福建省三明市第一中學(xué)高二下學(xué)期物理期末復(fù)習(xí)檢測（三）交電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精三明一中《電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題》期末檢測（三）高二物理一、選擇題（本大題共11小題，在每小題給出的四個選項中，1～7題只有一項符合題目要求;8～11題有多項符合題目要求.）1．如圖所示,MN、PQ是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌,置于磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強磁場中,M、P間接有一阻值為R的電阻。一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動，不計導(dǎo)軌電阻,則：（)A.通過電阻R的電流方向為P→R→MB．a(chǎn)、b兩點間的電壓為BLvC．a(chǎn)端電勢比b端電勢高D．外力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱2．如圖,MNPQ是一個足夠長的處于豎直平面內(nèi)固定的金屬框架，框架的寬度為L，電阻忽略不計。ab是一根質(zhì)量為m,電阻為R的導(dǎo)體棒，能緊貼框架無摩擦下滑,整個框架處于垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.導(dǎo)體棒ab由靜止開始下落至達到最大速度所用時間為t,下落高度為h。g為重力加速度。則導(dǎo)體棒ab在下落過程中，下列說法不正確的是：（）A．最大加速度為gB．最大速度小于2h/tC．瞬時熱功率可能大于D．由靜止開始下落至達到最大速度所用時間t大于3．如圖所示,在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域中,有一個均勻?qū)Ь€制成的單匝直角三角形線框,現(xiàn)用外力使線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動，運動中線框的AB邊始終與磁場右邊界平行．已知AB=BC=l,線框?qū)Ь€的總電阻為R，則線框離開磁場的過程中：（）A．線框A、B兩點間的電壓不變B．

線框的熱功率與時間成正比C．

線框所受外力的最大值為D．

通過線框截面的電荷量為

4．如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊進入磁場時的一半,磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為:()A．2mgL B．2mgL＋mgHC．2mgL＋eq\f（3,4）mgH D．2mgL＋eq\f（1,4）mgH5．如圖所示,質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻為r，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好,PQbc構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間光滑,棒左側(cè)有兩個固定于水平面的光滑立柱，導(dǎo)軌bc段電阻為R，長為L，其他部分電阻不計。以ef為界，其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強磁場水平向右，磁感應(yīng)強度大小均為B.在t＝0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。則：（）A.F與t成反比B。F與t2成正比C.當(dāng)t達到一定值時，QP剛好對軌道無壓力D。若F＝0，PQbc靜止，ef左側(cè)磁場均勻減小，當(dāng)eq\f（ΔB,Δt）達到一定值時,QP剛好對軌道無壓力6．如圖所示,為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計.已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長度的電阻為，保持金屬桿以速度沿平行于的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好），則:(）A、電路中感應(yīng)電動勢的大小為B、電路中感應(yīng)電流的大小為C、金屬桿所受安培力的大小為D、金屬桿的熱功率為7．在圖甲、乙、丙三圖中，除導(dǎo)體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電．設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計．圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面(即紙面）向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌足夠長．今給導(dǎo)體棒ab一個向右的初速度，在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒動的最終運動狀態(tài)是：（)A．三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均做勻速運動B．甲、丙中，ab棒最終將以不同的速度做勻速運動:乙中ab棒最終靜止C．甲、丙中，ab棒最終將以相同的速度做勻速運動：乙中ab棒最終靜止D．三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均靜止8．如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B,正方形線圈abcd邊長為L(L<d)，質(zhì)量為m，電阻為R，將線圈在磁場上方高h(yuǎn)處靜止釋放，cd邊剛進入磁場時速度為v0，cd邊剛離開磁場時速度也為v0,則下列說法正確的是:（）A．線圈進入磁場的過程中，感應(yīng)電流為順時針方向B．線圈進入磁場的過程中，可能做加速運動C．線圈穿越磁場的過程中，線圈的最小速度可能為D．線圈從ab邊進入磁場到ab邊離開磁場的過程，感應(yīng)電流做的功為mgd§科§網(wǎng)]9．如圖所示，勻強磁場方向垂直于線圈平面，先后兩次將線圈從同一位置勻速地拉出有界磁場，第一次拉出時的速度為v，第二次拉出時的速度為2v,這兩次拉出線圈的過程中,下列說法正確的是：(）A、線圈中的感應(yīng)電流之比為1：2B、線圈中產(chǎn)生的電熱之比為1：2C、施力的方向與速度方向相同，外力的功率之比為1：2D、流過線圈任一截面的電荷量之比為1:110．如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab，導(dǎo)軌的一端連接電阻R，其它電阻均不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止開始向右運動，則下列說法正確的是：（）A．隨著ab運動速度的增大,其加速度在減小B．外力F對ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C．當(dāng)ab做勻速運動時，外力F做功的功率等于電路中的電功率D．a(chǎn)b克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能11．在傾角為θ足夠長的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場,磁場方向一個垂直斜面向上，另一個垂直斜面向下，寬度均為L，如圖所示．一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形線框在t＝0時刻以速度v0進入磁場，恰好做勻速直線運動，若經(jīng)過時間t0，線框ab邊到達gg′與ff′中間位置時,線框又恰好做勻速運動，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)ab邊剛越過ff′時，線框加速度的大小為gsinθB．t0時刻線框勻速運動的速度為eq\f（v0,4）C．t0時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(3,2）mgLsinθ＋eq\f(15,32)mveq\o\al(2，0)D．離開磁場的過程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本€運動二、非選擇題。12．（10分）均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd，每邊長為L，總電阻為R，總質(zhì)量為m，將其置于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場上方h處，如圖所示，線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行，當(dāng)cd邊剛進入磁場時，求：（1)cd兩點間的電勢差大小,c、d兩點哪點的電勢較高（2）若此時線框計數(shù)點恰好為零,求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件13．（10分）如圖所示，兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，一端接有阻值為R的電阻，處于方向豎直向下的勻強磁場中.在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量為m的金屬直桿,金屬桿的電阻為r，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計.金屬桿在垂直于桿的水平恒力F作用下向右勻速運動時,電阻R上的消耗的電功率為P，從某一時刻開始撤去水平恒力F.求撤去水平力后：(1）當(dāng)電阻R上消耗的功率為時，金屬桿的加速度大小和方向。（2）求撤去F后直至金屬桿靜止的整個過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。14．(15分)如圖，正方形單匝均勻線框abcd，邊長L=0.4m，每邊電阻相等，總電阻R=0。5Ω。一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細(xì)線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪,一端連接正方形線框，另一端連接絕緣物體P，物體P放在一個光滑的足夠長的固定斜面上,斜面傾角θ=30°，斜面上方的細(xì)線與斜面平行。在正方形線框正下方有一有界的勻強磁場，上邊界I和下邊界II都水平，兩邊界之間距離也是L=0。4m。磁場方向水平，垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小B=5T?，F(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界I的正上方高度h=0。9m的位置由靜止釋放，且線框在運動過程中始終與磁場垂直，cd邊始終保持水平，物體P始終在斜面上運動，線框剛好能以v=3m/S的速度進入勻強磁場并勻速通過勻強磁場區(qū)域。釋放前細(xì)線繃緊，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）線框的cd邊在勻強磁場中運動的過程中，c、d間的電壓是多大？（2）線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2分別是多大？（3）在cd邊剛進入磁場時，給線框施加一個豎直向下的拉力F使線框以進入磁場前的加速度勻加速通過磁場區(qū)域,在此過程中，力F做功W=0.23J，求正方形線框cd邊產(chǎn)生的焦耳熱是多少?15．（15分）如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。⑴求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;⑵當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)関，求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a;θRBv0θab⑶導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為θRBv0θab電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題參考答案高二物理一、選擇題1、C2、C