2020版高考物理一轮总复习第十一章第4课时电磁感应中的动力学和能量问题能力课时限时规范训练含解析新人教版.doc
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1、电磁感应中的动力学和能量问题 基础巩固题组(20分钟,50分)1(多选)如图所示,竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程中线圈平面保持在竖直平面内,不计空气阻力,则()A上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率解析:选AC.线圈上升过程中,加速度在线圈进磁场时大于g且在减速,下降过程中,运动情况比较复杂,有加速、减速或匀速等,把上升过程
2、看成反向的加速,可以比较当运动到同一位置时,线圈速度都比下降过程中相应的速度要大,可以得到结论:上升过程中克服安培力做功多;上升过程时间短,所以上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率,故正确选项为A、C.2(多选)如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L0.2 m的平行金属导轨固定在倾角37的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U4 V的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度大小B5 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场今将一根长为L、质量为m0.2 kg、电阻r1.0 的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数0.25,已知金属棒下滑到速度
3、稳定时,小灯泡恰能正常发光,重力加速度g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,则()A金属棒刚开始运动时的加速度大小为3 m/s2B金属棒刚开始运动时的加速度大小为4 m/s2C金属棒稳定下滑时的速度大小为9.6 m/sD金属棒稳定下滑时的速度大小为4.8 m/s解析:选BD. 金属棒刚开始运动时初速度为零,不受安培力作用,由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma,代入数据得a4 m/s2,故选项A错误,B正确;设金属棒稳定下滑时速度为v,感应电动势为E,回路中的电流为I,由平衡条件得mgsin BILmgcos ,由闭合电路欧姆定律得I,由法拉第电磁感应定律得EBLv
4、,联立解得v4.8 m/s,故选项C错误,D正确3(2019银川一中模拟)(多选)如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为,一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部当给环通以恒定的电流I,圆环由静止向上运动,经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环全程上升的最大高度为H.已知重力加速度为g,不计空气阻力,磁场的范围足够大在圆环向上运动的过程中,下列说法正确的是()A圆环先做加速运动后做减速运动B在时间t内安培力对圆环做功为mgHC圆环运动的最大速度为gtD圆环先有扩张后有收缩的趋势解析:选AC.在时间t内,圆环中通有恒定电
5、流I,圆环在磁场中受向上的安培力作用,安培力大于重力,所以合力向上,圆环由静止开始向上做匀加速直线运动,t时刻撤去电流,圆环继续向上运动,并切割磁感线产生感应电流,则同时又受向下的安培力和重力,合力方向与运动方向相反,所以圆环开始减速运动直至到达最高位置,故A正确因安培力在t时间内对其做正功,t时刻以后对其做负功,有W安t前W安t后mgH,则知在t时间内安培力做功大于mgH,故B错误在t时间内安培力FBILBI2r,合外力F合Fcos mg2BIrcos mgma,vatgt,故C正确圆环加速上升过程中有收缩趋势,减速上升过程中有扩张趋势,故D错误4如图所示,金属棒ab的质量m5 g,放置在宽
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