金属棒的加速度大于重力加速度 属棒向下运动时，流过电阻 R 的电流
9、方向为 a 属棒的速度为 v 时，棒所受的安培力大小为 F终电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量3(2015德州市期末)(多选)如图所示，质量为 3m 的重物与一质量为 m 的导线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知导线框电阻为 R，横边边长为 L。有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，磁场上下边界的距离、导线框竖直边长均为 h。初始时刻，磁场的下边缘和导线框上边缘的高度差为 2h，将重物从静止开始释放，导线框加速进入磁场，穿出磁场前已经做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计，重力加速度为 g。则下列最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在
10、金锄头文库说法中正确的是()A导线框进入磁场时的速度为 2线框进入磁场后，若某一时刻的速度为 v，则加速度为 a g12 线框穿出磁场时的速度为线框通过磁场的过程中产生的热量 Q8 2015山西四校联考)如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 距为L，导轨平面与水平面的夹角 30，导轨电阻不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为 L 的金属棒 直于 置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 m、电阻为 R。两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻也为 R。现闭合开关 K，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为 F2 金属棒由静止开始运动，当金属棒达
11、到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。重力加速度为 g。(1)求金属棒能达到的最大速度 2)求灯泡的额定功率 3)若金属棒上滑距离为 s 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑 2s 的过程中，金属棒上产生的电热 考答案考点 27电磁感应中的动力学和能量问题两年高考真题演练1C设 侧电路的电阻为 右侧电路的电阻为 3R 以外电路的总电阻为 R 外 ，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以3R 误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得 的电流， I先减小后增大，故 A 错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即 F R 先减小后增大，所以 C 正确；外电
12、路的总电阻 R 外 ，最大值为 R，小于导体棒的电阻 R，又外电阻先增大后减小，由电源的3R R 34输出功率与外电阻的关系图象可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故 D 错误最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库2C小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在 P 中下落得慢，用时长，到达底端速度小，、B、D 错误。3D变化的磁场使回路中产生的感生电动势 E S k 感生电 t B 项 D 正确。4解析(1)由电阻定律 R ，代入数据解得2 10 3 (2)感应电动势 E 入数据解得 E410 2 t(3)由焦耳定律得 Q t，代入数据解得 Q810 8 1)610 3 (2)410 2 V(3)810 8 析(1)设 的初动能为 和电阻 R 在此过程产生的热量分别为 Q 和 Q Q 题有 12 21得 Q 14 21(2)设在题设过程中， 滑行时间为 t，扫过的导轨间的面积为 S，通过 S 的磁通量为 ， 产生的电动势为 E， 中的电流为 I，通过 某横截面的电量为 q，则 E I q 2 S d(L )最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库联立，解得 q 2L ）R(3)滑行距离为 x 时， 在导轨间的棒长为 L2 此时， 产生电动势 x 过 的
