1、(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题1.如右图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框,ab边的质量为m,电阻为R,其他三边的质量和电阻均不计cd边上装有固定的水平轴,将金属框自水平位置由静止释放,第一次转到竖直位置时,ab边的速度为v,不计一切摩擦,重力加速度为g,则在这个过程中,下列说法正确的是()A通过ab边的电流方向为abBab边经过最低点时的速度vCa、b两点间的电压逐渐变大D金属框中产生的焦耳热为mgLmv2解析:本题考查电磁感应ab边向下摆动过程中,磁通量逐渐减小,根据楞次定律及右手定则可知感应电流方向为ba,选
2、项A错误;ab边由水平位置到达最低点过程中,机械能不守恒,所以选项B错误;金属框摆动过程中,ab边同时受安培力作用,故当重力与安培力沿其摆动方向分力的合力为零时,a、b两点间电压最大,选项C错误;根据能量转化和守恒定律可知,金属框中产生的焦耳热应等于此过程中机械能的损失,故选项D正确答案:D2.一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30角,两导轨上端用一电阻R相连,如右图所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v,()A向上滑行的时间大于向下滑行的时间B在向上滑行时电阻R上产
3、生的热量小于向下滑行时电阻R上产生的热量C向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等D金属杆从开始上滑至返回出发点,电阻R上产生的热量为m(vv2)解析:导体杆沿斜面向上运动时安培力沿斜面向下,沿斜面向下运动时安培力沿斜面向上,所以上升过程的加速度大于下滑过程的加速度,因此向上滑行的时间小于向下滑行的时间,A错;向上滑行过程的平均速度大,感应电流大,安培力做的功多,R上产生的热量多,B错;由q知C对;由能量守恒定律知回路中产生的总热量为m(vv2),D错; 本题中等难度答案:C3.矩形线圈abcd,长ab20 cm,宽bc10 cm,匝数n200,线圈回路总电阻R5 .整个线圈平面内均有垂直
4、于线圈平面的匀强磁场穿过若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如右图所示,则()A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为0.2 AC当t0.3 s时,线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J解析:由EnnS可知,由于线圈中磁感应强度的变化率 T/s0.5 T/s为常数,则回路中感应电动势为En2 V,且恒定不变,故选项A错误;回路中感应电流的大小为I0.4 A,选项B错误;当t0.3 s时,磁感应强度B0.2 T,则安培力为FnBIl2000.20.40.2 N3.2 N,故选项C错误;1 min内线圈回路产生的焦耳
5、热为QI2Rt0.42560 J48 J选项D正确答案:D4(2010扬州模拟)如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹角60斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0t时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()解析:由楞次定律可判定回路中的电流始终为ba方向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故A、B错;由F安BIL可得F
6、安随B的变化而变化,在0t0时间内,F安方向向右,故外力F与F安等值反向,方向向左为负值;在t0t时间内,F安方向改变,故外力F方向也改变为正值,综上所述,D项正确答案:D5.如右图所示,光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A点在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值为R,其余电阻不计,则()A该过程中导体棒做匀减速运动B该过程中接触电阻产生的热量为mvC开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为D当导体棒
7、的速度为v0时,回路中感应电流大小为初始时的一半解析:产生的感应电动势为EBlv,电流为IBlv/R,安培力为FBIlB2l2v/R,l、v都在减小,根据牛顿第二定律知,加速度也在减小,故A错;该过程中,动能全部转化为接触电阻产生的热量为mv;B错;该过程中,通过的总电荷量为QBS/R,整理后得开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的S,C对;由产生的感应电动势为EBlv和电流为IBlv/R,可知D错答案:C6.如右图所示,两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2 m,其电阻不计,处于水平向里的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度为0.5 T,导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ,质量均为0.01 kg.现用
8、竖直向上的力拉ab棒,使之匀速向上运动,此时cd棒恰好静止,已知棒与导轨始终接触良好,导轨足够长,g取10 m/s2,则()Aab棒向上运动的速度为1 m/sBab棒受到的拉力大小为0.2 NC在2 s时间内,拉力做功为0.4 JD在2 s时间内,ab棒上产生的焦耳热为0.4 J解析:cd棒受到的安培力等于它的重力,BLmg,v2 m/s,A错误ab棒受到向下的重力G和向下的安培力F,则ab棒受到的拉力FTFG2mg0.2 N,B正确在2 s内拉力做的功,WFTvt0.222 J0.8 J,C不正确在2 s内ab棒上产生的热量QI2Rt2Rt0.2 J,D不正确答案:B7.如右图所示,在光滑水
9、平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大一个边长为a,质量为m,电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向,以速度v从图示位置向右运动,当线框中心线AB运动到与PQ重合时,线框的速度为,则()A此时线框中的电功率为4B2a2v2/RB此时线框的加速度为4B2a2v/(mR)C此过程通过线框截面的电荷量为Ba2/RD此过程回路产生的电能为0.75mv2解析:线框左右两边都切割磁感线则E总2Ba,P,A错误;线框中电流I,两边受安培力F合2BIa,故加速度a,B错误;由,.qt得q.从B点到Q点Ba2,故C正确;而回路中产生的电能Emv
10、2m2mv2,故D错误答案:C二、非选择题8(2010江苏单科)如右图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻求:(1)磁感应强度的大小B;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;(3)流经电流表电流的最大值Im.解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动BILmg解得B.(2)感应电动势EBLv感应电流I由式解得v.(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度
11、最大,设为vm机械能守恒mvmgh感应电动势的最大值EmBLvm感应电流的最大值Im解得Im.答案:(1)B(2)v(3)Im9.如右图所示,两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连,弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒,金属棒始终处于宽度为d的垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中开始时弹簧处于原长金属棒从静止释放,其下降高度为h时达到了最大速度已知弹簧始终在弹性限度内,且当弹簧的形变量为x时,它的弹性势能为kx2,不计空气阻力和其他电阻,求:(1)金属棒的最大速度是多少?(2)这一过程中R消耗的电能是多少?
12、解析:(1)当金属棒有最大速度时,加速度为零,金属棒受向上的弹力、安培力和向下的重力作用,有2khBIdmgIvmax.(2)根据能量关系得mgh2mvE电又有R、r共同消耗了总电能,ERErE电整理得R消耗的电能为ERE电mghkh2答案:(1)(2)mghkh210如图所示,在距离水平地面h0.8 m的虚线的上方,有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场正方形线框abcd的边长l0.2 m,质量m0.1 kg,电阻R0.08 .一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连线框,另一端连一质量M0.2 kg的物体A.开始时线框的cd在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置由静止释放物体A,一段
13、时间后线框进入磁场运动,已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地,同时将轻绳剪断,线框继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面内,g取10 m/s2.求:(1)匀强磁场的磁感应强度B.(2)线框从开始运动到最高点,用了多长时间?(3)线框落地时的速度多大?解析:(1)设线框到达磁场边界时速度大小为v,由机械能守恒定律可得:Mg(hl)mg(hl)(Mm)v2代入数据解得:v2 m/s线框的ab边刚进入磁场时,感应电流:I线框恰好做匀速运动,有:MgmgIBl代入数据解得:B1 T(2)设线框进入磁场之前运动时间为t1,有:hlvt1代入数据解得:t10.6 s线框进入磁场过程做匀速运动,所用时间:t20.1 s此后轻绳拉力消失,线框做竖直上抛运动,到最高点时所用时间:t30.2 s线框从开始运动到最高点,所用时间:tt1t2t30.9 s(3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变,线框所受安培力大小也不变,即IBl(Mm)gmg因此,线框穿过磁场过程还是做匀速运动,离开磁场后做竖直下抛运动由机械能守恒定律可得:mvmv2mg(hl)代入数据解得线框落地时的速度:v14 m/s.答案:(1)1 T(2)0.9 s(3)4 m/s高考资源网w。w-w*k&s%5¥u