江苏省连云港市2019年高考物理 考点突破每日一练(37)电磁感应中的图象和电路问题、动量能量的综合问题(含解析).doc

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资源描述
考点突破每日一练(37)电磁感应中的图象和电路问题、动量能量的综合问题1如图所示,两条水平放置的长直金属导轨间距为L,左端与阻值为R的定值电阻相连,金属直杆ab和cd的电阻阻值均为R,两端刚好能与导轨接触ab、cd两杆用绝缘细线连接,间距为l,ab杆右侧l处有一宽度为l的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面向里若金属导轨电阻忽略不计,两金属杆和导轨始终接触良好,当两杆始终以恒定速度v向右运动时,用Icd表示金属杆cd流过的电流(cd为电流的正方向)、用Ucd表示金属杆cd两端的电势差,正确描述Icd、Ucd随位移变化的图象是()2(多选)如图所示,虚线内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,等边三角形金属线框电阻为R,边长为d,在外力作用下以垂直于磁场边界的恒定速度v进入磁场区域,自线框从左边界进入磁场时开始计时,t1时刻线框全部进入磁场规定逆时针方向为感应电流i的正方向外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,在这段时间内通过线框某横截面的电荷量为q,其中C、D图象为抛物线则这些物理量随时间变化的关系可能正确的是()3(多选)如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高度处由静止释放下落而穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动以线框的ab边到达MN时开始计时,以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,向上为安培力的正方向则关于线框中的感应电流I和线框所受到的安培力F与ab边的位置坐标x的关系图线中,可能正确的是()4如图所示,在边长为a的正方形区域内,有以对角线为边界、垂直于纸面的两个匀强磁场,磁感应强度大小相同、方向相反,纸面内一边长为a的正方形导线框沿x轴匀速穿过磁场区域,t0时刻恰好开始进入磁场区域,以顺时针方向为导线框中电流的正方向,下列选项中能够正确表示电流与位移关系的是()5. 如图所示,半径为R的圆与正方形abcd相内切,在ab、dc边放置两带电平行金属板,在板间形成匀强电场,且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为+q的粒子从ad边中点O1沿O1O方向以速度v0射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从bc边中点O2飞出。若撤去磁场而保留电场,粒子仍从O1点以相同速度射入,则粒子恰好打到某极板边缘。不计粒子重力。(1)求两极板间电压U的大小。(2)若撤去电场而保留磁场,粒子从O1点以不同速度射入,要使粒子能打到极板上,求粒子入射速度的范围。参考答案1Bl2l,ab杆切割磁感线,产生感应电动势,由楞次定律判断可知流过金属杆cd的电流方向为cd,为正方向,c的电势高于d的电势,Ucd0,由于杆ab和cd的电阻阻值均为R,ab杆相当于电源,外电阻为R,则ab中电流为Iab,IcdIab,根据串联电路的特点可知:UcdE;2l3l,cd杆切割磁感线,产生感应电动势,由楞次定律判断可知流过金属杆cd的电流方向为dc,为负方向,cd杆相当于电源,外电阻为R,则cd中电流为Icd,c的电势高于d的电势,Ucd0,UcdE.故B正确2CD线框切割磁感线,设有效长度为L,则:L2vttan 30vt,产生感应电动势EBLv,所以产生感应电流i,线框进入磁场过程,i与时间t成正比,故A错误;线框做匀速运动,由平衡条件得:FF安培BIL,F与时间的二次方成正比,故B错误;由功率表达式,PI2R2R,故C正确;流过线框某横截面的电荷量:qtLvt,故D正确3AD据题线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动,此时线框所受的安培力与重力大小相等,即Fmg,而线框完全在磁场中运动时做匀加速运动,所以可知线框进入磁场过程,安培力应小于重力,即Fmg,只能做加速运动,不能做匀速运动或减速运动,否则通过匀加速过程,ab边到达PS时速度增大,安培力增大,安培力将大于重力,不可能匀速运动根据安培力公式F,可知:线框进入磁场的过程中,随着速度增大,产生的感应电动势和感应电流i逐渐增大,安培力逐渐增大,线框所受的合力减小,加速度减小,所以做加速度减小的变加速运动感应电流i,所以感应电流i的变化率也应逐渐减小,安培力F的变化率也逐渐减小根据楞次定律判断可知,线框进入磁场和穿出磁场过程,所受的安培力方向都向上,为正方向4B在x(0,a)时,右边框切割磁感应线产生感应电流,电流大小i(a2x),其中x(0,)时,方向顺时针;x时,导线框中感应电流为零;x(,a)时,方向逆时针在x(a,2a)时,左边框切割磁感应线产生感应电流,x(a,a)时,感应电流大小i(3a2x),方向逆时针;xa时,导线框中感应电流为零;x(a,2a),方向顺时针,所以B正确5【参考答案】(1)(2)【解题思路】(1)无磁场时,粒子在电场中做类平抛运动:,联立解得:。(2)由于粒子开始时在电磁场中沿直线通过,则有:,撤去电场保留磁场粒子将向上偏转,若打到a点,如图甲,由几何关系有:,由洛伦兹力提供向心力有:,解得:,若打到b点,如图乙,由几何关系有:,由洛伦兹力提供向心力有:,解得:,故:。
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