2020高考物理二轮 专题训练16 电磁感应与电路的综合问题

2020高考物理二轮专题训练16电磁感应与电路的综合问题 1(宁夏高考)如图1所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a 图1B流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b2(2020天津理综4)如图2所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()A棒的机械能增加量 B棒的动能增加量 图2C棒的重力势能增加量 D电阻R上放出的热量3(2020宁夏理综16)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图3所示由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点的距离为30 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0040 T则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()图3A13 m/s，a正、b负 B27 m/s，a正、b负C13 m/s，a负、b正 D27 m/s，a负、b正4一个闭合回路由两部分组成，如图4所示，右侧是电阻为r的圆形导线；置于竖直方向均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为的平行导轨，宽度为d，其电阻不计磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断不正确的有()图4A圆形线圈中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱B导体棒a、b受到的安培力大小为mgsin C回路中的感应电流为D圆形导线中的电热功率为(rR)5两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，其余电阻均不计如图5所示，两板间有一个质量为m、电量q的带正电的油滴恰好处于静止状态，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是()图5A磁感应强度B竖直向上且正在增强，B磁感应强度B竖直向下且正在增强，C磁感应强度B竖直向上且正在减弱，D磁感应强度B竖直向下且正在减弱，6如图6所示，两条平行虚线之间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为L，金属圆环的直径也是L，总电阻为R，在水平拉力作用下，圆环以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域自圆环从左边界进入磁场开始计时，则从圆环刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，下列判断正确的是()图6A圆环中感应电流的方向先逆时针后顺时针B圆环中感应电流的方向一直沿逆时针C穿过圆环磁通量的变化量为D运动过程中需要的最大水平拉力为7如图7所示，水平固定的光滑平行导轨上，垂直放置两导体棒ab、cd，电阻分别为R1、R2且R1R2，其它电阻不计，整个装置放在磁感应强度为B，方向垂直导轨平面的匀强磁场中当ab在水平恒力F1作用下向左匀速运动时，cd恰好在水平恒力F2作用下保持静止设ab间电压为U1，cd间电压为U2，下面判断正确的是()图7AF1F2，U1U2 BF1F2，U1U2CF1F2，U1U2 DF1F2，U1U28(2020全国24)如图8，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率为k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框，将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求图8(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率9(2020天津卷11)如图9所示，质量m101 kg，电阻R103 ，长度l04 m的导体棒ab横放在U形金属框架上框架质量m202 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数02相距04 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R201 的MN垂直于MM整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B05 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2图9(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q01 J，求该过程ab位移x的大小10如图10甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为LM、P两点间接有阻值为R的电阻一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下导轨和金属杆的电阻可忽略让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦甲乙图10(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值11如图11所示，宽度为L0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨的一端连接阻值为R0.9 的电阻导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感应强度B0.50 T一根质量为m10 g，电阻r0.1 的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连，将重物从图示位置由静止释放当导体棒ab到达cd时，钩码距地面的高度变化为h0.3 m已知导体棒ab进入磁场时恰做v10 m/s的匀速直线运动，导轨电阻可忽略不计，取g10 m/s2求：图11(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时，闭合回路中产生的感应电流的大小；(2)挂在细线上的钩码的质量大小；(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量12如图12甲所示，一个质量m01 kg的正方形金属框总电阻R05 ，金属框放在表面绝缘的斜面AABB的顶端(金属框上边与AA重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为x，那么v2x图象如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，金属框与斜面间的动摩擦因数05，取g10 m/s2，sin 5308，cos 5306图12(1)根据v2x图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间；(2)求出斜面AABB的倾斜角；(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；(4)现用平行于斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB(金属框下边与BB重合)由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA重合)试计算恒力F做功的最小值答案1B2A3A4D5C6AD7A8(1)I(2)9(1)6 m/s(2)1.1 m10(1)见解析(2)gsin (3)解析(1)如右图所示，重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上(2)当ab杆速度为v时，感应电动势EBLv，此时电路中电流I.ab杆受到安培力FBIL，根据牛顿运动定律，有mamgsin Fmgsin ，agsin .(3)当mgsin 时，ab杆达到最大速度vm.11(1)1 A(2)0.01 kg(3)0.477 J12(1) s(2)53(3) T(4)5.2 J