专题12 电磁感应(第03期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

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全国卷专版2019年高考物理真题和模拟题分项汇编专题12电磁感应含解析42

全国卷专版2019年高考物理真题和模拟题分项汇编专题12电磁感应含解析42

电磁感应1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a )中虚线MN 所示,一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上。

t =0时磁感应强度的方向如图(a )所示。

磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b )所示,则在t =0到t =t 1的时间间隔内A .圆环所受安培力的方向始终不变B .圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C .圆环中的感应电流大小为004B rS t ρD .圆环中的感应电动势大小为200π4B r t 【答案】BC【解析】AB 、根据B-t 图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在t 0时刻,磁场的方向发生变化,故安培力方向A F 的方向在t 0时刻发生变化,则A 错误,B 正确;CD 、由闭合电路欧姆定律得:E I R =,又根据法拉第电磁感应定律得:,又根据电阻定律得:2r R S πρ=,联立得:004B rS I t ρ=,则C 正确,D 错误。

故本题选BC 。

2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。

虚线ab 、cd 均与导轨垂直,在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。

已知PQ 进入磁场时加速度变小恰好为零,从PQ 进入磁场开始计时,到MN 离开磁场区域为止,流过PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是【答案】AD【解析】于PQ进入磁场时加速度为零,AB.若PQ出磁场时MN仍然没有进入磁场,则PQ出磁场后至MN 进入磁场的这段时间,由于磁通量φ不变,无感应电流。

由于PQ、MN同一位置释放,故MN进入磁场时与PQ进入磁场时的速度相同,所以电流大小也应该相同,A正确B错误;CD.若PQ出磁场前MN已经进入磁场,由于磁通量φ不变,PQ、MN均加速运动,PQ出磁场后,MN由于加速故电流比PQ进入磁场时电流大,故C正确D错误。

2019届全国高考高三模拟考试卷物理试题(三)(解析版)

2019届全国高考高三模拟考试卷物理试题(三)(解析版)

2019届全国高考高三模拟考试卷物理试题(三)(解析版)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。

二、选择题:本题共8小题,每题6分,在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一个选项符合题目要求。

第19~21题有多选项符合题目要求。

全部答对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

14.分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属,逸出光电子的最大初动能之比为1 : 3,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,电子电量为e。

下列说法正确的是( )A.用频率为2ν的单色光照射该金属,单位时间内逸出的光电子数目一定较多B.用频率为14ν的单色光照射该金属不能发生光电效应C.甲、乙两种单色光照射该金属,只要光的强弱相同,对应的光电流的遏止电压就相同D.该金属的逸出功为14hν15.一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落,其速度v随时间t变化的图线如图所示。

则物块( )A.第一个t0时间内的位移等于第二个t0时间内的位移B.第一个t0时间内的平均速度等于第二个t0时间内的平均速度C.第一个t0时间内重力的冲量等于第二个t0时间内重力的冲量D.第一个t0时间内合外力的功大于第二个t0时间内合外力的功16.如图所示,质量均为M的b、d两个光滑斜面静止于水平面上,底边长度相等,b斜面倾角为30°,d斜面倾角为60°。

质量均为m的小物块a和c分别从两个斜面顶端由静止自由滑下,下滑过程中两斜面始终静止。

小物块到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是A .物块a 运动的时间长B .两物块所受重力做功的平均功率相同C .地面对两斜面的摩擦力均向左D .两斜面对地面压力均小于(m +M )g17.如图甲所示,水平面内粗糙导轨MN 、PQ 相距为L ,置于竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,导轨电阻不计。

专题13 电磁感应综合问题(第03期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题13 电磁感应综合问题(第03期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题13 电磁感应综合问题-2019年高三二模、三模物理试题分项解析(III )1.(19分) (2019湖南娄底二模)如图所示,间距为L 的水平平行金属导轨上连有一定值电阻,阻值为R ,两质量均为m 的导体棒ab 和cd 垂直放置在导轨上,两导体棒电阻均为R ,棒与导轨间动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B 。

现用某一水平恒力向右拉导体棒ab 使其从静止开始运动,当棒ab 匀速运动时,棒cd 恰要开始滑动,从开始运动到匀速的过程中流过棒ab 的电荷量为q ,(重力加速度为g )求:(1)棒ab 匀速运动的速度大小;(2)棒ab 从开始运动到匀速运动所经历的时间是多少?(3)棒ab 从开始运动到匀速的过程中棒ab 产生的焦耳热是多少? 【名师解析】(1)设棒ab 速度为v ,则棒ab 中的感应电流I =BLv R +R 2=2BLv3R ①(1分) 棒cd 中的感应电流为I 2=BLv3R②(1分)cd 受安培力F 1=B (I2)L =B 2L 2v3R③(1分)当棒cd 恰要滑动时,F 1=μmg ,即B 2L 2v3R=μmg ④(1分)得v =3μmgRB 2L2 ⑤(1分)即为棒ab 的匀速速度。

(2)设棒ab 受恒定外力为F ,匀速运动时棒ab 中的电流为I , 棒ab 所受安培力为F 2=BIL ⑥(1分) 对棒cd :F 1=B (I2)L =μmg ⑦棒ab :F =F 2+μmg =2F 1+μmg ⑧(1分) 由⑥⑦⑧⑨式得F =3μmg ⑨(1分)对棒ab 从开始运动到匀速过程,设运动时间为t ;由动量定理:∑(F -μmg )Δt -∑BiL Δt =∑m Δv ⑩(或(F -μmg )t -B I -t =mv ) 而∑i Δt =q ○11 故2μmgt -BLq =mv ○12(2分) 由⑤○12式解得t =3mR 2B 2L 2+BLq2μmg○13(1分) (3)棒ab 所受安培力为F 2=BIL =2B 2L 2v3R ,设棒ab 从开始运动到匀速的过程中位移为x ,由动量定理:∑(F -μmg )Δt -∑F 2Δt =∑m Δv (F -μmg )t -∑2B 2L 2v Δt3R =mv ○14(2分) 而∑v Δt =x ○15 由⑤⑨○13○14○15得:x =3Rq2BL ○16(2分) (或q =It =BLx t (R +R 2)t =2BLx3R 得○16给4分) 设棒ab 此过程克服安培力做功W由动能定理:(F -μmg )x -W =12mv 2○17(1分) 由⑤⑨○16○17得W =3μmgqR BL -9μ2m 3g 2R22B 4L4○18(1分) 由功能关系知,此过程产生的总焦耳热等于W ,根据电路关系有棒ab 此过程产生的焦耳热等于Q ab =23W ○19(1分)由○18○19得棒ab 产生的焦耳热为2μmgqR BL -3μ2m 3g 2R2B 4L4○20(1分) (其它解法参照给分) 2.(18分)(2019贵州毕节三模)如图甲所示,绝缘的水平桌面上铺有两根不计电阻的足够长光滑金属轨道AB 、CD ,轨道间距为d ,其左端接一阻值为R 的电阻。

2019年高三物理一轮复习二模、三模试题分项解析全集(含解析)

2019年高三物理一轮复习二模、三模试题分项解析全集(含解析)

直线运动一.选择题1.(2019洛阳名校联考)一辆汽车从甲地开往乙地,由静止开始先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,当速度减为零时刚好到达乙地。

从汽车启动开始计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。

下列说法正确的是AB.汽车匀加速直线运动经历的时间为5.0sC.汽车匀减速直线运动经历的时间为4.0sD.汽车匀减速直线运动经历的时间为2.0s【参考答案】.D2.(2019武汉部分示范性高中联考)如图所示为甲、乙两个质点在0~t0时间内沿同一直线运动的位移——时间图象,在两个质点在0~t0时间内,A.任一时刻的加速度都不同B.位移大小不相等C.任一时刻的速度都不同D.运动方向不相同【参考答案】A【名师解析】根据位移图像的斜率表示速度可知,两个质点在0~t0时间内,乙做匀速直线运动,其加速度为零,而甲做速度逐渐增大的加速直线运动,,两个质点在0~t0时间内任一时刻的加速度都不同,选项A正确;两个质点在0~t0时间内,位移大小相等,运动方向都是沿x 轴负方向,运动方向相同,选项BD 错误;根据位移图像的斜率表示速度可知,两个质点在0~t0时间内,有一时刻速度相同,选项C 错误。

【方法归纳】位移---时间图象的斜率表示质点运动的速度,在同一坐标系中两个位移---时间图象的交点表示两质点相遇。

3. (2019河南1月质检)某质点由静止开始做加速运动的加速度一时间图象如图所示,下列说法正确的是A.2s 末,质点的速度大小为3 m/sB.4s 末,质点的速度大小为6 m/sC. 0〜4 s 内,质点的位移大小为6 mD.0〜4 s 内,质点的平均速度大小为3 m/s 【参考答案】.B4.(2019湖南株洲一模)一辆高铁出站一段时间后,在长度为L 的某平直区间提速过程中其速度平方与位移的关系如图所示。

则列车通过该区间所用时间为A .12L b b + B .122Lb b +C【参考答案】D【名师解析】题给的速度平方与位移的关系图线可表示为v 2=b 1+21b b L-x ,对照匀变速直线运动规律,v 2= v 02+2ax ,可知高铁初速度的二次方v 02=b 1,加速度a =212b b L-,位移为L 时速度的二次方v 2=b 2。

专题12 电磁感应(第01期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题12 电磁感应(第01期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析  Word版含解析

专题12 电磁感应2019年高三二模、三模物理试题分项解析(I)一.选择题1.(2019高三考试大纲调研卷10)如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L。

一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行。

t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ),导线框的速度为v0。

经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零。

此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力),则A. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等B. 上升过程中线框产生的热量与下降过程中线框产生的热量相等C. 上升过程中,导线框的加速度逐渐增大D. 上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率【答案】D【解析】线框运动过程中要产生电能,根据能量守恒定律可知,线框返回原位置时速率减小,则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小,根据动能定理得知,上升过程中合力做功较大,故A 错误;线框产生的焦耳热等于克服安培力做功,对应与同一位置,上升过程安培力大于下降过程安培力,上升与下降过程位移相等,则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功,上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多,故B错误;上升过程中,线框所受的重力和安培力都向下,线框做减速运动。

设加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:,,由此可知,线框速度v减小时,加速度a也减小,故C错误;下降过程中,线框做加速运动,则有:,,,由此可知,下降过程加速度小于上升过程加速度,上升过程位移与下降过程位移相等,则上升时间短,下降时间长,上升过程与下降过程重力做功相同,则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率,D正确;故选:D。

2.(2019广东惠州第三次调研)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环. 当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流. 则A. A可能带正电且转速增大B. A可能带正电且转速减小C. A可能带负电且转速减小D. A可能带负电且转速增大【答案】AC3.(2019高三考试大纲调研卷9)如图所示,在0≤x≤2L的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,粗细均匀的正方形金属线框abcd位于xOy平面内,线框的bc边与x轴重合,cd边与y 轴重合,线框的边长为L,总电阻为R。

2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 专题12 电磁感应 含答案解析

2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 专题12 电磁感应 含答案解析

专题12 电磁感应1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a )中虚线MN 所示,一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上。

t =0时磁感应强度的方向如图(a )所示。

磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b )所示,则在t =0到t =t 1的时间间隔内A .圆环所受安培力的方向始终不变B .圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C .圆环中的感应电流大小为004B rS t ρD .圆环中的感应电动势大小为200π4B r t 【答案】BC【解析】AB 、根据B-t 图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在t 0时刻,磁场的方向发生变化,故安培力方向A F 的方向在t 0时刻发生变化,则A 错误,B 正确;CD 、由闭合电路欧姆定律得:E I R =,又根据法拉第电磁感应定律得:,又根据电阻定律得:2r R S πρ=,联立得:004B rS I t ρ=,则C 正确,D 错误。

故本题选BC 。

2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。

虚线ab 、cd 均与导轨垂直,在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。

已知PQ 进入磁场时加速度变小恰好为零,从PQ 进入磁场开始计时,到MN 离开磁场区域为止,流过PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是【答案】AD【解析】于PQ进入磁场时加速度为零,AB.若PQ出磁场时MN仍然没有进入磁场,则PQ出磁场后至MN进入磁场的这段时间,由于磁通量φ不变,无感应电流。

由于PQ、MN同一位置释放,故MN进入磁场时与PQ进入磁场时的速度相同,所以电流大小也应该相同,A正确B错误;CD.若PQ出磁场前MN已经进入磁场,由于磁通量φ不变,PQ、MN均加速运动,PQ出磁场后,MN由于加速故电流比PQ进入磁场时电流大,故C正确D错误。

2019年高考物理真题和模拟题分项汇编(含解析)

2019年高考物理真题和模拟题分项汇编(含解析)

2019年高考物理真题和模拟题分项汇编(含解析)专题目录专题01 ······物理常识单位制专题02 ······直线运动专题03 ······相互作用专题04 ······牛顿运动定律专题05 ······曲线运动专题06 ······万有引力与航天专题07 ······功和能专题08 ······动量专题09 ······静电场专题10 ······稳恒电流专题11 ······磁场专题12 ······电磁感应专题13 ······交流电专题14 ······原子结构、原子核和波粒二象性专题01 物理常识 单位制1.(2019·北京卷)国际单位制(缩写SI )定义了米(m )、秒(s )等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。

例如,由m 和s 可以导出速度单位m·s –1。

历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太阳日定义秒。

但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。

专题30 力电综合问题(第03期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题30 力电综合问题(第03期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题30 力电综合问题-2019年高三二模、三模物理试题分项解析(III)1.(2019湖南岳阳二模)一种测定电子比荷的实验装置如图所示真空玻璃管内,阴极K发出的电子(可认为初速度为0)经阳极A与阴极K之间的高电压加速后,形成一细束电子流,以平行于平板电容器极板的速度从两极板C、D左端中点进入极板区域。

若两极板C、D间无电压,电子将打在荧光屏上的O点若在两极板CD间施加偏转电压,则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点;若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外的匀强磁场,则电子又打在荧光屏上的O点。

已知磁场的磁感应强度为B,极板间电压为U,极板的长度为l,C、D间的距离为d,极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为L,P点到O点的距离为y。

(1)求电子进入偏转电场的速度v0。

(2)求电子的比荷。

【名师解析】(1)加上磁场B后,荧光屏上的光点重新回到O点,可知电子受到电场力和洛伦兹力平衡,有:qE=qv0B,又E=,联立解得电子射入偏转电场的速度。

(2)电子在极板区域运行的时间,在电场中的偏转位移,电子离开极板区域时,沿垂直极板方向的末速度,设电子离开极板区域后,电子到达光屏P点所需的时间为t2,,电子离开电场后再垂直极板方向的位移y2=v y t2,P点离开O点的距离等于电子在垂直极板方向的总位移y=y1+y2,联立解得。

答:(1)电子进入偏转电场的速度为。

(2)电子的比荷为。

【关键点拨】(1)抓住电子在复合场中做直线运动,结合电场力和洛伦兹力平衡求出电子进入偏转电场的速度。

(2)根据类平抛运动的规律,求出电子在偏转电场中的位移,以及离开偏转电场后垂直电场方向的位移,抓住两位移之和,求出电子的比荷。

本题考查了电子在电场中的偏转,掌握处理类平抛运动的方法,结合牛顿第二定律、运动学公式以及电势差与电场强度关系进行求解,难度中等。

2.(10分)(2019年4月浙江选考模拟1)如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定,轨距为d。

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专题12 电磁感应-2019年高三二模、三模物理试题分项解析(I)一.选择题1.(2019河南安阳二模)如图所示,同种材料的、均匀的金属丝做成边长之比为1:2的甲、乙两单匝正方形线圈,已知两线圈的质量相同。

现分别把甲、乙线圈以相同的速率匀速拉出磁场,则下列说法正确的是A. 甲、乙两线圈的热量之比为1:2B. 甲、乙两线圈的电荷量之比为1:4C. 甲、乙两线圈的电流之比为1:2D. 甲、乙两线圈的热功率之比为1:1【参考答案】AD【名师解析】设线圈的边长为L,金属丝的横截面积为S,密度为,电阻率为则根据题意有:质量为,电阻为由于::2,,可得::1,::根据可知电流之比::1,故C错误。

根据,可知热量之比::2,故A正确。

通过线圈的电荷量,可知,::1,故B错误。

由知两线圈的热功率之比::1,故D正确。

【关键点拨】根据线圈的质量相等,由密度公式求出线圈横截面积之比,根据法拉第定律、欧姆定律和焦耳定律求热量之比,由求电荷量之比。

由求线圈的热功率之比。

本题的关键要根据电磁感应与电路的知识得到各个量的表达式,再运用比例法求各个量之比。

最好掌握感应电荷量公式,直接运用可提高解题速度。

2.(2019湖南岳阳二模)如图所示,匀强磁场中有两个用粗细和材料均相同的导线做成的导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。

磁感应强度B随时间均匀增大。

两圆环半径之比为2:1,圆环中的感应电流分别为I a和I b,热功率分别为P a、P b.不考虑两圆环间的相互影响,下列选项正确的是()A. ::1,感应电流均沿顺时针方向B. ::1,感应电流均沿顺时针方向C. ::1D. ::1【参考答案】AD【名师解析】根据法拉第电磁感应定律可得:E==,而==,故有:E a:E b=4:1,根据电阻定律可得:R==可得电阻之比R a:R b=2:1依据闭合电路欧姆定律可得:I=,因此I a:I b=2:1;根据楞次定律可得,感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大,所以感应电流均沿顺时针方向,故A正确,B 错误;根据电功率的计算公式P=EI可得P a:P b=8:1,故C错误、D正确。

【关键点拨】根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小,再依据闭合电路欧姆定律与电阻定律,即可确定感应电流的大小,最后根据楞次定律判断感应电流的方向;根据电功率的计算公式求解电功率之比。

本题整合了法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内家,掌握楞次定律,及电阻定律的应用,常规题,要善于运用比例法求解比值。

3.(2019湖南娄底二模)如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环正上方,有一条形磁铁从静止开始下落,下落过程中始终保持竖直方向,起始高度为h,最后落在水平地面上。

若不计空气阻力,重力加速度取g,下列说法中正确的是A.磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向(俯视圆环)B.磁铁落地时的速率一定等于2ghC.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变D.磁铁在整个下落过程中,圆环受到它的作用力总是竖直向下的【参考答案】D【名师解析】当条形磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(俯视圆环),当条形磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(俯视圆环),A错误;若磁铁从高度h处做自由落体运动,其落地时的速度v=2gh,但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热,根据能量守恒定律可知,其落地速度一定小于2gh,B错误;磁铁在整个下落过程中,由于受到磁场力的作用,机械能不守恒,C错误;据楞次定律的推论“来拒去留”,可判断磁铁在整个下落过程中,受圆环对它的作用力始终竖直向上,而圆环受到磁铁的作用力总是竖直向下的,故D正确。

4.(3分)(2019江苏七市二模)如图所示,光滑水平杆上套一导体圆环,条形磁铁平行于水平杆固定放置,t=0时刻,导体环在磁铁左侧O点获得一个向右的初速度,经过t0时间停在磁铁右侧O1点,O、O1两点间距离为x0,且两点关于磁铁左右对称。

上述过程中,下列描述穿过导体环的磁通量Φ、导体环所受安培力F随位移x变化的关系图线,以及速度v、电流i随时间t变化的关系图线可能正确的是()A.B.C.D.【思路分析】由于条形磁铁是非匀强磁场,关于磁通量、所受的安培力、速度、电流的变化只能定性分析,可以结合条形磁铁磁感线分布的图形分析磁通量的变化;受力的方向问题根据楞次定律可直接判断,大小需要结合磁通量变化率判断;【名师解析】根据条形磁铁磁场的对称性,导体环在O和O1的磁通量是一样的,等大同向,故A错误;根据楞次定律,导体换受到的阻力一直与速度方向相反,故受力一直向左,不存在力反向的情况,故B错误;导体环再OO1中点的磁通量变化率为0,故在该点受安培力大小为0,图中速度无斜率为0点,故C错误;开始导体环靠近磁极磁通量增加,磁通量变化率可能会增加,故电流增大,之后磁通量变化率会变小故电流会减小;过了OO1中点磁通量减少,因此产生电流反向,磁通量变化率可能继续增加,故电流反向增大,靠近O1时随着速度减小磁通量变化率逐渐减至0,电流也逐渐减小到0.故D正确;【参考答案】D。

【易错警示】该题容易出错的地方有两点,1是靠近磁极时磁通量会有一个迅速变化的点;2是在导体环过了磁极后,其磁通量是磁体内部与导体环包围外部的净磁通,磁体内部的磁通容易遗漏。

穿过导体环的磁通量的大小只跟位置有关,受到的安培力与感应电流相关,感应电流与磁通量的变化率相关,磁通量的变化又与速度及导体环处于磁体的相对位置相关,因此需要较难判断。

二.计算题1.(20分) (2019湖北名校联盟三模)如图所示,一折角θ=45°的导体框架水平固定放置,处于垂直纸面向里的匀强磁场中,一根足够长的截面均匀的导体棒放在导体框架上。

t=0时导体棒与O点的距离为l0,此时在外力作用下以初速度v0开始运动。

已知导体棒中的感应电流与时间的关系是I=I0+kt(I0与k均为常量且已知),在时刻,导体棒的电功率为P0。

除导体棒外,其余各部分电阻均不计。

求:(1)试推导出导体棒的速度随时间的变化关系;(2)在时刻,导体棒与O点的距离;(3)匀强磁场的磁感应强度。

【名师解析】(1)设导体棒单位长度的电阻为R0,磁感应强度为B,则:在t=0时刻,根据闭合电路的欧姆定律可得:在某一时刻t,根据闭合电路的欧姆定律可得:I=I0+kt=联立解得:v=v0+t(2)由于v=v0+t,所以导体棒做匀加速直线运动,其加速度a=在时刻,导体棒的速度v=v0+t=3v0,此过程中导体棒的位移:导体棒与O点的距离L=l0+x=l0+;(3)在时刻,导体棒的电功率为P0.此时导体棒的有效切割长度为L=l0+;电流强度为I=I0+kt=3I0,根据电功率的计算公式可得P0=BILv解得:。

2.(2019四川内江二模)如图所示,两光滑平行金属导轨abcd、d'c'b'a',aa'之间接一阻值为R的定值电阻,dd'之间处于断开状态,abb'a'部分为处于水平面内,且ab=bb'=b'a'=a'a=L,bcdb'c'd'部分为处于倾角为θ的斜面内,bc=cd=dd'=d'c'=c'b'=b'b=L.abb'a'区域存在一竖直向下的磁场B1,其大小随时间的变化规律为B1=kt (k为大于零的常数);cdd'c'区域存在一垂直于斜面向上的大小恒为B2的磁场。

一阻值为r、质量为m的导体棒MN垂直于导轨从bb'处由静止释放。

不计导轨的电阻,重力加速度为g。

求:(1)导体棒MN到达cc'前瞬间,电阻R上消耗的电功率;(2)导体棒MN从bb'到达cc'的过程中,通过电阻R的电荷量;(3)若导体棒MN到达cc'立即减速,到达dd'时合力恰好为零,求导体棒MN从cc'到dd'运动的时间。

【名师解析】(1)因磁场B1随时间的变化规律为B1=kt,所以,abb'a'所组成回路产生的感应电动势为:流过电阻R的电流为:电阻R消耗的功率为:联立以上各式求得:;(2)电阻R的电荷量为:其中根据牛顿第二定律有:mg sinθ=ma导体棒从MN从bb'到达cc'中,通过的位移为:联立解得:;(3)根据(2)问,求得导体棒到达cc'时的速度为:到达dd'时合力为0,则有:解得:导体棒MN从cc'到达dd'过程中,运用动量定理有:从cc'到达dd'过程中,流过导体棒MN的电荷量为:联立以上式子,求得:(式中,)答:(1)导体棒MN到达cc'前瞬间,电阻R上消耗的电功率;(2)导体棒MN从bb'到达cc'的过程中,通过电阻R的电荷量;(3)若导体棒MN到达cc'立即减速,到达dd'时合力恰好为零,导体棒MN从cc'到dd'运动的时间(式中)。

3.(12分)(2019山东聊城二模)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上,导轨宽度为L,下端接有阻值为R的电阻,导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中.轻绳一端跨过光滑定滑轮,悬吊质量为m的小物块,另一端平行于斜面系在质量为m的金属棒的中点,现将金属棒从PQ位置由静止释放,金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计,重力加速度为g.(1)求金属棒匀速运动时的速度大小;(2)若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时,磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化,使回路中无电流,请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式.【名师解析】4.(2019吉林三模)如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨,相距L=0.2m,左侧轨道的倾斜角θ=30°,右侧轨道为圆弧线,轨道端点间接有电阻R=1.5Ω,轨道中间部分水平,在MP、NQ间有距离为d=0.8m,宽与导轨间距相等的方向竖直向下的匀强磁场。

磁感应强度B随时间变化如图乙所示。

一质量为m=10g、导轨间电阻为r=1.0Ω的导体棒a从t=0时刻无初速释放,初始位置与水平轨道间的高度差H=0.8m。

另一与a棒完全相同的导体棒b静置于磁场外的水平轨道上,靠近磁场左边界PM.a棒下滑后平滑进入水平轨道(转角处无机械能损失),并与b棒发生碰撞而粘合在一起,此后作为一个整体运动。

导体棒始终与导轨垂直并接触良好,轨道的电阻和电感不计,g取10m/s2.求:(1)a导体棒进入磁场前瞬间速度大小和a导体棒从释放到进入磁场前瞬间过程中所用的时间(2)粘合导体棒刚进入磁场瞬间受到的安培力大小(3)粘合导体棒最终静止的位置离PM的距离(4)全过程电阻R上产生的焦耳热【思路分析】(1)a导体棒进入磁场前做匀加速运动,只有重力做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律求a导体棒进入磁场前瞬间速度大小。

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