2020年高考回歸復習-電學選擇之線框進出磁場過程的能量問題 包含答案

高考回歸復習—電學選擇之線框進出磁場的能量問題?如圖所示，在傾角°=30。的光滑絕緣斜面上存在一有界勻強磁場，磁感應強度B=1T,磁場方向垂直斜面向上，磁場上下邊界均與斜面底邊平行，磁場邊界間距為L=0.5m。斜面上有一邊長也為L的正方形金屬線框abed，其質量為m=0.1kg，電阻為R二0.50。第一次讓線框cd邊與磁場上邊界重合，無初速釋放后，ab邊剛進入磁場時，線框以速率V］作勻速運動。第二次把線框從cd邊離磁場上邊界距離為d處釋放,cd邊剛進磁場時，線框以速率v2作勻速運動。兩種情形下，線框進入磁場過程中通過線框的電量分別為qpq2,線框通過磁場的時間分別“、t2，線框通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q］、Q2.已知重力加速度g=10m/s2，則（）A.V1=v2=1m/s，d=0.05mB.獷嚇°?5C，d=°1mC.Q:Q二9:10D.t:t二6:51212.如圖所示，同一豎直面內(nèi)的正方形導線框a、b的邊長均為L，電阻均為R，質量分別為2m和m。它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬度為2L、磁感應強度大小為b、方向垂直豎直面的勻強磁場區(qū)域。開始時，線框b的上邊與勻強磁場的下邊界重合，線框a的下邊到勻強磁場的上邊界的距離為L?，F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當線框b全部進入磁場時，a、b兩個線框開始做勻速運動。不計摩擦和空氣阻力，重力加速度為&,則（不計摩擦和空氣阻力，重力加速度為&,則（）a.。宀兩個線框勻速運動時的速度大小為黑3B2L3B.線框a從下邊進入磁場到上邊離開磁場所用時間為mgRC.從開始運動到線框a全部進入磁場的過程中，線框a所產(chǎn)生的焦耳熱為mgLD.從開始運動到線框a全部進入磁場的過程中，兩線框共克服安培力做功為2mgL.半徑為r、質量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)用一根長為L的絕緣輕細桿懸掛于01點，桿所在直線過圓環(huán)圓心，在01點的正下方有一半徑為L+2r的圓形勻強磁場區(qū)域，其圓心O2與01點在同一豎直線上，01點在圓形磁場區(qū)域邊界上，磁感應強度為B,如圖所示.現(xiàn)使絕緣輕細桿從水平位置由靜止釋放，下擺過程中金屬圓環(huán)所在平面始終與磁場垂直，已知重力加速度為g,不計空氣阻力及摩擦阻力，則()A.圓環(huán)最終會靜止在O］點的正下方兀Br2圓環(huán)第一次進入磁場的過程通過圓環(huán)的電荷量大小為仝佇R1C.圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為-mg(L+r)21D.圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為一mg(L+2r)2?如圖所示，I、II兩條虛線之間存在勻強磁場，磁場方向與豎直紙面垂直。一個質量為m、邊長為L的正方形導體框，在此平面內(nèi)沿豎直方向運動，t=0時刻導體框的上半部分恰好進入磁場，速度為v0。經(jīng)歷一段時間后，當導體框上半部分恰好出磁場時，速度為零。此后導體框下落，再經(jīng)歷一段時間到達初始位置。則導體框()r_士］【磁場區(qū)域i

JUonI在上升過程中的加速度一直大于g在上升過程中的時間比下落過程中的少在上升過程中安培力做的功比下落過程中的多在上升過程中電阻消耗的電能比下落過程中的大如圖甲所示，在光滑絕緣水平面內(nèi)，兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與水平面垂直。邊長為l的正方形單匝金屬線框abed位于水平面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行。t=0時刻線框在水平外力F的

作用下由靜止開始做勻加速直線運動，回路中的感應電流大小與時間的關系如圖乙所示，下列說法正確的是（）0dIi水平外力為恒力8l勻強磁場的寬度為事3C.從開始運動到ab離開磁場的時間為2j15t°D.線框穿出磁場過程中外力F做的功大于線框中產(chǎn)生的熱量某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力。其推進原理可以簡化為如圖所示的模型：PQ和MN是固定在水平地面上的兩根足夠長的平直導軌，導軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強磁場B］和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實驗車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場間隔相等。當磁場B］和B2同時以速度v沿導軌向右勻速運動時。金屬框受到磁場力，并帶動實驗車沿導軌運動，已知金屬框垂直導軌的ab邊的邊長L、金屬框總電阻R,列車與線框的總質量m，B廣B2=B，懸浮狀態(tài)下，實驗車運動時受到的阻力恒為其對地速度的K倍。則下列說法正確的是（）QaB?AiA：A.QaB?AiA：A.列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直不變B.列車在運動過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流為晉C.C.列車最后能達到的最大速度為vm4B2LvKR+4B2L2D.列車要維持最大速度運動，它每秒鐘消耗的磁場能為4B也（V一Vm）27．如圖，正方形金屬線框自某一高度在空氣中豎直下落（空氣阻力不計），然后進入并完全穿過與正方形等寬的勻強磁場區(qū)域，進入時線框動能為Ek1,穿出時線框動能為Ek2。從剛進入到剛穿出磁場這一過程,線框產(chǎn)生的焦耳熱為Q,克服安培力做的功為％,重力做的功為W2,線框重力勢能的減少量為AEp,則下列關系正確的是（）A．Q=W1B．Q=W2-W1C?C?Q=AE+Ek1-Ek2pk1k2D-W2=W1+（Ek2一Ek1）8.如圖甲所示，正方形金屬線圈abed位于豎直平面內(nèi)，其質量為m,電阻為R.在線圈的下方有一勻強磁場，MN和M'N是磁場的水平邊界，并與be邊平行，磁場方向垂直于紙面向里.現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開始下落，圖乙是線圈由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的v-t圖象,圖中字母均為已知量.重力加速度為g，不計空氣阻力.下列說法正確的是（）A?A?金屬線框剛進入磁場時感應電流方向為aidfc—b—aB.金屬線框的邊長為vi（t2一t1）C?磁場的磁感應強度為v（t-1）7v1D?金屬線框在0?t4時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為2mgv（t-1）+m（v2-v2）41212239.如圖甲所示，由一根導線繞成的矩形線圈的匝數(shù)n=10匝，質量m=0.04kg、高h=0.05m、總電阻R=0.5Q豎直固定在質量為M=0.06kg的小車上，小車與線圈的水平長度l相同。線圈和小車一起沿光滑水平面運動，并以初速度v0=2m/s進入垂直紙面向里的有界勻強磁場，磁感應強度B=1.0T,運動過程中線圈平面和磁場方向始終垂直。若小車從剛進磁場位置1運動到剛出磁場位置2的過程中速度v隨車的位移x變化的圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知（）

位總1位劭位亙位總1位劭位亙3乙A.小車的水平長度l=10cmB.小車的位移x=15cm時線圈中的電流I=1.5AC.小車運動到位置3時的速度為1.0m/sD.小車由位置2運動到位置3的過程中，線圈產(chǎn)生的熱量Q=0.0875J10.某實驗小組制作一個金屬安檢儀原理可簡化為圖示模型.正方形金屬線圈abed平放在粗糙水平傳送帶上，被電動機帶動一起以速度v勻速運動，線圈邊長為L電阻為R,質量為m,有一邊界寬度也為L的矩形磁場垂直于傳送帶，磁感應強度為B且邊界與線圈bc邊平行?已知線圈穿過磁場區(qū)域的過程中速度不變，下列說法中正確的是（）線圈進入磁場時回路中感應電流的方向與穿出時相反線圈進入磁場時所受靜摩擦力的方向與穿出時相反C.線進入磁場區(qū)域的過程中通過導線某一橫截面的電荷量為BL2RD.線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中電動機多消耗的電功率為2B也V2R11.如圖所示，在光滑的水平面上方有兩個磁感應強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場區(qū)域，磁場寬度均為L。一個邊長為L、電阻為R的單匝正方形金屬線框，在水平外力作用下沿垂直磁場方向運動，從如圖實線位置I進入磁場開始到線框運動到分別有一半面積在兩個磁場中的位置II時，線框的速度始終為v,則下列說法正確的是（）RBLvB.在位置II時線框中的總電流為BLVRC.此過程中回路產(chǎn)生的電能為2B2L3VRD.此過程中通過導線橫截面的電荷量為012?如圖所示，在豎直紙面內(nèi)有四條間距均為L的水平虛線氣、厶2、厶3、厶4，在SL2之間與L3，L4之間存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場?，F(xiàn)有一矩形線圈abed，長邊ad=3L，寬邊cd=L,質量為m,電阻為R,將其從圖示位置（cd邊與L1重合）由靜止釋放，ed邊經(jīng)過磁場邊界線L3時恰好開始做勻速直線運動，整個運動過程中線圈始終處于同一豎直面內(nèi)，cd邊始終水平，已知重力加速度g=10皿人2,則（）MlhXX.XXA.ab邊經(jīng)過磁場邊界線L1后線圈要做一段減速運動B.ab邊經(jīng)過磁場邊界線L3后線圈要做一段減速運動2B2L3C.cd邊經(jīng)過磁場邊界線L2和L4的時間間隔大于一24mgRD.從線圈開始運動到cd邊經(jīng)過磁場邊界線L過程中，線圈產(chǎn)生的熱量為2mgL—“唧"42B4L413.如圖所示，空間中存在一勻強磁場區(qū)域，勻強磁場的磁感應強度大小為B磁場方向與豎直面垂直，磁場的上、下邊界均為水平面且間距為L，紙面（豎直平面）內(nèi)磁場上邊界的上方有一質量為m、電阻為DD.線框通過磁場上邊界所用時間為0.3sR的正方形導線框abed，其邊長為L上下兩邊均與磁場邊界平行。將線框以初速度v0水平拋出，線框恰能勻速進入磁場，重力加速度為g，不計空氣阻力，則（）□A□A.線框拋出時ab邊距離磁場上邊界的高度為m2gR22B4L4B.線框進入磁場的過程中通過線框某橫截面的電荷量BL22R2B2L3vC.線框通過磁場的過程中水平位移為omgRD.線框通過磁場的過程中cd邊產(chǎn)生的熱量為2mgL.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一上下邊界均水平，垂直線框所在平面的勻強磁場，磁感應強度B=2.5T。正方形單匝金屬線框在磁場上方h=0.45m處，質量為0.1kg，邊長為0.4m,總阻值為1Q?，F(xiàn)將線框由靜止釋放，下落過程中線框ab邊始終與磁場邊界平行，ab邊剛好進入磁場和剛好離開磁場時的速度均為2m/s,不計空氣阻力，重力加速度取10m/s2則（）TOC\o"1-5"\h\z玄匕d1n*比嗟豎XX址址豎xX-XXXX舞舞科XX：XXXKXXXA.cd邊剛進入磁場時克服安培力做功的功率為9WB.勻強磁場區(qū)域的高度為0.65mC.穿過磁場的過程中線框電阻產(chǎn)生的焦耳熱為0.65JCC.線框中產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)?如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L］、L2、L3、L4，在L1L2之間、L3L4之間存在勻強磁場，大小均為IT,方向垂直于虛線所在平面.現(xiàn)有一矩形線圈abed，寬度cd=L=0.5m,質量為0.1kg,電阻為2Q將其從圖示位置由靜止釋放(cd邊與L1重合)，速度隨時間的變化關系如圖乙所示，t1時刻cd邊與L2重合，t2時刻ab邊與L3重合，t3時刻ab邊與L4重合，已知“?t2的時間間隔為0.6s,整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向.(重力加速度g取10m/s2)則()甲iA?在0?［時間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25CB.線圈勻速運動的速度大小為8m/sC.線圈的長度為1mD?0?1時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J?如圖所示，相距為d的兩水平虛線L1和L2分別是水平向里的勻強磁場的上下兩個邊界，磁場的磁感應強度為B正方形線框abed邊長為L(L<d)，質量為m,將線框在磁場上方高h處由靜止釋放。如果ab邊進入磁場時的速度為v0，cd邊剛穿出磁場時的速度也為v0，則從ab邊剛進入磁場到cd邊剛穿出磁場的整個過程中()A.線框中一直有感應電流B.線框中有一階段的加速度為重力加速度gD.線框有一階段做減速運動DD.線框從1位置進入磁場到完全離開磁場位置3過程中，線框中產(chǎn)生的電熱為2Fb.如圖所示，在光滑的水平面上方，有兩個磁感應強度大小均為B方向相反的水平勻強磁場，PQ為兩個磁場的理想邊界，磁場范圍足夠大。一個邊長為a、質量為m、電阻為R的單匝正方形金屬線框，以速度v垂直磁場方向從如圖實線位置I開始向右運動，當線框運動到分別有一半面積在兩個磁場中的位置II時，線框的速度為0。則下列說法正確的是（）A.在位置II時線框中的電功率為B2a2V2RB.此過程線框的加速度最大值為4B竺mRC.此過程中回路產(chǎn)生的電能為-mv22D.此過程中通過導線橫截面的電荷量為Ba2R.如圖a所示在光滑水平面上用恒力F拉質量m的單匝均勻正方形銅線框，邊長為a,在1位置以速度XXz:sXXz:sX口匚XX；v0進入磁感應強度為B的勻強磁場并開始計時t=0,若磁場的寬度為b（b>3a），在3t0時刻線框到達2位置速度又為v0并開始離開勻強磁場?此過程中v-t圖象如圖b所示，則（）A.t=0時，線框右側邊MN的兩端電壓為Bav0B.在to時刻線框的速度為Vo=C.線框完全離開磁場的瞬間位置3速度一定比to時刻線框的速度大.如下圖甲所示，一邊長L=0.5m,質量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置處在方向豎直向下、磁感應強度B=0.8T的勻強磁場中.金屬線框的一個邊與磁場的邊界MN重合,

在水平拉力作用下由靜止開始向右運動，經(jīng)過t=0.5s線框被拉出磁場.測得金屬線框中的電流I隨時間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出磁場的過程中．下列說法正確的是（）ai0.2o.rt04a.5乙甲Aai0.2o.rt04a.5乙甲A.通過線框導線截面的電量0.5CB.該金屬框的電阻0.80QC.水平力F隨時間t變化的表達式F=2+0.4t（單位為,N”）D.若把線框拉出磁場水平拉力做功1.10J,則該過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為0.1J.如圖，光滑斜面的傾角為。，斜面上放置一矩形導體線框abcd,ab邊的邊長為I，be邊的邊長為12，線框的質量為m，電阻為R，線框通過絕緣細線繞過光滑的滑輪與重物相連，重物質量為M，斜面上ef線（ef平行