寧夏自主招生物理模擬試題：電磁感應(yīng)中的能量問題

1、2000份高職單招試題，全部免費(fèi)提供！育龍單招網(wǎng)，單招也能上大學(xué)2016年寧夏自主招生物理模擬試題:電磁感應(yīng)中的能量問題【試題內(nèi)容來自于相關(guān)網(wǎng)站和學(xué)校提供】1：如圖，、是間距為的平行光滑金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場中，、間接有一阻值為的電阻。一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力作用下以速度向右勻速運(yùn)動，不計導(dǎo)軌電阻，則(    )A、通過電阻的電流方向為B、兩點(diǎn)間的電壓為C、端電勢比端高D、外力做的功等于電阻產(chǎn)生的焦耳熱2：兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可

2、忽略不計，斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直斜面向上。質(zhì)量為，電阻可不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖所示，在這個過程中（    ）A、作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零B、作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和C、恒力F與安培力的合力所做的功等于零D、恒力F與重力的合力所做的功等于電阻上發(fā)出的焦耳熱3：如圖所示，水平地面上方矩形虛線區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個閉合線圈l和分別用同樣的導(dǎo)線繞制而成，其中I是邊長為L的正方形，是長2L、寬L的矩形。將兩線圈

3、從圖示位置同時由靜止釋放。線圈下邊進(jìn)入磁場時，I立即做一段時間的勻速運(yùn)動。已知兩線圈在整個運(yùn)動過程中，下邊始終平行于磁場上邊界，不計空氣阻力。則A、下邊進(jìn)入磁場時，也立即做一段時問的勻速運(yùn)動B、從下邊進(jìn)入磁場開始的一段時間內(nèi)。線圈做加速度不斷減小的加速運(yùn)動C、從下邊進(jìn)入磁場開始的一段時間內(nèi)，線圈做加速度不斷減小的減速運(yùn)動D、線圈先到達(dá)地面4：如圖所示，由粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料做成的單匝矩形線框abcd的電阻為R，線框的質(zhì)量為m，高度為L、寬度為2L。若線框無初速度地從高處落下，下邊保持水平向下平動。在線框的下方，有一個上、下界面都是水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場區(qū)高度為2L，磁場方向與線框平面垂直。閉合線

4、圈下落后，可勻速進(jìn)入磁場區(qū)。對此，下列說法中正確的是A、線圈ab邊剛進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流的方向為abcdaB、線圈ab邊剛進(jìn)入磁場時，a、b兩點(diǎn)間的電壓為C、線圈在磁場以上，下落的高度為D、線圈從開始下落到ab邊剛好離開磁場的過程中，電路中產(chǎn)生的電能為2mgL5：（2015。上海普陀一模）如圖甲，固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)忍=20，總電阻=2.5 ，邊長=0.3 m，處在兩個半徑均為的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域中。線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓中心重合，線框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓中心重合。磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直水平面向外，大小不變；垂直水平面向里，大小隨時間變化，、的值如圖乙所示(   

5、; ) A、通過線框中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向 B、=0時刻穿過線框的磁通量為0.l WbC、在=0.6 s內(nèi)通過線框中的電荷量為0.12 C D、經(jīng)過=0.6 s線框中產(chǎn)生的熱量為0.06 J6：如圖所示，將邊長為L、總電阻為R的正方形閉合線圈，從磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以速度v勻速拉出（磁場方向，垂直線圈平面）（1）所用拉力F        。    （2）拉力F做的功W       

6、60; 。（3）拉力F的功率PF       。（4）線圈發(fā)熱的功率P熱        。7：（2015。上海單科）如圖，金屬環(huán)用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)。若變阻器滑片向左移動，則金屬環(huán)將向_（填“左”或“右”）運(yùn)動，并有_（填“收縮”或“擴(kuò)張”）趨勢。8：（2010。福建理綜）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個定值電阻。導(dǎo)體棒和放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線以下

7、區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過斜面向上的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)對棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動，此時放在導(dǎo)軌下端的棒恰好靜止。當(dāng)棒運(yùn)動到磁場的上邊界處時，撤去拉力，棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動一小段距離后再向下滑動，此時棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)棒再次滑回到磁場上邊界處時，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動。已知棒、棒和定值電阻的阻值均為，棒的質(zhì)量為，重力加速度為，導(dǎo)軌電阻不計。求(l)棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動的過程中，棒中的電流與定值電阻中的電流之比；(2)棒質(zhì)量；(3)棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動時所受的拉力。9：（1）求流過電阻R的電流的大小和方向；（2）為保證持續(xù)正常發(fā)電，無論有無磁場存在，都對管道兩端電離氣體施

8、加附加壓強(qiáng)，使管道兩端維持一個水平向右的恒定壓強(qiáng)差p，求p的大??；（3）求這臺磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。10：如圖所示，間距為、半徑為的內(nèi)壁光滑的圓弧固定軌道，右端通過導(dǎo)線接有阻值為的電阻，圓弧軌道處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。質(zhì)量為、電阻為、長度也為的金屬棒，從與圓心等高的處由靜止開始下滑，到達(dá)底端時，對軌道的壓力恰好等于金屬棒的重力2倍，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻，空氣阻力忽略不計，重力加速度為。求：（1）金屬棒到達(dá)底端時，電阻兩端的電壓多大；（2）金屬棒從處由靜止開始下滑，到達(dá)底端的過程中，通過電阻的電量；（3）用外力將金屬棒以恒定的速率從軌道的低端拉回與圓心等高的處的過程中，電

9、阻產(chǎn)生的熱量。11：如圖，在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ,導(dǎo)軌間距離為，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，它們的質(zhì)量和電阻分別為和,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，已知：桿1被外力拖動，以恒定的速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動，導(dǎo)軌的電阻可忽略，求此時桿2克服摩擦力做功的功率。      12：如圖所示，用質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь€做成邊長為l的單匝正方形線框MNPQ，線框每一邊的電阻都相等。將線框置于光滑絕緣的水平面

10、上。在線框的右側(cè)存在豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場，磁場邊界間的距離為2l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在垂直MN邊的水平拉力作用下，線框以垂直磁場邊界的速度v勻速穿過磁場。在運(yùn)動過程中線框平面水平，且MN邊與磁場的邊界平行。求：（1）線框MN邊剛進(jìn)入磁場時，線框中感應(yīng)電流的大小；（2）線框MN邊剛進(jìn)入磁場時，M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN；（3）在線框從MN邊剛進(jìn)入磁場到PQ邊剛穿出磁場的過程中，水平拉力對線框所做的功W。13：兩個沿豎直方向的磁感強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場穿過光滑的水平桌面，它們的寬度均為L.質(zhì)量為m、邊長為L的平放在桌面上的正方形線圈的ab邊與磁場邊界ee的距離為L，如圖所示.線圈在恒力作用

11、下由靜止開始沿桌面加速運(yùn)動，ab邊進(jìn)入右邊的磁場時恰好做速度為v的勻速直線運(yùn)動.求：（1）當(dāng)ab邊剛越過ff時線圈的加速度.(2)當(dāng)ab邊運(yùn)動到ff與gg之間的正中間位置時，線圈又恰好做勻速直線運(yùn)動，從ab邊剛越過ee到達(dá)右邊磁場正中間位置的過程中，線圈共產(chǎn)生多少熱量？               14：（18分）如圖所示，質(zhì)量，電阻，長度的導(dǎo)體棒橫放在U型金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)，相距0.4m的、相互平行，

12、電阻不計且足夠長。電阻的垂直于。整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度。垂直于施加的水平恒力，從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，始終與、保持良好接觸。當(dāng)運(yùn)動到某處時，框架開始運(yùn)動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。（1）求框架開始運(yùn)動時速度v的大??；（2）從開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中，上產(chǎn)生的熱量，求該過程位移x的大小。15：如圖所示，寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒從靜止開始

13、沿導(dǎo)軌運(yùn)動（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直）。ab棒從靜止開始經(jīng)過時間t=1.5s獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒的電量q=2.8C（框架電阻不計，g取10m/s2）。問：（1）ab棒達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？（2）棒的電阻R產(chǎn)生熱量多少？答案部分1、C由右手定則或楞次定律可判斷出通過電阻的電流方向為逆時針方向，即，故選項A錯誤。中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，兩端電壓，故選項B錯誤。由右手定則知端電勢比端高，故選項C正確。由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，外力做的功等于整個回路（即電阻和金屬棒）產(chǎn)生的焦耳熱，故選項D錯誤。2、A,D 導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中受重力、安培力、支持力和拉力F四個力的作用，由于a

14、b作勻速運(yùn)動，故四力的合力為零，合力做功為零；恒力F與安培力、支持力的合力一定大小等于重力mg，方向與重力方向相反，故這個合力所做的功即等于導(dǎo)體重力所做的功mgh，故C錯；恒力F與重力、支持力的合力一定大小與相等，方向與的方向相反，故這個合力做的功即等于克服安培力做的功，由于克服做的功等于電路中產(chǎn)生的電能，即等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，故選項D正確。3、C：線圈下邊進(jìn)入磁場時，I立即做一段時間的勻速運(yùn)動。中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是I的2倍，受到的安培力是I的2倍，但是的重力只是I的3/2倍，所以線圈立即做加速度不斷減小的減速運(yùn)動，選項AB錯誤C正確；線圈后到達(dá)地面，選項D錯誤。4、A,C本題考查的是電磁

15、感應(yīng)定律問題，線圈ab邊剛進(jìn)入磁場時，磁通量增大，感應(yīng)電流的方向為abcda，A正確，線圈ab邊剛進(jìn)入磁場時，產(chǎn)生的安培力與重力相等，a、b兩點(diǎn)間的電壓為，B錯誤；由，可得，C正確；線圈從開始下落到ab邊剛好離開磁場的過程中，電路中產(chǎn)生的電能為4mgL，D錯誤；5、ACD磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直水平面向外且大小不變，垂直水平面向里，大小隨時間的變化而增大，線框的磁通量先向外減小后向里增大，由楞次定律可得，線框中感應(yīng)電流方向為逆時針方向，故A正確；=0時刻穿過每匝線框的磁通量為：=1×0.5×3.14×0.12 Wb-2××3.14×0.12 W

16、b5.2×10-3 Wb，故B錯誤；在=0.6 s內(nèi)通過線框中的電量C=0.12 C，故C正確；由=J0.06 J，故D正確。6、                根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，安培力；拉力F做的功；拉力F的功率；線圈發(fā)熱的功率。7、左  收縮滑片向左移動時，電阻減小，電流增大，穿過金屬環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)將向左運(yùn)動，并有收縮趨勢。 8、(1)2：1 (2)(3)(1)棒沿導(dǎo)軌向

17、上運(yùn)動時，棒、棒及電阻中的電流分別為，有                                           由解得     

18、;          (2)由于棒在上方滑動過程中機(jī)械能守恒，因而棒在磁場中向上滑動的速度大小與在磁場中向下滑動的速度大小相等，即                      設(shè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，導(dǎo)體棒長為。棒在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為     

19、;                   當(dāng)棒沿斜面向上運(yùn)動時                               

20、;       當(dāng)棒向下勻速運(yùn)動時，設(shè)棒中的電流為，則                                        由解得(3)由題知導(dǎo)體棒沿

21、斜面向上運(yùn)動時，所受拉力聯(lián)立以上各式解得9、（1） 電流方向為M到N（2）（3）（1）（8分）將電離氣體等效為導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E="Bhv " （2分）內(nèi)電阻  （2分）根據(jù)歐姆定律  （2分）解得    （1分）電流方向為M到N   （1分）（2）（5分）已知摩擦力與流速成正比，設(shè)比例系數(shù)k取管道內(nèi)全部氣體為研究對象，根據(jù)力的平衡無磁場時  （2分）有磁場時  （2分）解得 （1分）

22、（3）（7分）輸入功率   （2分）電源功率  （2分）發(fā)電效率  （1分）10、（1）（2） （3）試題分析：（1）金屬棒滑到軌道最低點(diǎn)時，根據(jù)牛頓定律有            根據(jù)題意           金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢    &#

23、160;    金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流         電阻兩端的電壓       由方程式解得      （2）金屬棒從ab處由靜止開始下滑，到達(dá)底端cd的過程中，通過電阻R的電量：       根據(jù)歐姆定律有：     

24、;  根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：      線框進(jìn)入磁場過程中磁通量的變化量：        由以上各式解得：        （3）金屬棒以恒定的速率從軌道的低端拉回與圓心等高的處的過程中，金屬棒垂直于磁場方向的速度        金屬棒切割產(chǎn)生的電動勢  &

25、#160;       電路中的電流       金屬棒運(yùn)動的時間           金屬棒產(chǎn)生的熱量           解得         評

26、分標(biāo)準(zhǔn)：本題16分。第一問共5分,其中式每式各1分；第二問共計5分，其中式每式各1分。第三問共計6分。其中式每式各1分?？键c(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)的綜合問題。11、解法一：設(shè)桿2的運(yùn)動速度為v，由于兩桿運(yùn)動時，兩桿間和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢      感應(yīng)電流     桿2作勻速運(yùn)動，它受到的安培力等于它受到的摩擦力， 導(dǎo)體桿2克服摩擦力做功的功率    解得    

27、0;解法二：以F表示拖動桿1的外力，以I表示由桿1、桿2和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中的電流，達(dá)到穩(wěn)定時，對桿1有     對桿2有      外力F的功率     以P表示桿2克服摩擦力做功的功率，則有 由以上各式得     12、(1)線框MN邊在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電動勢       （3分）線框中的感應(yīng)電流

28、0;                         （3分）(2)M、N兩點(diǎn)間的電壓                 （3分）(3)線框運(yùn)動過程中有感應(yīng)電流的時間 &#

29、160;                 （3分）此過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q =" I"2Rt =               （3分）根據(jù)能量守恒定律得水平外力做功W=Q=       &

30、#160; （3分）略13、（1）a=方向與運(yùn)動方向相反.(2)Q=mv2（1）設(shè)恒力為F，由線圈開始運(yùn)動到ab邊進(jìn)入磁場前瞬間，根據(jù)動能定理W=Ek得F=                                    &

31、#160;                                                 &

32、#160;ab邊剛越過ee未到達(dá)ff時做勻速運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，磁場力大小F1=F，設(shè)磁感強(qiáng)度為B，線圈電阻為R，則感應(yīng)電動勢E1=BLv磁場力F1=BI1L因為I1=得F=                                   

33、60;                                           當(dāng)ab邊剛越過ff地，ab、cd邊感應(yīng)電動勢大小、方向相同，總電動勢2=21,

34、電流I2=2I1                                                

35、0;                                                 

36、0;                                                 

37、0;                           故磁場力的合力F2=4F1                    

38、60;                                                 

39、60;                                                 

40、60;                                               由牛頓第二定律和、式得a=方向

41、與運(yùn)動方向相反.(2)設(shè)ab邊運(yùn)動到ff與gg正中間時速度為v3,則感應(yīng)電動勢3=2BLv3，磁場力大小F3=                                         

42、;                                                  

43、;               此時線圈又做勻速運(yùn)動，磁場力的大小F3=F                               &#

44、160;             由、式得v3=                                   &

45、#160;                                           根據(jù)動能定理WF-WB=Ek根據(jù)能量守恒定律，從ab邊剛越過ee到達(dá)右側(cè)磁

46、場正中間過程中，線圈產(chǎn)生的熱量與磁場力做的功大小相等，得Q=FL+mv2-mv23                                           &

47、#160;                                     由、式得Q=mv214、（1）6m/s         

48、                          (2) x="1.1m               "      &

49、#160;                   （1）ab對框架的壓力                          框架受水平面的支持力

50、0;                                              依題意，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則框架受

51、到最大靜摩擦力                                                ab中的感

52、應(yīng)電動勢E=                                   MN中電流                               MN受到的安培力