专题11 电磁感应定律及其应用(仿真押题)-2016年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)
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1.如图所示,质量为m 的金属线框A 静置于光滑水平面上,通过细绳跨过定滑轮与质量为m 的物体B 相连,图中虚线内为一水平匀强磁场,d 表示A 与磁场左边界的距离,不计滑轮摩擦及空气阻力,设B 下降h (h >d )高度时的速度为v ,则以下关系中能够成立的是( )
A .v 2
=gh
B .v 2=2gh
C .A 产生的热量Q =mgh -mv 2
D .A 产生的热量Q =mgh -12
mv 2 2.(多选)如图所示,两根等高光滑的14
圆弧轨道,半径为r 、间距为L ,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B .现有一根长度稍大于L 、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始,在拉力作用下以初速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处,则该过程中( )
A .通过R 的电流方向由外向内
B .通过R 的电流方向由内向外
C .R 上产生的热量为πrB 2L 2v 04R
D .流过R 的电荷量为πBLr 2R
3.如图所示,两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B ,磁场区域的宽度均为a .高度为a 的正三角形导线框ABC 从图示位置沿x 轴正方向匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下列图形中能正确描述感应电流I 与线框移动距离x 关系的是( )
4.如图所示,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B,磁场在y轴方向足够宽,在x轴方向宽度为a.一直角三角形导线框ABC(BC边的长度为a)从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下图中感应电流i、BC两端的电压U BC与线框移动的距离x的关系图象正确的是( )
5.如图所示,质量均为m的金属棒ab、cd与足够长的水平金属导轨垂直且接触良好,两金属棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ,磁感应强度为B的匀强磁场的方向竖直向下.则ab棒在恒力F=2μmg作用下向右运动的过程中,有( )
A.安培力对ab棒做正功
B.安培力对cd棒做正功
C.ab棒做加速度逐渐减小的加速运动,最终匀速运动
D.cd棒做加速度逐渐减小的加速运动,最终匀速运动
6.(多选)如图所示,xOz是光滑水平面,空间有沿z轴正方向的匀强磁场,其磁感应强度为B,现有两块平行金属板,彼此间距为d,构成一个电容为C的电容器;在两板之间焊一根垂直于两板的电阻不计金属
杆PP ′,已知两板和杆PP ′的总质量为m ,若对此杆PP ′作用一个沿x 轴正方向的恒力F ,则下列说法正确的是
( )
A .金属杆PP ′不存在感应电流
B .金属杆PP ′存在沿P 到P ′方向的感应电流
C .两板和杆先做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动
D .两板和杆做匀加速直线运动
7.(多选)如图甲是矩形导线框,电阻为R ,虚线左侧线框面积为S ,右侧面积为2S ,虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示,设垂直线框向里的磁场为正,则关于线框中0~t 0时间内的感应电流的说法正确的是( )
A .感应电流的方向为顺时针方向
B .感应电流的方向为逆时针方向
C .感应电流的大小为B 0S Rt 0
D .感应电流的大小为3B 0S Rt 0
8.如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,导轨上端接电阻R ,宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B ,Ⅰ和Ⅱ之间无磁场.一导体棒两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好接触,导体棒从距区域Ⅰ上边界H 处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R 上的电流及其变化情况相同.下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是( )
9.(多选)如图甲所示,光滑绝缘水平面上,虚线MN的右侧存在磁感应强度B=2 T的匀强磁场,MN的左侧有一质量m=0.1 kg的矩形线圈abcd,bc边长L1=0.2 m,电阻R=2 Ω.t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1 s,线圈恰好完全进入磁场,整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.则( )
A.恒定拉力大小为0.05 N
B.线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2
C.线圈ab边长L2=0.5 m
D.在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C
10.如图甲所示,在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1与L2、L3与L4之间均存在着匀强磁场,磁感应强度的大小均为1 T,方向垂直于竖直平面向里.现有一矩形线圈abcd,宽度cd =L=0.5 m,质量为0.1 kg,电阻为2 Ω,将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放,速度随时间变化的图象如图乙所示,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,t2~t3之间的图线为与t轴平行的直线, t1~t2的时间间隔为0.6 s,整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内.(重力加速度g取10 m/s2)则( )
A.在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为2.5 C
B.线圈匀速运动的速度为8 m/s
C.线圈的长度ad=1 m
D .0~t 3时间内,线圈产生的热量为4.2 J
11.(多选)如图xOy 平面为光滑水平面,现有一长为d ,宽为L 的线框MNPQ 在外力F 作用下,沿x 轴
正方向以速度v 做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁感应强度B =B 0cos πd
x (式中B 0为已知量),规定竖直向下方向为磁感应强度正方向,线框电阻为R .t =0时刻MN 边恰好在y 轴处,则下列说法正确的是( )
A .外力F 为恒力
B .t =0时,外力大小F =4B 20L 2
v R
C .通过线框的瞬时电流i =2B 0Lv cos πvt d R
D .经过t =d v ,线框中产生的电热Q =2B 20L 2vd R
12.如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为37°,导轨间距为 1 m ,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒ab 和a ′b ′的质量都是0.2 kg ,电阻都是1 Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25,两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B 的大小相同.让a ′b ′固定不动,将金属棒ab 由静止释放,当ab 下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为8 W .求:
(1)ab 下滑的最大加速度;
(2)ab 下落了30 m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q 为多大?
(3)如果将ab 与a ′b ′同时由静止释放,当ab 下落了30 m 高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过
程中回路电流的发热量Q′为多大?(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
13.如图甲所示,平行长直导轨MN、PQ水平放置,两导轨间距L=0.5 m,导轨左端M、P间接有一阻值R=0.2 Ω的定值电阻,导体棒ab的质量m=0.1 kg,与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,导体棒垂直于导轨放在距离左端为d=1.0 m处,导轨和导体棒始终接触良好,电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,t=0时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,不计感应电流磁场的影响.取重力加速度g=10 m/s2.
(1)求t=0时棒所受到的安培力F0;
(2)分析前3 s时间内导体棒的运动情况并求前3 s内棒所受的摩擦力F f随时间t变化的关系式;
(3)若t=3 s时,突然使ab棒获得向右的速度v0=8 m/s,同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F,使棒的加速度大小恒为a=4 m/s2、方向向左.求从t=3 s到t=4 s的时间内通过电阻的电荷量q.
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