河北廊坊一中高考复习之电磁感应.docx
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河北廊坊一中高考复习之电磁感应
高三物理第二轮复习测试题
电磁感应中能量专题
.选择题(4X10;每题至少有一个正确答案
不选或错选得0分;漏选得2分)
1.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图12—3—20
所示,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中的虚线所示)•一个小金属块从抛物线上y=b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑.假设抛物线足够长,金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是
()
12
A.mgbB.—mv
2•如图所示,相距为d的两水平虚线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L 质量为m。 将线框在磁场上方高h处由静止开始释放,当ab边进入磁 场时速度为。 ,cd边刚穿出磁场时速度也为。 。 从ab边刚进入磁场到 cd边刚穿出磁场的整个过程中() A.线框一直都有感应电流 B•线框有一阶段的加速度为g C.线框产生的热量为mg(d+h+L) D.线框作过减速运动 3.如图所示,质量为m,高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落•它的上下两边始终保持水平,途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域,则线框在此过程中产生的热量为() A.mghB.2mgh C.大于mgh,小于2mghD.大于2mgh 4.如图所示,挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动,如果空气阻力不计, 则: () A.磁铁的振幅不变B.磁铁做阻尼振动 C.线圈中有逐渐变弱的直流电D.线圈中逐渐变弱的交流电 5•如图所示,图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。 导线AC可以 贴着光滑竖直长导轨下滑。 设回路的总电阻恒定为R,当导线AC从静止开始下落后,下面 有关回路能量转化的叙述中正确的是 A.导线下落过程中,机械能守恒; B.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量; C.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能; D.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能 XXX XBxX ATx"x~>nxC xxx a b XX X XX X C 6•如图所示,虚线框abed内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc,磁场方向垂直于纸面;实线框a'b'c'd'是一正方形导线框,a'b'边 与ab边平行。 若将导线框匀速地拉离磁场区域,以Wi表示沿 平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功,W? 表示以同样的速 率沿平行于be的方向拉出过程中外力所做的功,贝U A•Wi=W2B•W2=2Wi C•Wi=2W2D.W2=4Wi 7•如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为e斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽路不计。 斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。 质量为m,电阻 可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑并上升h高度,如图所示。 在这过程中() A•作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零 B•作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻 上发出的焦耳热之和 C・恒力F与安培力的合力所作的功等于零D.恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热 &如图6所示,两根平行放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中,轨道平面与磁场方向垂直。 当接在轨道间的开关S断开时,让一根金属杆沿轨道下滑(下滑中金属杆始终与轨道保持 垂直,且接触良好)。 下滑一段时间后,闭合开关S。 闭合开关后,金属沿轨道下滑的速度 —时间图像不可能为() ar 9•一个电热器接在10V的直流电源上,在时间t内产生的热量为Q,今将该电热器接在一交流电源上,它在2t内产生的热量为Q,则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是() A.最大值是102V,有效值是10V B.最大值是10V,有效值是5.2V C.最大值是5.2V,有效值是5V D.最大值是20V,有效值是10-2V 10•如图所示abed为一竖直放置的矩形导线框,其平面与匀强磁场方向垂直。 导线框沿竖 直方向从磁场上边界开始下落,直到ab边出磁场,则以下说法正 确的是() A、线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体横截面上的电荷量相等 B、线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体上产生的电热相等 C、线圈从进入磁场到完全离开磁场的过程中通过导体上产生 的电热等于线圈重力势能的减小 D、若线圈在ab边出磁场时已经匀速运动,则线圈的匝数越多下落的速度越大 二.填空(10分) 11.空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域,磁感强度大小为B,方向垂直纸面向外, 区域宽为h,现有一矩形线框处在图中纸面内,它的短边与ab重合,■长 |! ■・UV|Ip-■■I 1HHI 度为12,长边的长度为2h,如图所示,某时刻线框以初速沿与abf|「「打垂 直的方向进入磁场区域,同时某人对线框施以作用力,使它的速度大T踰11]小 和方向保持不变。 设该线框的电阻为R,从线框开始进入磁场到完全-V离 DU 开磁场的过程中,人对线框作用力所做的功等于。 -I 12•如图所示,矩形单匝线框绕00'轴在匀强磁场中匀速转动。 若磁感应强度增为原来的2倍,则线框转一周产生的热量为原来倍 13.(12分)如图所示,一个交流高压电源的电压恒为660v,接在变压器上给负载供电。 已知变压器副线圈的匝数为n2=110匝,灯泡D1、D2、D3、D4是完全相同的灯泡,其上标 有“220v,220W”,1、若起初电路中没有灯泡D1时,灯泡D2、D3、D4均正常发光,则变压器的原副线圈的匝数比n仁n2为多少? 原线圈中磁通量变化率的最大值为多少? 2、若在 原线圈上接上灯泡D1时,则灯泡D2的实际功率为多少? (不考虑灯泡电阻随温度的变化) 【解】: (1)m: n2=660: 220=3: 13分 Tn2=110 /.n1=3302分 由: 2U1=n1(△①/△t)max2分 二(/At)max=2,: 22分 (2)FD=l2/P=220Q2分 U1-IRd=3IRd1分 •••1=660/(4X220)A=3/4A1分 P=IR)=(3/4)X220W=123.75W2分 14.(12分)如图所示,在与水平面成B角的矩形框范围内有垂直于框架的匀强磁场,磁感应强度为B,框架的ad边和bc边电阻不计,而ab边和cd边电阻均为R,长度均为L,有一质量为m、电阻为2R的金棒MN,无摩擦地冲上框架,上升最大高度为h, Pmax。 在此过程中ab边产生的热量为Q,求在金属棒运动过程中整个电路的最大热功率 【解】棒MN沿框架向上运动产生感应电动势,相当于电源;ab和cd相当于两个外电阻并联。 根据题意可知,ab和cd中的电流相同,MN中的电流是ab中电流的2倍。 由焦耳定律 知,当ab边产生的热量为Q时,cd边产生的 热量也为Q,MN产生的热量则为8Q。 金属棒MN沿框架向上运动过程中,能量转化情况是: MN的动能转化为MN的势能和电流通过MN、ab、cd时产生的热量。 由能量守恒得 设MN的初速度为 所以,整个电路的瞬时热功率为 可见,当MN的运动速度v为最大速度 时,整 个电路的瞬时热功率P为最大值 15.(14分)如图所示,电动机牵引一根原来静止的长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN,其电阻R为1Q.导体棒架在处于磁感应强度B为1T、竖直放置的框架上,当导体棒上升h为3.8m时获得稳定的速度,导体产生的热量为2J.电动机牵引棒时,电 压表、电流表的读数分别为7V、1A.电动机内阻r为1Q,不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2,求: 2.2 BLVm 【解】. (1)(mg+R)Vm=IU-I2r,vm=2m/s(vm=-3m/s舍去) (2)(IU—I2r)t=mgh+2mvm2+Q,t=1s 16.(15分)正方形金属线框abed,每边长l=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻R0.02Q,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。 线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区,如图,线框abed在砝码M的牵引下做加 速运动,当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。 接着线框全部进入磁场后又做加速运动(g=10m/s2)。 问: (1)线框匀速上升的速度多大? 此时磁场对线框的作用力多大? 2)线框匀速上升过程中,重物M做功多少? 其中有多少转变为电能? 【解】 (1)当线框上边ab进入磁场,线圈中产生感应电流I,由楞次定律可知产生阻碍运动的安 培力为F=BIl由于线框匀速运动,线框受力平衡,F+mg=Mg 联立求解,得I=8A由欧姆定律可得,E=IR=0.16V 由公式E=Blv,可求岀v=3.2m/sF=BIl=0.4N (2)重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J 17.(15分)如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽1=0.5m,框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度B=1T,方向与框面垂直,金属棒MN 的质量为100g,电阻为1Q.现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2C,求此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g=10m/s2) 【解】金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零时速度达到最大,根据平衡条件得 2.2 BIVmmg=R E,由能量守恒定律得 在下落过程中,金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能 mgh=2mvm2+E 通过导体某一横截面的电量为 Bhl q=R③ 由①②③解得 1 mgRq 322 mgR 322 0.110120.1101 E=mgh—2mvm2= Bl 2B4l4= 4 =10.5J—210.5j=3.2J 18.(16分)两根金属导轨平行放置在倾角为e=300的斜面上, 导轨左端接有电阻R=10Q,导轨自身电阻忽略不计。 匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。 质量为m=0.1kg,电阻可 不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑。 如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s, 求此过程中电阻中产生的热量? 【解】解: 当金属棒速度恰好达到最大速度时,受力分析, 则mgsine=F安+f3分据法拉第电磁感应定律: E=BLv 据闭合电路欧姆定律: I=E2分•••F安=ILB=B7L-V=0.2N RR •f=mgsine—F安=0.3N2分 下滑过程据动能定理得: h1
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- 河北 廊坊 一中 高考 复习 电磁感应