《2021年2021年2021年贵州自主招生物理模拟试题：电磁感应中的能量问题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年2021年2021年贵州自主招生物理模拟试题：电磁感应中的能量问题.docx（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -2021年 XX 自主招生物理模拟试题 :电磁感应中的能量问题【试题内容来自于相关和学校供应】1：水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开头时ab 棒以水平初速度v0 向右运动，最终静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情形比较，这个过程（ ）A.安培力对ab 棒所做的功不相等B.电流所做的功相等C.产生的总内能相等D.通过 ab 棒的电量相等2：弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，将磁铁抬到某一高度放下，磁铁能上下振动较长时间才停下来，如图甲所示，假如在磁铁下端放一个固定的铁环
2、，使磁铁上.下振动穿过它，能使磁铁较快停下来，如图乙所示，如将铁环换成超导环如图丙所示，可以估计以下表达正确选项()A.放入超导环磁铁机械能转化成一部分电能，而电能不会转化为内能，能维护较大电流，从而对磁铁产生更大阻力，故超导环阻尼成效明显B.放入超导环，电能不能转化为内能，所以没有机械能与电能的转化，超导环不产生阻尼作用C.放人铁环后，磁铁的机械能转化为电能，然后进一步转化为内能，磁铁的机械能能快速地转化掉，具有阻尼成效D.放入铁环后，磁铁的机械能转化为热量，缺失掉了，能起阻尼作用 3：如下列图，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平
3、面，磁感应强度为B.有一质量为m 长为 l 的导体棒从ab 位置获得平行于斜面的，大小为v 的初速度向上运动， 最远到达ab的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为就.()第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B.上滑过程中电流做功发出的热量为mv 2 mgs(sin cos)C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv 2D.上滑过程中导体棒缺失的机械能为mv 2 mgssin 4：如下列图，两根电阻不计的光滑平行金属导轨的倾角
4、为，导轨下端接有电阻，匀强磁场垂直于导轨平面对上；质量为.电阻不计的金属棒在沿导轨平面且与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，上滑高度为；在此过程中 ()A.金属棒所受各力的合力所做的功为零 B.金属棒所受各力的合力所做的功等于和电阻上产生的焦耳热之和C.恒力与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻上产生的焦耳热之和D.恒力与重力的合力所做的功等于电阻上产生的焦耳热第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -5：（ 2021；XX 理综）如下列图，相距为的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面
5、的夹角为，上端接有定值 电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为；将质量为的导体棒由静止释放，当速度达到时开头匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为，导体棒最终以2的速度匀速运动；导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为；以下选项正确选项()A.B.C.当导体棒速度达到时加速度大小为D.在速度达到2以后匀速运动的过程中，上产生的焦耳热等于拉力所做的功6：（ 2021；XX 单科） 如图， 金属环用轻绳悬挂， 与长直螺线管共轴，并位于其左侧； 如变阻器滑片向左移动，就金属环将向 （填 “左”或 “右”）运动，并有 （填 “收缩 ”或“
6、扩 X”）趋势；第 3 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -7：如下列图， 将边长为L.总电阻为R 的正方形闭合线圈，从磁感强度为B 的匀强磁场中以速度v 匀速拉出 （磁场方向，垂直线圈平面）（ 1）所用拉力F；（ 2）拉力 F 做的功 W ；（ 3）拉力 F 的功率 PF；（ 4）线圈发热的功率P 热；8：（2021XX 物理）（ 14 分）如图，宽度L=0.5m 的光滑金属框架MNPQ 固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非匀称分布， 将质量
7、 m=0.1kg ，电阻可忽视的金属棒ab 放置在框架上， 并且框架接触良好，以 P 为坐标原点，PQ 方向为 x 轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x 轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用；求：（ 1）金属棒 ab运动 0.5m ，框架产生的焦耳热Q；（ 2）框架中aNPb 部分的电阻R 随金属棒ab 的位置 x 变化的函数关系； （ 3）为求金属棒ab 沿 x 轴负方向运动0.4s 过程中通过ab 的电量 q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以与 0.4s 时回路内的电阻R，然后代入q=求解指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果；9：如下列图，
8、两条平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为=0.2 m ，在导轨的一端接有阻值为=0.5 的电阻，第 4 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -在0处有一与水平面垂直的匀称磁场，磁感应强度=0.5 T；一质量为=0.1 kg 的金属杆垂直放置在导轨上，以=2 m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力，的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为=2 m/s 2，方向与速度方向相反；设导轨和金属杆的电阻都可以忽视，且接触良好；求：(1)电流为零时金属杆所处的位置； (2)电流为最大值的一半
9、时施加在金属杆上的外力的大小与方向；(3)保持其他条件不变，而初速度取不同值，求开头时的方向与初速度的关系；10：如下列图，宽度L=1m 的足够长的U 形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B=1T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg.电阻 R=1.0 的金属棒ab，棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 =0.5，现用功率恒为 6W 的牵引力F 使棒从静止开头沿导轨运动（ab 棒始终与导轨接触良好且垂直）； ab 棒从静止开头经过时 间t=1.5s获 得 稳 定 速度 ， 此 过 程 中 ， 通 过 棒的 电 量q=2.8C （ 框 架 电 阻 不 计 ， g取10m/s 2
10、 ）； 问 ：（ 1）ab 棒达到的稳固速度多大？（2）棒的电阻R 产生热量多少？11：如下列图 、正方形导线框 abcd 的质量为m .边长为l、导线框的总电阻为R.导线框从垂直纸面对里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落、下落过程中 、导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内、cd 边保持水平 .磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面对里、磁场上 .下两个界面水平距离为l. 已知 cd 边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动.重力加速度为第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -g.(1)求 cd
11、边刚进入磁场时导线框的速度大小;(2)请证明 :导线框的cd 边在磁场中运动的任意瞬时、导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率;(3) 求从导线框cd 边刚进入磁场到ab 边刚离开磁场的过程中、导线框克服安培力所做的功.12：如下列图， 质量=0.1 kg ，电阻=0.3 ，长度=0.4 m 的导体棒横放在 U 形金属框架上， 框架质量=0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2，相距 0.4 m 的.相互平行，电阻不计且足 够长；电阻=0.1 的垂直于；整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度=0.5 T；垂直于施加=2 N 的水平恒力，从静止开头无摩擦地运
12、动，始终与.，保持良好接触；当运动到某处时，框架开头运动；设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 10 m/s 2 ；(1)求框架开头运动时速度的大小：(2)从开头运动到框架开头运动的过程中，上产生的热量=0.1 J，求该过程位移的大小；13：如下列图，将边长为a.质量为m.电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b.磁感应强度为B 的匀强磁场， 磁场的方向垂直纸面对里；线框向上离开磁场时的速度刚好为进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后连续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场；整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f 且线框不发生转动； 求：(1）线框在下落阶段匀速进人磁场
13、时的速度V2；(2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1；(3）第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q；14：（ 2021；XX 理综）如下列图，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距=0.5 m ，左端接有阻值=0.3 的电阻；一质量=0.1 kg，电阻=0.1 的金属棒放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度=0.4 T；棒在水平向右的外力作用下，由静止开头以=2 m/s 2 的加速度做匀加速运动，当棒的位移=9
14、 m 时撤去外力，棒连续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比=2： 1；导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触；求(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻的电荷量；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热；(3)外力做的功；15：（ 2021；XX 理综）如下列图，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角=30的斜面上，导轨电阻不计，间距=0.4 m ；导轨所在空间被分成区域I 和，两区域的边界与斜面的交线为， I 中的匀强磁场方向垂直斜面对 下， 中的匀强磁场方向垂直斜面对上，两磁场的磁感应强度大小均为=0.5 T；在区域 I 中，将质量=0.1
15、kg，电阻=0.1 的金属条曲放在导轨上，刚好不下滑；然后，在区域 中将质量=0.4 kg ，电阻=0.1 的第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -光滑导体棒置于导轨上，由静止开头下滑；在滑动过程中始终处于区域 的磁场中，.始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取=10 m/s 2；问(1)以下滑的过程中，中的电流方向；(2)刚要向上滑动时，的速度多大；(3)从开头下滑到刚要向上滑动的过程中，滑动的距离=3.8 m ，此过程中上产生的热量为多少；答案部分1.A、C试题分析：由题意知，当导轨光
16、滑时，金属棒克服安培力做功，动能全部转化为焦耳热，即；当导轨粗糙时，金属棒在导轨上滑动，要同时克服摩擦力.安培力做功，动能转化为摩擦生热和焦耳热；由以上分析可知，导轨粗糙时，安培力做的功少，导轨光滑时，安培力做的功多，即安培力做功不相等，电流做功不相等，所以 A 正确； B 错误；两种情形下，产生的内能相等，都等于金属棒的初动能，故C 正确；由上分析知，两种情形导体棒运动的位移不相等，依据通过的电荷量知，通过 ab 棒的电量不相等， 所以 D 错误；考点：此题考查能量守恒第 8 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - -
17、 - - - -2.C放入超导环，磁铁向下运动时，机械能转化为电能，而电能不会转化为内能，在磁铁向上运动过程中，又转化为 机械能，不能起阻尼作用，A.B 均错；而放入铁环后，磁铁的机械能转化为电能，电能又进一步转化为内能，具有阻尼成效，C 对. D 错；3.A、B、D此题考查的为电磁感应定律和力学的综合问题，上滑过程中开头时导体棒的速度最大，受到的安培力最大为；依据能量守恒，上滑过程中电流做功发出的热量为mv2 mgs(sin cos；)上滑过程中导体棒克服安培力做的功等于产生的热也为mv2 mgs(sin cos)；上滑过程中导体棒缺失的机械能为mv2 mgssin ；4.AD由于金属棒沿导
18、轨匀速上滑，依据动能定理可知金属棒所受各力的合力所做的功为零，选项A 正确， B 错误；恒力与重力的合力所做的功等于金属棒克服安培力所做的功，或者说等于电阻上产生的焦耳热，克服安培力所做的功就等于电阻上产生的焦耳热，不要把二者混淆，选项C 错误， D 正确；5.AC对导体棒受力分析如图；当导体棒以匀速运动时 （如图甲），应有：；当加力后 以2匀 速 运 动 时 （ 如 图 乙 ）， 两 式 联 立 得， 就， A正 确B错 误 ； 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 当 导 体 棒 的 速 度 为时 ， C 正确；由功能关系，当导体棒达到2以后匀速运动的过程中，上产生的焦耳热等于拉力所做的功与削减
19、的重力势能之和，D 错误；第 9 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -6.左收缩滑片向左移动时，电阻减小，电流增大，穿过金属环的磁通量增加，依据楞次定律，金属环将向左运动，并有收缩趋势；7.依据法拉第电磁感应定律有：，安培力；拉力 F 做的功；拉力 F的功率；线圈发热的功率；8.（ 1）（ 2）（ 3）见解析（ 1 ），由于运动中金属棒仅受安培力作用，所以F=BIL 又，所以且， 得所 以（ 2 ），得，所以；（ 3）错误之处： 因框架的电阻非匀称分布，所求为0.4s 时回路内的电阻R，不为平均值；
20、正确解法：因电流不变，所以；此题考查电磁感应.电路与牛顿定律.运动学公式的综合应用；难度：难；9.见解析第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -(1)感应电动势，而，即=0 时，=0，所以=1 m ；(2)最大电流，；安培力=0.02 N；向右运动时：，所以=0.18 N，方向与轴正方向相反； 向左运动时：，所以=0.22 N，方向与轴正方向相反；(3)开头时，；所以当=10 m/s 时，方向与轴正方向相反；当=10 m/s 时，方向与轴正方向相同；10.（ 1）（ 2） 5.8J此题考查电磁
21、感应定律与能量的结合，依据导体棒匀速运动，牵引力的功率可得牛顿其次定律的公式，再由能量守恒定律进行求解（1）（ 1 分）（ 1 分）（ 1 分）棒稳固时：（ 2分 ） 由 联 立 解 得（ 1分 ） (2) 由 能 量 守 恒 得 ：(2分)(3 分)（直接写出得出 式亦可得分） 由 联第 11 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -立解得： Q=5.8J分 ) (111.(1)(2) P 安 =P 电. (3) 2mgl(1)设线框 cd 边刚进入磁场时的速度为v、就在 cd 边进入磁场过程时产生的
22、感应电动势为E=Blv根、据闭合电路欧姆定律 、通过导线框的感应电流为I=导线框受到的安培力为F 安=BIl=因 cd 刚进入磁场时导线框做匀速运动、所以有 F 安=mg、以上各式联立 、得:v=.(2)导线框 cd 边在磁场中运动时、克服安培力做功的功率为:P 安=F 安 v代入 (1)中的结果 、整理得 :P 安 =导线框消耗的电功率为:P 电=I2R=因此有 P安 =P 电.(3)导线框 ab 边刚进入磁场时、cd 边即离开磁场、因此导线框连续做匀速运动.导线框穿过磁场的整个过程中、导线框的动能不变 .设导线框克服安培力做功为W 安、依据动能定理有2mgl-W 安=0 解得 W 安 =2
23、mgl.12.(1)6 m/s(2)1.1 m(1)对框架的压力，框架受水平面的支持力，依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，就框架受到的最大静摩擦力，中的感应电动势，中电流，受到的安培力，框架开头运动时，由上述各式代人数据解得=6 m/s ；第 12 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -(2)闭合回路中产生的总热量，由能量守恒定律，得，代入数据解题=1.1 m；13.（ 1） v（ 2） v1（ 3） Q（ 1）由于线框匀速进入磁场，就合力为零；有mgf 解得 v（ 2）设线框离开磁场能上升的最大高
24、度为h，就从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中(mg f) h(mg f) h解得： v1（3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，依据能量守恒定律可得解得： Q14.(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J(1)设棒匀加速运动的时间为，回路的磁通量变化量为，回路中的平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得其中设回路中的平均电流为，由闭合电路的欧姆定律得第 13 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -就通过电阻的电荷量为 联立 式，代入数据得=4.5 C(2)设撤去外力时棒的速度为，对棒的匀
25、加速运动过程，由运动学公式得设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为，由动能定理得撤去外力后回路中产生的焦耳热联立 式，代入数据得=1.8 J(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比，可得=3.6 J在棒运动的整个过程中，由功能关系可知.由.式得=5.4 J第 14 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -15.(1)由流向(2)5 m/s(3)1.3 J(1)由流向；(2)开头放置刚好不下滑时，所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为，有设刚要向上滑时，甜棒的感应电动势为，由法拉第电磁感应定律有设电路中的感应电流为，由闭合电路欧姆定律有设所受安培力为，有此时受到的最大静摩擦力方向沿斜面对下，由平稳条件有综合 式，代入数据解得=5 m/s(3)设棒的运动过程中电路中产生的总热量为，由能量守恒有第 15 页，共 16 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -又解得=1.3 J第 16 页，共 16 页 - - - - - - - - - -