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1、专题十电磁感觉综合问题（二）(限时:45分钟)【测控导航】考点题号(难易度)1.电磁感觉与电路问题结合2(中),3(中),10(中)2.电磁感觉中的力学识题7(中),9(中)3.电磁感觉中的能量问题5(中),6(中),8(中)4.电磁感觉与生产、科技的综合问题1(易),4(易)一、选择题(在每题给出的四个选项中,第15题只有一项切合题目要求,第68题有多项切合题目要求)1.(2020甘肃省庆阳市模拟)电磁炉热效率高达90%,炉面无明火,无烟无废气,电磁“火力”强劲,安全可靠.图示是描绘电磁炉工作原理的示意图,下列说法正确的选项是(B)A.当恒定电流通过线圈时,会产生恒定磁场,恒定磁场越强,电磁
2、炉加热效果越好B.电磁炉通电线圈加交变电流后,在锅底产生涡流,进而发热工作C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因是这些材料的导热性能较差D.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用解析:锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,所加的电流应是沟通,不是直流,故A错误,B正确;金属锅自己产生无数小涡流而直接加热,陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料,不会产生涡流,故C错误;在锅和电磁炉中间放一纸板,不能阻拦变化的磁场通过锅底,因而不会影响电磁炉的加热作用,故D错误.2.(2020贵阳市适应性检测)如下图,abcd是由同种材料且粗细均匀的电阻丝制成的矩形线框,线框水平固定且处于竖直向下的匀强
3、磁场中.导体棒MN有电阻,可在ad边和bc边上无摩擦滑动,且接触优秀.当MN棒在水平拉力作用下由靠近ab边处向靠近cd边匀速滑动的过程中,下列说法中正确的选项是(B)A.MN棒中的电流大小保持不变B.MN棒两头电压先增大后减小C.MN棒上拉力的功抢先增大后减小D.MN棒消耗的电功抢先增大后减小解析:MN导体棒由靠近ab边向cd边匀速滑动的过程中,产生的感觉电动势不变,外电路总电阻先增大后减小,干路电流先减小后增大,由欧姆定律剖析得悉MN两头的电压先增大后减小,故A错误,B正确;MN导体棒匀速运动,MN上外力的功率等于回路的电功率,而回路的总电阻R先增大后减小,由P=知,MN上外力的功抢先减小后
4、增大,故C错误;MN导体棒有电阻,由P=I2R知,MN消耗的功抢先减小后增大,故D错误.3.(2020安徽理综)如下图,abcd为水平放置的平行“”形圆滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感觉强度大小为B,导轨电阻不计.已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触优秀).则(B)A. 电路中感觉电动势的大小为B. 电路中感觉电流的大小为C.金属杆所受安培力的大小为D.金属杆的热功率为解析:金属杆MN切割磁感线的有效长度为l,产生的感觉电动势E=Blv,A错误;金属杆MN的有效电阻R=,故回路中
5、的感觉电流I=,B正确;金属杆受到的安培力F=,C错误;金属杆的热功率P=I2R=,D错误.4. 如图是佛山市顺德区首届中学生创意物理实验设计展评活动中某学生设计并获得一等奖的作品小熊荡秋千.两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C,D固定在铁架台上,C,D的两头用柔软的细导线吊了两个铜线圈P,Q(Q上粘有一张小熊的图片,图中未画出),并组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置,当用手左右摇动线圈P时,线圈Q也会随着摇动,忧如小熊在荡秋千.对于此作品,以下说法正确的选项是(B)A.P向右摇动的过程中,P中的电流方向为逆时针方向(从右向左看)B.P向右摇动的过程中,Q也会向右摇动C.P向右摇动的过
6、程中,Q会向左摇动D.若用手左右摇动Q,P会始终保持静止解析:P向右摇动的过程中,穿过P的磁通量减小,根据楞次定律,P中有顺时针方向的电流(从右向左看),应选项A错误;P向右摇动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向,则Q下端的电流方向向外,根据左手定则知,下端所受的安培力向右,则Q向右摇动,选项B正确,C错误.同理,用手左右摇动Q,P会左右摇动,应选项D错误.5.(2020山东省枣庄市薛城区一模)如下图,abcd为一矩形金属线框,其中ab=cd=L,ab边接有定值电阻R,cd边的质量为m,其他部分的电阻和质量均不计,整个装置用两杜绝缘轻弹簧悬挂起来.线框下方处在磁感觉强度大小为B的匀强磁场中,
7、磁场方向垂直于纸面向里.初始时刻,两弹簧处于自然长度,给线框一竖直向下的初速度v0,当cd边第一次运动至最下端的过程中,R产生的电热为Q,此过程cd边始终未走开磁场,已知重力加速度大小为g,弹簧的弹性势能与弹簧伸长量x的关系Ep=kx2.下列说法中正确的选项是(C)A. 线框中产生的最大感觉电流大于B.初始时刻cd边所受安培力的大小为-mgC.cd边第一次抵达最下端的时刻,两根弹簧具有的弹性势能总量大于m-QD.在cd边往复运动过程中,R产生的电热最多为m解析:cd棒开始运动后,对cd棒受力mg-2kx=ma,可知导体棒先做加速度减小的加速运动,v0不是速度的最大值,故A错误;初始时刻时,棒的
8、速度为v0,由E=BLv=BLv0,得I=,则F=BIL=,故B错误;cd边第一次抵达最下端的时刻,由能量守恒定律可知,导体棒的动能和减少的重力势能转变为焦耳热及弹簧的弹性势能,即mgh+m=Ep+Q,所以Ep-mgh=m-Q,故弹簧弹性势能大于m-Q,故C正确;在cd边往复运动过程中,可知最后棒静止在初始位置的下方,设弹簧的劲度系数为k,由mg=2kx得x=,由能量守恒定律可知,导体棒的动能和减少的重力势能转变为焦耳热及弹簧的弹性势能,弹性势能Ep=2kx2=,减少的重力势能为mgh=,而减少的重力势能大于弹性势能,根据mgh+m=Ep+Q,可知电热应大于m,故D错误.教师备用:(2020上
9、海模拟)绝缘细线吊着一质量为m的矩形线圈,线圈有一部分处在图(甲)所示的以虚线框为边界的水平匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,磁感觉强度B随时间t变化如图(乙)所示,若线圈始终保持静止,那么,细线的拉力F随时间t变化的图像可能是(C)解析:在0t0内,磁感觉强度垂直纸面向里且均匀增大,由楞次定律可得线圈中感觉电流是逆时针,根据左手定则知线圈下边框所受安培力的方向向上,根据法拉第电磁感觉定律得线圈感觉电流不变.线框受重力、拉力和安培力,根据平衡条件得:细线的拉力F=mg-F安=mg-BIL,由于磁感觉强度B随时间均匀增大,所以下边框所受安培力均匀增大,则细线的拉力F随时间均匀减小.在t02t0
10、内,磁场不变,则没有感觉电流,细线的拉力F=mg.而在2t03t0内,同理可知感觉电流方向为正,磁感觉强度B随时间均匀减小,线圈中感觉电流方向是顺时针,下边框所受安培力的方向向下,所以细线的拉力F=mg+F安,由于磁感觉强度B随时间均匀减小,所以下边框所受安培力由2t0时的最大而均匀减小,则细线的拉力F随时间均匀减小.6.(2020兰州诊疗)如下图,在垂直纸面向里的磁感觉强度为B的有界矩形匀强磁场地区内,有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd,线框平面垂直于磁感线.线框以恒定的速度v沿垂直磁场边界向左运动,运动中线框dc边始终与磁场右边界平行,线框边长ad=L,cd=2L,线框导线的总电阻
11、为R,则线框走开磁场的过程中,下列说法正确的选项是(AB)A.线框走开磁场的过程中,流过线框截面的电荷量为B.线框走开磁场的过程中,产生的热量为C.线框走开磁场的过程中,cd两点间的电势差D.线框从图示位置至完全走开磁场的过程中,回路中始终有顺时针方向的感觉电流解析:线框走开磁场的过程中,磁通量的变化量2则流过线框截=BL2L=2BL,面的电荷量q=,产生的电动势为E=B2Lv=2BLv,线框产生的热量Q=,线框中电流I=,cd两点间电势差U=E-IR=2BLv-BLv=BLv,线框走开磁场过程中,其磁通量减少,由楞次定律判断可知,回路中有顺时针方向的电流,应选项A,B正确.7.(2020山西
12、省大同市高考前检测)如图,竖直平面(纸面)两水平线间存在宽度为d的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.一质量为m、边长也为d的正方形线圈从磁场上方某处自由落下,t1时刻线圈的下边进入磁场,t2时刻线圈的上边进入磁场,t3时刻线圈上边走开磁场.已知线圈平面在下落过程中始终与磁场方向垂直,且线圈上、下边始终与磁场边界平行,不计空气阻力,则线圈下落过程中的vt图像可能正确的选项是(AB)解析:0t1时间内,线圈做自由落体运动,根据速度公式得v=gt,则0t1时间内线圈做匀加速运动;t3以后,线圈走开磁场,再做匀加速运动;t1t3时间内,线圈在磁场中运动,产生感觉电流,线圈受安培力和重力作用,开始进入时,
13、如果mg,由牛顿第二定律得-mg=ma,加速度方向向上,速度向下,线圈做减速运动,随着速度的减小,加速度减小,加速度减小到零时,速度达到最小,故B正确;开始进入时,如果mg,由牛顿第二定律得mg-=ma,加速度方向向下,速度向下,线圈做加速运动,随着速度的增大,加速度减小,加速度减小到零时,速度达到最大,保持匀速,直至出磁场后做匀加速运动,故C,D错误;开始进入时,如果=mg,线圈做匀速运动,直至出磁场后做匀加速运动,故A正确.教师备用:(2020沧州市质量检测)如下图,倾斜放置的圆滑平行导轨处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感觉强度为B,导轨上端接有电容为C的电容器,下端接有定值电阻R,导轨平面的倾角为,导轨的电阻不计,导轨间距为L.质量为m的直导体棒放在导轨上,导体棒的电阻为r,现由静止释
