强化提能作业10.docx

强化提能作业（十）一、选择题1.（多选）（2020山东淄博三模）如图甲所示，左侧接有定值电阻R=3。的水平平行且足够长的粗糙导 轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度8=2T,导轨间距L=lm. 一质量机=2kg、接入电路的 阻值/*=1。的金属棒在拉力厂的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的。一工图像如 图乙所示.若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数=0.5,导轨电阻不计，取g=10m/s2, 则金属棒从静止开始向右运动的位移为= 的过程中，下列说法正确的是（）A.金属棒中感应电流的方向为C-OB.拉力产做的功为16 JC.通过电阻的电荷量为0.25CD.定值电阻产生的焦耳热为0.75 J解析根据右手定则可知，金属棒中感应电流的方向为C-O,选项A正确.由图乙可得金属棒向右 运动的位移为1m时，速度m=2m/s,金属棒运动过程中受到的安培力尸a=嗡）,若安培力是恒力，»2/222X I2则金属棒克服安培力做的功用、但实际上安培力是变力,结合图乙可得以、=干XX1X2）J = 1J,根据动能定理有Wf联n-W,=&z济一0,得Wf=15J,选项B错误.通过定值 电阻的电荷量4=髭=0.5（：,选项C错误.克服安培力做的功转化为回路中的焦耳热，则定值电阻产生R的焦耳热Q=£3=Wa = 0.75J,选项D正确. Ki F答案AD2 .（多选）（2020山东枣庄一模）如图所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平 面，金属棒必可沿导轨自由滑动，导轨一端连接一个定值电阻凡金属棒和导轨电阻不计.现将金属棒沿 导轨由静止向右拉，若保持拉力尸恒定，经时间力后速度为小加速度为由，最终以速度加做匀速运动； 若保持拉力的功率P恒定，棒由静止经时间在后速度为0加速度为G,最终也以速度加做匀速运动，则 （ ）B. t>tiD.。2=5。1A. ti=tC.。2=3。1解析若保持拉力/恒定，在人时刻，棒时切割磁感线产生的感应电动势为月=“八，其所受安培 o2 j 2-.»2 j2R2 J力Fi = BIL=,由牛顿第二定律，有尸一一萨=皿；棒最终以做匀速运动，则尸故A11。|=嘿.若保持拉力的功率P恒定，在右时刻，有5啥=机。2；棒最终也以2。做匀速运动，则？= 故。2=与籍=3内，C项正确，D项错误.结合。一，图像分析可知，在速度变化相同的情况下， 恒力产作用时棒的加速度总比拉力的功率P恒定时的加速度小，故B项正确，A项错误.答案BC3 .（多选）如图所示，两足够长的光滑水平导轨组成水平轨道，左侧轨道间距为0.4 in,右侧轨道间距 为0.2 m.轨道所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.2 T.质量均为0.01 kg的金属棒M、 N垂直导轨放置在轨道上，开始时金属棒M、N均保持静止，现使金属棒M以5 m/s的初速度向右运动， 两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，M棒一直在宽轨上运动，N棒一直在窄轨上 运动.已知两金属棒接入电路的总电阻为0.2 Q,轨道电阻不计，g=10 m/s2,下列说法正确的是（）A. M棒减速运动时，回路内产生顺时针方向的电流（俯视）B. M. N棒最后都以2.5m/s的速度向右匀速运动C.从开始到最终两金属棒做匀速运动，回路中产生的焦耳热为6.25X10-2 jD.在整个运动过程中，金属棒M、N在水平轨道间扫过的面积之差为0.5 m?解析金属棒M向右做减速运动时，穿过M、N与导轨组成的闭合回路中的磁通量减小，根据楞次 定律可得回路内产生顺时针方向的电流（俯视），A正确；两棒最后匀速运动时，电路中无电流，即3心口= BLiVit解得力=2S，选取水平向右为正方向，对单棒可以用动量定理，对N有尸、对M有一 尸的安尸皿一即o,又知道M所在轨道宽度是N所在轨道宽度的2倍，故尸m安=2尸n安，联立解得S = 1 m/s, V2=2 m/s, B错误；系统动能的减少量等于产生的焦耳热，则。=：也8-；，济一;泥，解得2=0.1 J, C 错误；在N加速的过程中，由动量定理得心Af=也20,电路中的平均电流了=常，根据法拉第电磁感 应定律有石=萼，其中磁通量的变化量A=BAS,联立以上各式得AS=0.5m2, D正确.LXI答案AD4 .（多选）如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为3,轨 道左侧连接一定值电阻艮垂直导轨的导体棒必在水平外力尸作用下沿导轨运动，/随f变化的规律如图乙 所示.在0A）时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动.图乙中MB、尸2为已知，棒和轨道的电阻不计.则 （ ）A.在fo以后，导体棒一直做匀加速直线运动B.在I。以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动C.在。fo时间内，导体棒的加速度大小为C.在。fo时间内，导体棒的加速度大小为2（尸2一乃）/?D.在0勿时间内，通过导体棒横截面的电量为（尸2一尸1）力2BL解析在0%时间内棒做匀加速直线运动，故在九时刻尸2大于棒所受的安培力，在力以后，外力保 持B不变，导体棒做加速度越来越小的加速运动，安培力逐渐变大，当安培力与外力尸2相等后，导体棒 做匀速直线运动，故A项错误，B项正确；设在。，。时间内导体棒的加速度为“，导体棒的质量为?，f。时刻导体棒的速度为小通过导体棒横 截面的电量为q,则有：B2lvFz- R =ma®Fi=ma®q 一不A<P=BS=BLjt»®（Fl由解得：力磐，故C项错误；由解得：_="彳j"",故D项正确.答案BD5 .（多选）（2020吉林普通高中三模）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为反 方向垂直纸面向里，质量为山、边长为。的正方形线框AHC刀斜向穿进磁场，当4C刚进入磁场时线框的 速度大小为小方向与磁场边界所成夹角为45。，若线框的总电阻为凡贝4（）A.线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为Of C-8f Af。第2页，共5页B. AC刚进入磁场时线框中感应电流为将”C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为感迤D.此时C。两端电压为汕o解析线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量向纸面内增大，由楞次定律可知，感应电流产生的 磁场方向垂直纸面向外，则感应电流的方向为A-*%-A错误；AC刚进入磁场时CD边切割磁 感线，40边不切割磁感线，所以产生的感应电动势为E=Bavt则线框中感应电流为/=9=萼，故CDK K33两端的电压为B错误，D正确；AC刚进入磁场时线框的CD边受到的安培力的方向与。的方向相反，40边受到的安培力的方向垂直于AO边向下，它们的大小都是尸=，由几何关系可以 看出，40边与CO边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AQ边与CD 边受到的安培力的矢量和，即尸6=侦尸=例也，C正确.答案CD6 .（多选）在如图所示倾角为。的光滑斜面上，存在着磁感应强度大小均为8的匀强磁场，磁场方向垂 直斜面向上，磁场的宽度均为2L.一质量为机、电阻为K、边长为L的正方形导体线圈，由静止开始沿斜面 下滑，当面边刚越过G"进入磁场时，恰好做匀速直线运动（以此时开始计时），以G"处为坐标原点，取 沿斜面向下运动方向为X轴正方向，并规定顺时针方向为感应电流的正方向，沿斜面向上为安培力的正方 向，则关于线框中的感应电流与线框所受安培力与G”边的位置坐标X间关系的以下图线中，可能正确的 是（重力加速度为g）（）解析由于H边向下运动，由右手定则可以判断出，线框在进入磁场时，其感应电流的方向为adcb, 沿顺时针方向，故在图像中，0L的这段距离内，电流是正的，由于做匀速直线运动，所以安培力等于沿 斜面向下重力的分力，感应电流恒定不变；线框完全进入褴场后，穿过线框的磁通量没有变化，故其感应 电流为0;当线框的"边从磁场的下边出来时，由于其速度要比成边刚入磁场时的速度大，故其感应电 流要比/q大，感应电流的方向与，必边刚入磁场时相反；由于成边穿出磁场时其速度较大，产生的感应电 流较大，且其电流与线框的速度成正比，即线框受到的安培力与线框的速度也成正比，与刚入磁场时线框 受到的平衡力做对比，发现线框受到的合外力方向是向上的，即阻碍线框的下落，且合外力是变化的，故 线框做的是变减速直线运动，产生的电流也是非均匀变化的，就整体而言，线框穿出磁场时的动能要大于 穿入磁场时的动能，故穿出时的电流要大于Io,故A项错误，B项正确；由楞次定律可知安培力总是阻碍 线框相对磁场运动方向，所以C项错误，D项是正确的.答案BD7 .（多选）在如图所示倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为3的匀强磁场，区域I 的磁场方向垂直斜面向上，区域H的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为一质量为，、电阻为R、 边长也为心的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当必边刚越过GH进入区域I时，恰好以速度小 做匀速直线运动；当。力边下滑到,/尸与的中间位置时，线框又恰好以速度也做匀速直线运动，从时 越过G到达J尸与MN的中间位置的过程中，线框的动能变化量为A£k,重力对线框做的功的大小为 安培力对线框做的功的大小为Wz,下列说法正确的有（）A.在下滑过程中，重力做正功，8 .从帅越过G"到达JP与MN的中间位置的过程中，机械能守恒C.从帅越过G"到达J尸与MN的中间位置的过程中，有用一A£k的机械能转化为电能D.从。力越过G"到达JP与MN的中间位置的过程中，Eii=Wl-W2解析第3页，共5页当曲边刚越过GH进入区域I中的磁场时，恰好以速度01做匀速直线运动，则mgstn8=胪渭L； 当边下滑到与MN的中间位置时，线框又恰好以速度s做匀速直线运动，则 ?gsin=2/L,得叨=i,即力5,选项A错误；从线框帅边越过GH到达MN与的中间位置的过程中，安培力对 线框做负功，线框机械能减小，选项B错误；从"边越过G"到达MN与的中间位置的过程中，重力 势能的减少量为用，机械能减小量为用一A£k,根据能量守恒定律知，有用一A队的机械能转化为电能， 选项C正确；根据动能定理有Wi W2=A£k,选项D正确.答案CD二、非选择题8.如图所示，光滑斜面的倾角”=30。，在斜面上放置一矩形线框而cd,必边的边长八=1 m,加边 的边长，2=0.6 m,线框的质量加=1 kg,电阻£=0.1 Q,线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg, 斜面上顼以的)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度3=0.5 T,如果线框从静止开始运动，进 入磁场的最初一段时间做匀速运动，d和皿的距离s=lL4 m,(取g=10 m/s?),求：(1)线框进入磁场前重物的加速度；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度r.解析(1)线框进入磁场前，仅受细线的拉力凡 斜面的支持力和线框的重力的作用，重物受自身的 重力和细线的拉力尸的作用.对线框由牛顿第二定律得Fmgsina=nia对重物由牛顿第二定律得Mg一尸=Ma又尸=尸'联立解得线框进入磁场前重物的加速度Mg-mgsina -。=m+M =3nVs -(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，则重物受力平衡：Mg=F线框abed受力平衡：尸i=/gsina+尸安力边进入磁场切割磁感线，产生的感应电动势E=Bhv回路中的感应电流为/=9=等，岫边受到的安培力为F安=BIl| A A联立解得 Mg=mgsina+代入数据解得。=6m/s.答案(1)5 m/s2 (2)6 m/s9.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角=30。的斜面上,导轨电阻不计，间距L=0.4 m.导 轨所在空间被分成区域I和H,两区域的边界与斜面的交线为MN, I中的匀强磁场方向垂直斜面向下， II中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为8=0.5T.在区域I中，将质量孙=01 kg,电阻片=0.1 Q的金属棒。放在导轨上，而刚好不下滑.然后，在区域H中将质量“22=0.4 kg,电阻 的光滑导体棒”置于导轨上，由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域n的磁场中，(山、 加始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m",问：(l)cd下滑的过程中，中的电流方向；(2)ah刚要向上滑动时，cd的速度。多大；从cd开始下滑到时刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=3.8m,此过程中必上产生的热量。是多少.解析(1)根据右手定则判知cd中电流方向由d流向c,故他中电流方向由。流向反(2)开始放置好刚好不下滑时，所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为尸max,有片.=皿器加灰。设仍刚好要上滑时，Cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有E=5Li设电路中的感应电流为/,由闭合电路的欧姆定律有第4页，共5页设时所受安培力为产安，有F$=BIL®此时H受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有尸安=”gsin+EM 联立©式，代人数据解得：v=5 m/s(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为。总，由能量守恒定律有山吆xsinO=。总+；机 2O2©由串联电路规律有。A1-TK2联立解得：2=1.3 J答案(1)由流向力(2)5 m/s (3)1.3 J第5页，共5页