全国通用2016版高考物理考前三个月高考题型集训第7题预测题型3电磁感应中的动力学和能量问题.doc

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1、预测题型3电磁感应中的动力学和能量问题1.(多选)(2015山东理综17)如图1所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()图1A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动2如图2所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因

2、数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此时导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()图2A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 WD15 m/s9 W3.(多选)(2015全国大联考二)如图3所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计初始时刻

3、，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触则下列说法正确的是()图3A初始时刻导体棒受到的安培力大小FB初始时刻导体棒加速度的大小a2gC导体棒往复运动，最终将静止，此时弹簧处于压缩状态D导体棒从开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Qmv4.(多选)(2015永州三模)如图4所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界MN、PQ、GH均平行于斜面底边，MP、PG的长度均为L.一个质量为m、电阻为R、边

4、长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中ab边始终与斜面底边平行t1时刻ab边刚越过GH进入磁场区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到PQ与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动重力加速度为g，下列说法正确的是()图4A当ab边刚越过PQ时，导线框的加速度大小为agsin B导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1v241C从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量D从t1到t2的过程中，有的机械能转化为电能5.(多选)(2015德州二模)如图5所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，电阻忽略不计，

5、导轨间距离为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面质量均为m的两根金属杆a、b放置在导轨上，a、b接入电路的电阻均为R.轻质弹簧的左端与b杆连接，右端固定开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好，则b杆达到最大速度时()图5Ab杆受到弹簧的弹力为Ba杆受到的安培力为Ca、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为QD弹簧具有的弹性势能为mvmv2mv2Q答案精析预测题型3电磁感应中的动力学和能量问题1ABD由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据

6、EBLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生安培力，圆盘匀速转动，选项D正确2B把立体图转变为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力由平衡条件得mgsin 37F安FfFfFNFNmgcos 37而F安BILIEBLv联立式，解得v代入数据得v5 m/s.小灯泡消耗的电功率为PI2R由

7、式得P()2R1 W故选项B正确3BC由法拉第电磁感应定律得：EBLv0，由闭合电路欧姆定律得：I，由安培力公式得：F，故A错误；初始时刻，Fmgkx1ma，得a2g，故B正确；因为导体棒静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C正确；根据能量守恒，减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热，但R上的只是一部分，故D错误4BC当ab边刚越过PQ时，由于两个边的切割磁感线产生的感应电动势方向相同，故电流增加为2倍，ab边的安培力增加为原来的2倍，cd边也有了安培力，故加速度不为gsin ，故A错误；第一次，根据平衡条件，有：mgsin 0，第二次，根据平衡条件，有：mgsin 2B()L0，联立解得：v1v241，故B正确；从t1到t2的过程中，根据功能关系，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量，故C正确；从t1到t2的过程中，有mgh的机械能转化为电能，故D错误5AD当b杆向右的速度达到最大值时，所受的安培力与弹力相等，此时：EBL(vvm)，则安培力F安BL，选项A正确；a杆受到的安培力大小等于b杆受的安培力的大小，即F安，选项B错误；因a杆产生的焦耳热为Q，则b杆产生的焦耳热也为Q，则a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为2Q，选项C错误；由能量守恒定律可知，弹簧具有的弹性势能为mvmv2mv2Q，选项D正确5