2019版高考物理大二轮复习练习题:专题四加试选择专题提升训练14.docx.pdf
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1、提升训练 14电磁感应的电路和图象问题 1.(2017浙江宁波选考模拟 ) 如图所示为倾角为?=30的固定粗糙斜面角面上相隔为d的平行虚线MN与 FQ间有大小为B的匀强磁场,方向垂直斜面向下,一质量为加,电阻为尺边长为L的正方形单匝纯电 阻金属线圈 , 在沿斜面向上的恒力作用下,以速度大小y沿斜面向上匀速进入磁场,线圈边刚进入磁 场和cd边刚要离开磁场吋, “边两端的电压相等。已知磁场的宽度大于线圈的边长厶线圈与斜面间 的动摩擦因数为仏重力加速度g取10m/s 2o 求: (1)线圈冇一半面积进入磁场时通过ab边的电荷量q; 恒力尸的大小 ; (3)线圈通过磁场的过程中,“边产生的热量 2?如
2、图甲所示,两根电阻不计的平行光滑金屈导轨MN 、PQ固定于水平面内,导轨间距J=0.40叫一 端 与阻值/?=0.15 Q的电阻相连。导轨间xNO 侧存在一个方向与导轨平面垂直的磁场,磁感应强度沿 兀方向均匀减小,可表示为B=0.50(4-x)(T)o 根质量 ?=0? 80kg、电阻厂二0? 05 Q的金属棒置于导 轨上,并与导轨垂直。棒在外力作用下从兀二0处以初速度vo=O.5O m/s沿导轨向右运动。已知运动 过程中棒始终与导轨垂直,电阻上消耗的功率不变。 (1)求金属棒在x=0处时回路中的电流 ; (2)求金属棒在x=2.0 m处速度的大小 ; (3)金属棒从x=0处运动到x=2.0
3、m处的过程屮 : 在图乙屮画出金属棒所受安培力F安随x变化的关 系图线 ; 求外力所做的功。 3. 辆塑料玩具小汽车,底部安装了一个10匝的导电线圈,线圈和小车总质量尸0.5 kg,线圈宽度 /i =0.1 m,长度与车身长度相同Z2=0.25 m,总电阻/?=1.0 Q;某次试验中,小车在F=2.0 N的水平向右恒 定驱动力作用下由静止开始在水平路面上运动,当小车前端进入右边的匀强磁场区域ABCD时,恰好达 到匀速直线运动状态,磁场方向竖直向下,磁感应强度B随时间 / 的变化情况如B-t图象所示,以小车 进入磁场的时候作为计时的起点; 磁场长度磁场宽度AB大于小车宽度,整个过程中小车所受阻力
4、为其 总重力的 *。求: 小车前端碰到磁场边界AB时线圈中的电流大小及小车的速度; (2)从静止开始到小车前端碰到磁场边界CD的整个过程中,通过线圈中的电荷量; (3)从静止开始到小车前端碰到磁场边界CD的整个过程中,线圈中产生的焦耳热。 4.如图甲所示 ,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在磁感应强度大小为3、方向 竖直向下的匀强磁场中。一根质量为加、电阻为厂的导体棒纣 垂直放在P、Q导轨上,导体棒与P、0 导轨间的动摩擦因数为“。质量为M的正方形金属框“cd的边反为厶每边电阻均为厂, 用细线 悬挂在竖 直平面内 ,“ 边水平 , 金属框G、b两点通过细导线与导轨相连,金属
5、框的上半部分处在磁感应强度大小 为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为3、方向垂直框面向外的匀强磁场中, 不计其余电阻和细导线对b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒幼向 左运动,从导体棒开始运动时计时,悬挂金属框的细线的拉力FT随时间 / 的变化如图乙所示,求: 甲乙 (l “o时刻以后通过 “边的电流; /() 时刻以后电动机牵引力的功率P; 求0到fo时刻导体棒幼受到的平均合外力。 5. (2017浙江温州中学高二期末 ) 如图, “和cd为质量尸0.1 kg、长度“0.5 m、电阻R=0.3 Q的两 相同 金属棒 ,“ 放在半径分别为门=0.5
6、m和厂2二1 m的水平同心圆环导轨上,导轨处在磁感应强度为B=0.2 X X X X X X T竖直向上的匀强磁场中 ;cd跨放在间距也为厶二0.5 m、倾角为0=30的光滑平行导轨上,导轨处于 磁感应强度也为B=0.2 T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组 成闭合电路,除导体棒电阻外其余电阻均不计。“在外力作用下沿圆环导轨匀速转动,使cd 在倾斜导 轨上保持静止。 “与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10m/s 2o 求: 从上向下看ab应沿顺吋针还是逆吋针方向转动? “转动的角速度大小 ; 作用在”上的外力的功率。 6.如图,光滑的足够长的
7、平行水平金属导轨MN、PQ相距厶在M、P点和N、Q点间各连接一个阻值 恒为R的灯泡,在两导轨间 ?第矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为的有界匀强磁场,磁感 应强度为Bo,比磁场区域可以移动。一电阻也为尺、长度也刚好为/ 的导体棒垂直固定在磁场左边的 导轨上,离灯厶足够远。现让匀强磁场在导轨间以恒定速度比向左移动,当棒“刚处于磁场时两灯恰 好正常工作,棒”与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计。 (1)求灯泡的额定功率 ; (2)求在磁场区域经过棒ab的过程中棒 “产生的热量Q; (3)若収走导体棒ab,保持磁场不移动 (仍在呦g矩形区域 ) ,而是均匀改变磁感应强度,为保证额定电 压为U的灯
8、L和L?都不会烧坏且有电流通过,试求磁感应强度减小到零的最短时间rmino 7.磁流体推进船的动力来源于电流与磁场I可的相互作用,如图a所示是在平静海面上某实验船的示意 图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道( 简称通道 ) 组成。如图b所示, 通道是尺寸为cixbxc的长 方体,工作时,在通道内沿z轴正方向加磁感应强度为B的匀强磁场。海水沿y轴方向流过通道,已知 海水的电阻率“。 (1)若推进船静止不动,在P、Q间连接一电阻不汁的导线, 海水以必速度沿着y轴运动,试求此时通过 连接导线的电流。 (2)假若海水开始静止,在P、Q面问加可以自动调节的电压,可使流过通道内海水的电流保持恒定值 I
9、。回答以下问题 : 要使磁流体推进船沿着负y轴方向运动,图b屮P、Q哪点电势高 ?鈿船保持静止, 通道内海水以切速度匀速运动,求推进器对海水推力的功率; 若船以仏的速度匀速前进,在通道内海 水的速率增加到场。试求磁流体推进器消耗的功率。 8. (2018年3月台州高三质量评估 ) 如图1所示,平行光滑金属轨道ABC和A8C置于水平面上,两轨道 间距M=0.8m,CC之间连接一定值电阻R=0.2 Q。倾角6=30的倾斜轨道与水平轨道顺滑连接,BBP P为 宽%| =0.25 m的矩形区域,区域内存在磁感应强度5二1.0T、竖直向上的匀强磁场。质量加=0.2 kg、 电阻尸0.2 Q的导体棒在与B
10、夕的距离厶o=L6 m处静止释放 , 当经过 “时,右侧宽度兀2=0.2 m的矩形 区域MMCC内开始加上如图2所示的磁场戲 , 已知PM=PM1.0 m。求: (1)刚进入匀强磁场时 , 导体棒两端的电压 ; 导体棒离开匀强磁场时的速度大小; (3)整个运动过程中,导体棒产生的焦耳热。 9.(2018年3月绍兴高三质 量评估 ) 某校航模兴趣小组设计了一个飞行器减速系统, 由摩擦阻力、电磁阻尼、空气阻力系统组成。装 置如图所示,匝数N二100、面积S=4.0xl0 2 电阻尸0.1 Q的线圈 内有方向垂直于线圈平血向上的随吋间均匀增加的磁场3,其变化率1.0T/So线圈通过电子开关S连接两
11、根相互平行、间距“0.5 m的水平金属导轨,右端连接/?=0.2 Q的电阻,其余轨道电阻不计。在导轨间的 区域1中存在水平向右、长度为=8 m的匀强磁场 , 磁感应强度为艮 , 大小在 ()WB?W2T 范围内可调 ; 在 区域2中存在长度足够长、大小为0.4T、方向垂直纸面向里的匀强磁场弘。飞行器可在轨道间运动,其 下方固定有一根长为L=0.5 电阻也为R=0.2 Q的导体棒AB,与轨道良好接 触, 飞行器 ( 含导体棒 ) 总质量加=0.5 kg。在电子开关闭合的同时,飞行器以v0=12m/s的初速度从图示位 置开始运动,已知导体棒在区域1中运动时与轨道间动摩擦因数“=0.5,其余各处摩擦
12、均不计。 (1) E行器开始运动时,求仙棒上的电流方向和两端的电压U; (2)为使导体棒AB能通过磁场区域1,求磁感应强度B2应满足的条件 ; (3)若导体棒进入磁场区域2左边界PQ时,会触发电子开关S断开,同时飞行器会打开减速伞,已知飞 行器受到的空气阻力 / 与运动速度u成正比,即户 “附=0? 4 kg/s)o当取合适值时导体棒在磁场区域2中 的位移最大,求此最大位移庆 10.涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式,它的基本原理如图甲所示。水平面上固定 一块铝板 , 当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时,铝板内感应出的涡流会对磁 铁的运动产生阻碍作用。涡流制动
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