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1、-1-专题 04 与能量相关电磁感应问题1(2017 河南部分重点中学联考)如图，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场，从虚线下方竖直上拋一正方形线圈，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面内，不计空气阻力，则（）A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B上升过程通过导线截面的电荷量等于下降过程通过导线截面的电荷量C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上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程重力的平均功率【参考答案】BC 在线圈先上升又落回到原处地过程中，由于电磁感应，线圈的机械能减小转化为内能，经过同一点时线圈上升的速度大于下降速度
2、，上升时安培力的大小大于下降时安培力的大小而两个过程位移大小相等，则上升过程中克服磁场力做的功大于下降过程中克服磁场力做的功，故 A错误；由 q=可知，由于两过程中磁通量的变化量相等，因此两过程中通过导线截面的电荷量相等，故 B正确；由于经过同一点时线圈上升的速度大于下降速度，而上升和下降两个过程位移大小相等，所以上升的时间小于下降的时间，由于高度相等，上升过程中克服重力做功与下降过程中重力做功相等，则上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率，故 C正确，D错误2.CD、EF是两条水平放置的电阻可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导
3、轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -2-d，如图 5 所示。导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为，则下列说法中正确的是()A.电阻R的最大电流为Bd2ghRB.流过电阻R的电荷量为BdLRC.整个电路中产生的焦耳热为mghD.电阻R中产生的焦耳热为12mg(hd)【参考答案】D 3.(2016湖南雅礼中学一模)一个边长为L的正方形导线框在倾角为 的光滑斜
4、面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方垂直于斜面向上的匀强磁场中。如图15 所示，斜面以及虚线下方的磁场往下方延伸到足够远。下列说法正确的是()A.线框进入磁场的过程，b点的电势比a点高B.线框进入磁场的过程一定是减速运动名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -3-C.线框中产生的焦耳热小于线框减少的机械能D.线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电荷量相等【参考答案】D 4（江西赣州期末）如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中abcdL，ab边接有定值电阻R，cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来
5、。线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（）A.初始时刻cd边所受安培力的大小为220B LmgRvB.线框中产生的最大感应电流可能为0BLRvC.cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于2012mQvD.在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为2021vm【参考答案】名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -4-5.(20
6、15福建理综，18)如图 15，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大【参考答案】C【名师解析】设PQ左侧电路的电阻为Rx，则右侧电路的电阻为3RRx，所以外电路的总电阻为R外Rx（3RRx）3R，外电路电阻先增大后减小，路端电压先增大后
7、减小，所以B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ中的电流IERR外，先减小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即FBIL，拉力的功率PBILv，故先减小后增大，所以C正确；外电路的总电阻R外Rx（3RRx）3R，最大值为34R，小于导体棒的电阻R，又外电阻先增大后减小，由电源的输出功率与外电阻的关系图象可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故D错误。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -5-6（2016 河南开封一模）如右图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接；导体棒ab电阻为r，导轨和
8、导线电阻不计，匀强磁场竖直向上。若导体棒ab以一定初速度v下滑，则关于ab棒下列说法中正确的为 ()A所受安培力方向水平向右B可能以速度v 匀速下滑C刚下滑的瞬间ab棒产生的电动势为BLvD减少的重力势能等于电阻R上产生的内能【参考答案】AB【考点】本题考查了电磁感应、安培力、法拉第电磁感应定律、平衡条件、能量守恒定律及其相关的知识点。【易错点拨】解答此题常见错误主要有：一是没有认真审题，没有将图与题述结合考虑，ab棒下滑，认为所受安培力沿斜面向上，漏选A；二是没有考虑到速度方向与磁场方向不垂直，误选 C；三是没有考虑到ab 棒可能加速运动或减速运动，误选D。7.(多选)如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为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k0)。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()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -6-A.R2两端的电压为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D.正方形导线框中的感应电动势为kL2【参考答案】AC 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -