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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

5.半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置,并处在变化的磁场中,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如甲图所示.磁场的方向垂直于纸面,规定垂直纸面向里为正,变化规律如乙图所示.则以下说法正确的是(  )

A第2秒内上极板为正极

B第3秒内上极板为负极

C第2秒末两极板之间的电场强度大小为零

D第4秒末两极板之间的电场强度大小为

正确答案

A

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

法拉第电磁感应定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

19.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界,边界的宽度为S,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直.现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金属线框的边长为L(L<S)、质量为m,电阻为R,当地的重力加速度为g,图象中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量.(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件,以下说法正确的是(    )

At2是线框全部进入磁场瞬间,t4是线框全部离开磁场瞬间

B从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止,感应电流所做的功为mgS

CV1的大小可能为

D线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量多

正确答案

A,C

解析

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知识点

法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框.金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界.并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象,图中字母均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(     )

A金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向

B金属线框的边长为v1(t2-t1

C磁场的磁感应强度为

D金属线框在0-t4的时间内所产生的热量为

正确答案

B,C,D

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知识点

法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°夹角固定放置,导轨间连接一阻值为6Ω的电阻JR,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场.导体棒a的质量为ma=0.4 kg,电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量为mb=0.1 kg,电阻Rb=6Ω;它们分剐垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。a、b从开始相距L0= 0.5m处同时由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场(g取10m/s2,不计a、b之间电流的相互作用).求:(     )

A当a、b分别穿越磁场的过程中,通过R的电荷量之比为3:1

B在穿越磁场的过程中,a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比为3:l

C磁场区域沿导轨方向的宽度d=0.25 m

D在整个过程中,产生的总焦耳热为1J

正确答案

B,C,D

解析

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知识点

法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

18.如图所示,电阻不计的平行光滑金属导轨与水 平面的夹角为θ,宽度为l,下端与阻值为R的电阻相连。磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面,现使质量为m、电阻不计的导体棒从ab位置以平行于斜面的初速度沿导轨向上运动,滑行到最远位置a′b′后又下滑。已知导体棒运动过程中的最大加速度为2gsinθ,g为重力加速度,设轨道足够长,则(  )

A导体棒运动过程中的最大速度

BR上的最大热功率为

C导体棒返回到ab位置前已经达到下滑的最大速度

D导体棒返回到ab位置时刚好达到下滑的最大速度

正确答案

A,B

解析

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知识点

通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L3与L4之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面向里.现有一矩形线圈abcd,宽度cd=L=0.5m,质量为0.1kg,电阻为2Ω,将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,t2~t3之间图线为与t轴平行的直线,t1~t2之间和t3之后的图线均为倾斜直线,已知t1~t2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s2).则(  )

A在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为2.5C

B线圈匀速运动的速度大小为8m/s

C线圈的长度为1m

D0~t3时间内,线圈产生的热量为4.2J

正确答案

B

解析

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知识点

法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

5.如图所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻,线圈外接一个阻值的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图已所示.下列说法中正确的是(   )

A电阻R两端的电压保持不变

B初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4Wb

C线圈电阻r消耗的功率为4×10W

D前4s内通过R的电荷量为4×10C

正确答案

A,C

解析

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知识点

法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

12.如图所示,图a表示,空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻为R 。线框以垂直磁场边界的速度匀速通过磁场区域。在运动过程中,线框abcd两边始终与磁场边界平行。线框刚进入磁场的位置x=0,x轴沿水平方向向右。求:

(1)cd边刚进入磁场时,ab两端的电势差,并指明哪端电势高;

(2)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热;

(3)在b图中,画出ab两端电势差随距离变化的图像。其中

正确答案

(1)cd切割磁感线产生的感应电动势:             ①

回路中的感应电流:                                        ②

ab两端的电动势差             ③

b端电势比a端高

(2)设线框从cd边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t

由焦耳定律有:                            ④

其中                                                     ⑤

联立②④⑤式解得产生的热量为:

                                   ⑥

(3)ab两端电势差随距离变化的图像如图。

解析

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知识点

法拉第电磁感应定律右手定则电磁感应中的能量转化
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

4.如图所示,边长为a 的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现用沿直线OO'方向的外力F 把框架匀速水平向右拉出磁场,外力F 随拉出磁场的距离x 的变化图像可能正确的是( )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

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知识点

通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

8.如图,平行金属导轨宽度为d,一部分轨道水平,左端接电阻R,倾斜部分与水平面成θ 角,且置于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现将一质量为m 长度也为d 的导体棒从导轨顶端由静止释放,直至滑到水平部分(导体棒下滑到水平部分之前已经匀速,滑动过程中与导轨保持良好接触,重力加速度为g).不计一切摩擦阻力,导体棒接入回路电阻为r,则整个下滑过程中(    )

A导体棒匀速运动时速度大小为

B匀速运动时导体棒两端电压为

C导体棒下滑距离为s 时,通过R 的总电荷量为

D重力和安培力对导体棒所做的功大于导体棒获得的动能

正确答案

A,C

解析

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知识点

法拉第电磁感应定律
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

据报道,一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中,“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示,假设“天宫一号”正以速度v=7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动,运动方向与太阳帆板两端MN的连线垂直,MN间的距离L=20 m,地磁场的磁感应强度垂直于vMN所在平面的分量B=1.0×105 T,将太阳帆板视为导体.

26.求MN间感应电动势的大小E

27.在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与MN相连构成闭合电路,不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光,并说明理由;

28.取地球半径R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字).

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

1.54 V

解析

法拉弟电磁感应定律E = BLv,代入数据得E = 1.54V

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势

解题思路

根据公式E=BLv求M、N间感应电动势的大小.

易错点

能够记住公式即可正确求解

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

不能

解析

小灯泡与M、N相连构成闭合电路,穿过回路的磁通量不变,没有感应电流产生,所以小灯泡不能发光.

考查方向

感应电流产生条件

解题思路

根据穿过回路的磁通量是否变化,从而判断小灯泡能否正常发光

易错点

磁通量改变是产生感应电流的条件

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

4×105m

解析

在地球表面有G= mg

匀速圆周运动G= g

解得h =R,代入数据得h≈ 4×105m(数量级正确都算对)

考查方向

万有引力定律及其应用

解题思路

根据万有引力等于向心力,以及重力等于万有引力,分别列式,即可求h

易错点

万有引力的距离与圆周运动的半径的理解

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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

3.如图所示,ab两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则

A两线圈内产生顺时针方向的感应电流

Bab线圈中感应电动势之比为9:1

Cab线圈中感应电流之比为3:4

Dab线圈中电功率之比为3:1

正确答案

B

知识点

电功、电功率法拉第电磁感应定律楞次定律
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

2.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯,置于磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为,则等于(   )

A1/2

B

C1

D

正确答案

B

解析

设折弯前导体切割磁感线的长度为,折弯后,导体切割磁场的有效长度为,故产生的感应电动势为,所以,B正确;

考查方向

感应电动势的计算,难度适中

解题思路

感应电动势中有效长度的分析计算

易错点

有效长度

知识点

法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图A.,两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上,导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接,导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0.2kg的金属杆垂直置于导轨上,与导轨接触良好,导轨与金属杆的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动,并始终与导轨垂直,其vt图像如图B.所示。在15s时撤去拉力,同时使磁场随时间变化,从而保持杆中电流为0。

求:

40.金属杆所受拉力的大小F

41.0–15s内匀强磁场的磁感应强度大小B0

42.15–20s内磁感应强度随时间的变化规律。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

关系图可知在0-10s时间段杆尚未进入磁场,因此

由图可得   

同理可知在15-20s时间段仅在摩擦力作用下运动。

右图由图可得       

解得                

解析

关系图可知在0-10s时间段杆尚未进入磁场,因此

由图可得   

同理计算F

考查方向

牛顿第二定律、读图能力

解题思路

分析图像由牛顿第二定律计算加速度,同理计算F

易错点

由图像获取信息的能力

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

在10-15s时间段杆在磁场中做匀速运动,因此有

代入

解得        

解析

在10-15s时间段杆在磁场中做匀速运动,因此有

将F带入即可

考查方向

牛顿运动定理的考查,难度适中

解题思路

在10-15s时间段杆在磁场中做匀速运动,则受力平衡,有安培力的计算公式和受力平衡即可计算

易错点

方程的建立

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

由题意可知在15-20s时间段通过回路的磁通量不变,设杆在10-15s内运动距离为,15s后运动距离为

其中                

由此可得          

解析

15-20s时间段通过回路的磁通量不变,设杆在10-15s内运动距离为,15s后运动距离为。列方程求解

考查方向

物理学中的数学能力考查,难度较大

解题思路

磁通量不变是切入点,构建数学关系

易错点

方程的建立

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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,间距为L的光滑平行金属轨道上端用电阻R相连,其平面与水平面成θ角,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,质量为m,电阻为r的金属杆动ab(长度略大于L),以初速度vo从轨道底端向上滑行,滑行到距底端高h的位置后又返回到底端,运动过程中,金属杆始终与导轨垂直且接触良好,不计金属轨道的电阻,已知重力加速度为g.以下说法正确的是(   )

A杆ab先匀减速上滑,之后匀加速下滑,且上滑过程的加速度大于下滑过程的加速度

B杆ab运动过程中安培力做功的功率等于电阻R的热功率

C杆ab上滑过程中通过R的电荷量与下滑过程中通过R的电荷量相等

D杆ab上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于

正确答案

C,D

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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