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1、專練13應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析電磁感應(yīng)問題(限時：45分鐘)1 (2013四川7)如圖1所示，邊長為L、不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系為Bkt(常量k0)回路中滑動變阻器R的最大阻值為R0，滑動片P位于滑動變阻器中央，定值電阻R1R0、R2.閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢，則()圖1AR2兩端的電壓為B電容器的a極板帶正電C滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍D正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢kL2答案AC解析由楞次定律可知，正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，所以電容器b極板帶正電，選項B錯誤根據(jù)法拉第電
2、磁感應(yīng)定律，正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢Ekr2，選項D錯誤R2與的并聯(lián)阻值R并，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點可知：UR2R0U，選項A正確由P得：PR2，PR，所以PR5PR2選項C正確2 如圖2所示，一軌道的傾斜部分和水平部分都處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，且磁場方向都與軌道平面垂直，水平軌道足夠長一質(zhì)量為m的水平金屬棒ab，從靜止開始沿軌道下滑，運(yùn)動過程中金屬棒ab始終保持與軌道垂直且接觸良好金屬棒從傾斜軌道轉(zhuǎn)入水平軌道時無機(jī)械能損失則ab棒運(yùn)動的vt圖像，可能正確的是()圖2答案CD解析金屬棒沿傾斜軌道下滑時，開始時重力沿斜面向下的分力大于安培力和摩擦力，金屬棒向下加速，隨著速度的增大，安培力增
3、大，故導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動，可能在傾斜軌道上加速度減為零，做一段勻速運(yùn)動，也可能加速度沒減為零，導(dǎo)體棒到達(dá)水平軌道上時，受安培力和摩擦力的作用，速度越來越小，安培力越來越小，導(dǎo)體棒減速運(yùn)動的加速度越來越小，最后靜止在軌道上，故C、D正確，A、B錯誤3 如圖3所示，邊長為L的正方形金屬框ABCD在水平恒力F作用下，穿過寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場已知dl)，質(zhì)量為m，電阻為R.開始時，線框的下邊緣到磁場上邊緣的距離為h.將線框由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場時，線框的加速度恰好為零則線框進(jìn)入磁場的過程和從磁場下邊穿出磁場的過程相比較，有()圖12A產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同B所受的安培力的方向相反
4、C進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的熱量小于穿出磁場的過程中產(chǎn)生的熱量D進(jìn)入磁場過程中所用的時間大于穿出磁場過程中所用的時間答案CD解析根據(jù)楞次定律，線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流沿逆時針方向，線框離開磁場時，感應(yīng)電流沿順時針方向，選項A錯誤；根據(jù)楞次定律“來拒去留”的結(jié)論，線框進(jìn)出磁場時，所受安培力方向都向上，選項B錯誤；由dl，線框穿出磁場時的平均速度大于進(jìn)入磁場時的平均速度，所以穿出磁場時所用時間小于進(jìn)入磁場時所用的時間，選項D正確；根據(jù)FBIl可知，穿出磁場時的平均安培力大于進(jìn)入磁場時的平均安培力，所以穿出磁場時安培力做的功多，產(chǎn)生的熱量多，選項C正確13如圖13所示，在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個大小
5、相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與斜面垂直，兩磁場的寬度MJ和JG均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場時，線框恰好以速度v0做勻速直線運(yùn)動；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v做勻速直線運(yùn)動則下列說法正確的是()圖13Avv0B線框離開MN的過程中電流方向為adcbaC當(dāng)ab邊剛越過JP時，線框加速度的大小為3gsin D從ab邊剛越過GH到ab邊剛越過MN過程中，線框產(chǎn)生的熱量為2mgLsin mv答案BCD解析ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場時，線框做勻速直線運(yùn)動，安培力BILmgsin ，當(dāng)ab邊剛越過J
6、P時，ab、cd邊都切割磁感線，感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼?倍，總的安培力變?yōu)樵瓉淼?倍，4BILmgsin ma，a3gsin ，選項C正確；ab邊越過JP后，導(dǎo)體棒先做減速運(yùn)動，當(dāng)再次勻速時，安培力的合力仍等于mgsin ，由mgsin 、mgsin 得，vv0，選項A錯誤；根據(jù)楞次定律，線框離開MN的過程中，感應(yīng)電流的方向應(yīng)該為adcba，選項B正確；從ab邊剛越過GH到ab邊剛越過MN，根據(jù)動能定理有2mgLsin Wmv2mv，所以克服安培力做的功為W2mgLsin mv，選項D正確14如圖14所示，間距l(xiāng)0.4 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角30，正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
7、B0.2 T, 方向垂直于斜面甲、乙兩金屬桿電阻R相同、質(zhì)量均為m0.02 kg，垂直于導(dǎo)軌放置起初，甲金屬桿處在磁場的上邊界ab上，乙在甲上方距甲為l處現(xiàn)將兩金屬桿同時由靜止釋放，并同時在甲金屬桿上施加一個沿著導(dǎo)軌的拉力F，使甲金屬桿始終以a5 m/s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動，已知乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時做勻速運(yùn)動，取g10 m/s2，則()圖14A每根金屬桿的電阻R0.016 B甲金屬桿在磁場中運(yùn)動的時間是0.4 sC甲金屬桿在磁場中運(yùn)動過程中F的功率逐漸增大D乙金屬桿在磁場中運(yùn)動過程中安培力的功率是0.1 W答案BC解析由題可得乙金屬桿進(jìn)入磁場前，沿斜面向下的加速度跟甲的加速度相同，甲、乙均做相同的勻加速運(yùn)動，當(dāng)乙進(jìn)入磁場時，甲剛出磁場乙進(jìn)入磁場時：v2 m/s，乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時做勻速運(yùn)動，由乙金屬桿受力平衡有：mgsin ，所以求得：R，代入數(shù)據(jù)得R0.064 ，選項A錯誤甲在磁場中做勻加速運(yùn)動，由lat2可得甲金屬桿在磁場中運(yùn)動的時間是0.4 s，選項B正確甲在磁場中做勻加速運(yùn)動時，外力F始終等于安培力，由于速度一直增加，安培力一直增大，F(xiàn)一直增大，其功率也增大，選項C正確乙金屬桿在磁場中運(yùn)動過程中安培力的功率等于電路中電阻的熱功率，即PI22R()22R，v，解得P0.2 W，選項D錯誤
專練13應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析電磁感應(yīng)問題
