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1、2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第4章 電路與電磁感應(yīng) 考前基礎(chǔ)回扣練8 恒定電流和交變電流
1.
如圖所示，在圓形空間區(qū)域內(nèi)存在關(guān)于直徑ab對稱、方向相反的兩個勻強(qiáng)磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，一金屬導(dǎo)線制成的圓環(huán)大小剛好可與磁場邊界重合，現(xiàn)從圖示位置開始，下列說法中正確的是( )
A．若使圓環(huán)向右平動穿出磁場區(qū)域，感應(yīng)電流先沿逆時針方向后沿順時針方向
B．若使圓環(huán)豎直向上平動穿出磁場區(qū)域，感應(yīng)電流始終沿逆時針方向
C．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動，a點(diǎn)的電勢始終高于b點(diǎn)的電勢
D．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動，b點(diǎn)的電勢始終高于a點(diǎn)的電勢
解析：若圓環(huán)向右平動，穿過圓環(huán)的“·”減少，則
2、磁通量先表現(xiàn)為“×”增加，后表現(xiàn)為“×”減少，由楞次定律知感應(yīng)電流先沿逆時針方向后沿順時針方向，選項(xiàng)A正確；若圓環(huán)豎直向上平動，由于穿過圓環(huán)的磁通量始終為零，未發(fā)生變化，所以圓環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B錯誤；若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動，則在轉(zhuǎn)動的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量始終為零，則a、b兩點(diǎn)的電勢始終相等，選項(xiàng)C、D錯誤．
答案：A
2．[2018·衡水中學(xué)第三次模擬](多選)
如圖所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有向左方向的電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過程中( )
A．穿過線框的磁通量減小
B．線框的機(jī)械能守恒
C．線框中感應(yīng)電流方
3、向?yàn)槟鏁r針方向
D．線框所受安培力的合力為零
解析：線框由靜止釋放，在下落過程中，因電流的磁場離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱，則穿過線框的磁通量在減小，故A正確；在下落的過程中，除重力做功以外，還有安培力做負(fù)功，所以線框不做自由落體運(yùn)動，其機(jī)械能減小，B錯誤；根據(jù)右手螺旋定則，知直導(dǎo)線下方的磁場方向垂直紙面向外，線框由靜止釋放，穿過線框的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向，方向不變，故C正確；線框由靜止釋放，穿過線框的磁通量減小，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻礙線框的運(yùn)動，所以一定受到安培力的作用，故D錯誤．
答案：AC
3．[2018·天津和平區(qū)四模]
如圖所示，一對光滑的平行
4、金屬導(dǎo)軌固定在一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的電阻，一質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝0.1 Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，當(dāng)棒運(yùn)動的位移x＝9 m時撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下來，已知撤去外力前回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝2.025 J，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：
(1)棒在勻加速運(yùn)動過程中，通過電阻R的電荷量q；
(2)金屬棒MN做勻加速運(yùn)動所需外力隨時間變化的表
5、達(dá)式；
(3)外力做的功WF.
解析：(1)棒在勻加速運(yùn)動中，由法拉第電磁感應(yīng)定律得＝，其中ΔΦ＝B.
由閉合電路的歐姆定律得＝
則通過電阻R的電荷量為q＝·Δt
聯(lián)立各式，代入數(shù)據(jù)得q＝2.25 C.
(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝BLv
對棒的勻加速運(yùn)動過程，由運(yùn)動學(xué)公式得v＝at
由閉合電路的歐姆定律得I＝
由安培力公式和牛頓第二定律得F－BIL＝ma
得F＝0.2＋0.05t.
(3)對棒的勻加速運(yùn)動過程，
由運(yùn)動學(xué)公式得v2＝2ax
撤去外力后，由動能定理得安培力做的功
W＝0－mv2
撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2＝－W
聯(lián)立解得Q2＝1.8 J
6、
在棒運(yùn)動的整個過程中，由功能關(guān)系可知
WF＝Q1＋Q2
解得WF＝3.825 J.
答案：(1)2.25 C (2)0.2＋0.05t (3)3.825 J
4．[2018·遼寧本溪二模]如圖所示，在傾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNPQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5 T，磁場寬度d＝0.55 m，有一邊長L＝0.4 m、質(zhì)量m1＝0.6 kg、電阻R＝2 Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量m2＝0.4 kg的物體相連，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，物體到定滑輪的距離足夠長．(g取10 m/
7、s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求線框abcd還未進(jìn)入磁場的運(yùn)動過程中，細(xì)線中的拉力大??；
(2)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場時，線框恰好做勻速直線運(yùn)動，求線框剛釋放時ab邊到磁場MN邊界的距離x；
(3)在(2)問中的條件下，若cd邊恰離開磁場邊界PQ時，速度大小為2 m/s，求整個運(yùn)動過程中ab邊產(chǎn)生的熱量．
解析：(1)線框還未進(jìn)入磁場的過程中，
以m2為研究對象有FT－μm2g＝m2a①
以m1為研究對象有m1gsinθ－FT＝m1a②
解得FT＝2.4 N a＝2 m/s2
(2)線框剛進(jìn)入磁場恰好做勻速直線運(yùn)動，用整體法有
m1gsinθ－μm2g－＝0
解得v＝1 m/s
ab到MN前線框做勻加速直線運(yùn)動，有v2＝2ax
解得x＝0.25 m
(3)線框從開始運(yùn)動到cd邊恰離開磁場邊界PQ時，由動能定理有m1gsinθ(x＋d＋L)－μm2g(x＋d＋L)－Q＝(m1＋m2)v
解得Q＝0.4 J，所以Qab＝Q＝0.1 J
答案：(1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J
2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第4章 電路與電磁感應(yīng) 考前基礎(chǔ)回扣練8 恒定電流和交變電流
