高三物理总复习巩固练习电磁感应中的能量问题提高

这是一份高三物理总复习巩固练习电磁感应中的能量问题提高，共16页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
【巩固练习】
一、选择题
1、（2016 河北衡水校级模拟）如图所示，虚线MN上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，MN下方存在竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B。足够长的不等间距金属导轨竖直放置，导轨电阻不计。两个金属棒通过棒两端的套环水平的套在金属导轨上，其中光滑金属棒AB质量为m、长为L、电阻为R；金属棒CD质量为2m、长为2L、电阻为2R，与导轨之间的动摩擦因数为μ。若AB棒在外力F的作用下向上做匀速运动，CD棒向下做匀速运动，下列说法正确的是（ ）

A. AB棒中电流方向从A到B
B. AB棒匀速运动的速度为
C. AB棒所受拉力为
D. 时间t内CD棒上的焦耳热为

【答案】BC
【解析】根据右手定则可知，AB棒中电流方向由B到A，A错；令AB棒的速度为v1，则电路的电流，对于CD棒的匀速运动有：2mg=μIB2L，联立解得，B正确；由AB棒匀速上升，有F=mg+BIL，代入、可得，C正确；CD棒上的焦耳热，D错。
故选BC。


2、（2016 黄冈模拟）如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里，极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨相连，电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下压导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置且导体棒MN的速度为v0时位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态。若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻，各接触处接触良好，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）

A. 油滴带正电荷
B. 若将上极板竖直向上运动距离为d，油滴将向上加速运动，加速度
C. 若将导体棒的速度变为2v0，油滴将向上加速运动，加速度a=g
D. 若保持导体棒的速度v0不变，而将滑动触头置于a端，同时将电容器上极板向上移动d/3，油滴仍将静止

3、如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A，B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度。
B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流
C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大
D．圆环最终将静止在平衡位置。

4、如图所示，闭合小金属环从高h处的光滑曲面右上端无初速滚下， 又沿曲面的另一侧上升，则（ ）
A.若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h，
B.若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h，
C.若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h，
D.若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h。

5、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与两相同的固定电阻R1和R2相连，匀
强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻R=2R1，与导轨之间
的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，固定电阻R1消耗的
热功率为P，此时 （ ）
A．整个装置因摩擦而产生的热功率为
B．整个装置消耗的机械功率为
C．导体棒受到的安培力的大小为
D．导体棒受到的安培力的大小为

6、如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（ ）

A. 2mgL B. 2mgL+mgH C. D.
7、如图所示，质量为m的单匝正方形线圈，其边长为L，在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落，设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平，当线框的底边刚进入磁场区域时，恰能在匀强磁场中做匀速运动。若磁场的磁感应强度为B，关于安培力的功率，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
8、如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端
连接一个电阻R，质量为m的金属棒（电阻也不计）放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中
①恒力F做的功等于电路产生的电能
②恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能
③克服安培力做的功等于电路中产生的电能
④恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和
以上结论正确的有（ ）
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
9、如图所示，光滑的“Π”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好.磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域，现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动。以下说法中正确的是（ ）
A.若B2=B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑
B.若B2=B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
C.若B2B1，金属棒进入B2区域后将先减速后匀速下滑

10、如图所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒MN可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动.当导体棒MN在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为（ ）
A.逐渐增大 B.先增大后减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小，再增大再减小

二、填空题
1、如图所示，由7根长度都是L的金属杆连接成的一个“日”字型的矩形金属框abcdef，放
在纸面所在的平面内，有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟cd杆平行，磁感应强度
的大小是B，方向垂直于纸面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为r，其他各杆的电阻不计,
各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从cd杆刚
进入磁场瞬间开始计时，求:（1）cd杆在磁场中运动的过程中，通过af杆的电流为________；
（2）从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量Q为
________。



2、如图所示，y轴右方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个半径为r的直角扇形金属框架，总电阻为R，不计重力及一切摩擦，以O为圆心以角速度ω匀速转动，从图示位置转动四分之一周期时，外力做功为________。


3、如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为和R1、R2，两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，此时杆2克服摩擦力做功的功率为
________。


三、计算题
1、如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5Ω，MN与MP的夹角为135°，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m。将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上，并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。在外力作用下，棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。

（1） 若初速度v1=3m/s，求棒在GH处所受的安培力大小FA 。
（2）若初速度v2=1.5m/s，求棒向左移动距离2m到达EF所需时间△t。
（3）在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功W=7J，求初速度v3 。



2、某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)

(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？
(2)求此时铝块的速度大小；
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．




3、用密度为d、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。
（1）求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在数值方向足够长）；
（2）当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；
（3）已知方框下落时间为t时，下落高度为h，其速度为vt（vt