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1、应用动力学和能量观点分析电磁感应问题(限时： 45 分钟 ) 一、单项选择题1 如图 1 所示，边长为L 的正方形金属框ABCD 在水平恒力F 作用下，穿过宽度为d 的有界匀强磁场已知dl)，质量为 m，电阻为 R.开始时，线框的下边缘到磁场上边缘的距离为 h.将线框由静止释放，其下边缘刚进入磁场时，线框的加速度恰好为零则线框进入磁场的过程和从磁场下边穿出磁场的过程相比较，有() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页图 9 A产生的感应电流的方向相同B所受的安培力的方向相反C进入磁场的过程中产生的热量大于穿出磁场的过
2、程中产生的热量D进入磁场过程中所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间答案D 解析根据楞次定律， 线框进入磁场时感应电流沿逆时针方向，线框离开磁场时，感应电流沿顺时针方向，选项A 错误；根据楞次定律“ 来拒去留 ” 的结论，线框进出磁场时，所受安培力方向都向上，选项B 错误；由 dl，线框穿出磁场时的平均速度大于进入磁场时的平均速度，所以穿出磁场时所用时间小于进入磁场时所用的时间，选项D 正确；根据FBIl B2l2vR可知，穿出磁场时的平均安培力大于进入磁场时的平均安培力，所以穿出磁场时安培力做的功多，产生的热量多，选项C 错误二、多项选择题10如图10 所示，边长为L、不可形变的正方形导线框
3、内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间 t 的变化关系为Bkt(常量 k 0)回路中滑动变阻器R 的最大阻值为 R0，滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2R02.闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势，则() 图 10 AR2两端的电压为U7B电容器的a 极板带正电C滑动变阻器R 的热功率为电阻R2的 5 倍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页D正方形导线框中的感应电动势kL2答案AC 解析由楞次定律可知，正方形导线框中的感应电流方向为逆时针方向，所以电容器b
4、极板带正电， 选项 B 错误 根据法拉第电磁感应定律，正方形导线框中的感应电动势Ek r2，选项 D 错误 R2与R02的并联阻值R并R02R02R02R02R04，根据串联分压的特点可知：UR2U74R014R017U，选项 A 正确由 PU2R得： PR2U2R2R22U249R0，PR27U2R0217U2R0210U249R0，所以 PR5PR2选项 C 正确11如图 11 所示，一轨道的倾斜部分和水平部分都处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，且磁场方向都与轨道平面垂直，水平轨道足够长一质量为m 的水平金属棒ab，从静止开始沿轨道下滑，运动过程中金属棒ab 始终保持与轨道垂直且接触良好金
5、属棒从倾斜轨道转入水平轨道时无机械能损失则ab 棒运动的v t 图象，可能正确的是() 图 11 答案CD 解析金属棒沿倾斜轨道下滑时，开始时重力沿斜面向下的分力大于安培力和摩擦力，金属棒向下加速，随着速度的增大，安培力增大，故导体棒做加速度减小的加速运动，可能在倾斜轨道上加速度减为零，做一段匀速运动，也可能加速度没减为零，导体棒到达水平轨道上时，受安培力和摩擦力的作用，速度越来越小， 安培力越来越小，导体棒减速运动的加速度越来越小，最后静止在轨道上，故C、D 正确， A、B 错误12一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框平面与磁场垂直，线框的右边紧贴着磁场边界，如图12 甲所示 t0
6、时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页开始做匀加速直线运动穿过磁场外力 F 随时间 t 变化的图线如图乙所示已知线框质量 m1 kg、电阻 R 1 .以下说法正确的是() 图 12 A做匀加速直线运动的加速度为1 m/s2B匀强磁场的磁感应强度为22 T C线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为22C D线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热为1.5 J 答案ABC 解析本题考查的是电磁感应定律相关问题，开始时，aFm11m/s21 m/s2，由题图乙可知 t1.0 s
7、时安培力消失， 线框刚好离开磁场区域，则线框边长： l12at212 1 1.02m 0.5 m； 当 t1.0 s时， F3 N， 由牛顿第二定律得FB2l2vR3 NB2 0.521N1 kg 1 m/s2， 得到 B2 2 T， q I t12BlvRt12 221 1.0 C22C；Q I2Rt(22)2 1 1.0 J0.5 J，故 D 错， A、B、C 正确13如图 13 所示， 在倾角为的光滑斜面上，存在着两个大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ 和 JG 均为 L，一个质量为m、电阻为R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab
8、边刚越过GH 进入磁场时，线框恰好以速度v0做匀速直线运动；当ab 边下滑到JP 与 MN 的中间位置时，线框又恰好以速度v 做匀速直线运动则下列说法正确的是() 图 13 Avv0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页B线框离开MN 的过程中电流方向为adcdaC当 ab 边刚越过JP 时，线框加速度的大小为3gsin D 从 ab 边刚越过 GH 到 ab 边刚越过MN 过程中，线框产生的热量为2mgLsin 1532mv20答案BCD 解析ab 边刚越过GH 进入磁场时，线框做匀速直线运动，安培力BIL mgsi
9、n ，当 ab 边刚越过 JP 时， ab、cd 边都切割磁感线，感应电流变为原来的2 倍，总的安培力变为原来的4 倍， 4BILmgsin ma，a3gsin ，选项 C 正确； ab 边越过 JP 后，导体棒先做减速运动，当再次匀速时，安培力的合力仍等于mgsin ，由B2L2v0Rmgsin 、4B2L2vRmgsin 得，v14v0， 选项 A 错误；根据楞次定律， 线框离开MN 的过程中， 感应电流的方向应该为adcba，选项 B 正确；从 ab 边刚越过GH 到 ab 边刚越过 MN，根据动能定理有2mgLsin W12mv212mv20，所以克服安培力做的功为W2mgLsin 1532mv20，选项 D 正确 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页