2020年高考回歸復(fù)習(xí)-電學(xué)選擇之線框進(jìn)出磁場(chǎng)過(guò)程的能量問(wèn)題 包含答案

高考回歸復(fù)習(xí)—電學(xué)選擇之線框進(jìn)出磁場(chǎng)的能量問(wèn)題?如圖所示，在傾角°=30。的光滑絕緣斜面上存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)上下邊界均與斜面底邊平行，磁場(chǎng)邊界間距為L(zhǎng)=0.5m。斜面上有一邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬線框abed，其質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R二0.50。第一次讓線框cd邊與磁場(chǎng)上邊界重合，無(wú)初速釋放后，ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框以速率V］作勻速運(yùn)動(dòng)。第二次把線框從cd邊離磁場(chǎng)上邊界距離為d處釋放,cd邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)，線框以速率v2作勻速運(yùn)動(dòng)。兩種情形下，線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框的電量分別為qpq2,線框通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間分別“、t2，線框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q］、Q2.已知重力加速度g=10m/s2，則（）A.V1=v2=1m/s，d=0.05mB.獷嚇°?5C，d=°1mC.Q:Q二9:10D.t:t二6:51212.如圖所示，同一豎直面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框a、b的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m。它們分別系在一跨過(guò)兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端，在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2L、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向垂直豎直面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。開(kāi)始時(shí)，線框b的上邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的下邊界重合，線框a的下邊到勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界的距離為L(zhǎng)?，F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)線框b全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，a、b兩個(gè)線框開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦和空氣阻力，重力加速度為&,則（不計(jì)摩擦和空氣阻力，重力加速度為&,則（）a.。宀兩個(gè)線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為黑3B2L3B.線框a從下邊進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊離開(kāi)磁場(chǎng)所用時(shí)間為mgRC.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到線框a全部進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框a所產(chǎn)生的焦耳熱為mgLD.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到線框a全部進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，兩線框共克服安培力做功為2mgL.半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕細(xì)桿懸掛于01點(diǎn)，桿所在直線過(guò)圓環(huán)圓心，在01點(diǎn)的正下方有一半徑為L(zhǎng)+2r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其圓心O2與01點(diǎn)在同一豎直線上，01點(diǎn)在圓形磁場(chǎng)區(qū)域邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示.現(xiàn)使絕緣輕細(xì)桿從水平位置由靜止釋放，下擺過(guò)程中金屬圓環(huán)所在平面始終與磁場(chǎng)垂直，已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力及摩擦阻力，則()A.圓環(huán)最終會(huì)靜止在O］點(diǎn)的正下方兀Br2圓環(huán)第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程通過(guò)圓環(huán)的電荷量大小為仝佇R1C.圓環(huán)在整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為-mg(L+r)21D.圓環(huán)在整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為一mg(L+2r)2?如圖所示，I、II兩條虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與豎直紙面垂直。一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體框，在此平面內(nèi)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻導(dǎo)體框的上半部分恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，速度為v0。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)體框上半部分恰好出磁場(chǎng)時(shí)，速度為零。此后導(dǎo)體框下落，再經(jīng)歷一段時(shí)間到達(dá)初始位置。則導(dǎo)體框()r_士］【磁場(chǎng)區(qū)域i

JUonI在上升過(guò)程中的加速度一直大于g在上升過(guò)程中的時(shí)間比下落過(guò)程中的少在上升過(guò)程中安培力做的功比下落過(guò)程中的多在上升過(guò)程中電阻消耗的電能比下落過(guò)程中的大如圖甲所示，在光滑絕緣水平面內(nèi)，兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與水平面垂直。邊長(zhǎng)為l的正方形單匝金屬線框abed位于水平面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行。t=0時(shí)刻線框在水平外力F的

作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，回路中的感應(yīng)電流大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）0dIi水平外力為恒力8l勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為事3C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間為2j15t°D.線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中外力F做的功大于線框中產(chǎn)生的熱量某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力。其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：PQ和MN是固定在水平地面上的兩根足夠長(zhǎng)的平直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B］和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實(shí)驗(yàn)車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場(chǎng)間隔相等。當(dāng)磁場(chǎng)B］和B2同時(shí)以速度v沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)。金屬框受到磁場(chǎng)力，并帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，已知金屬框垂直導(dǎo)軌的ab邊的邊長(zhǎng)L、金屬框總電阻R,列車與線框的總質(zhì)量m，B廣B2=B，懸浮狀態(tài)下，實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為其對(duì)地速度的K倍。則下列說(shuō)法正確的是（）QaB?AiA：A.QaB?AiA：A.列車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框中的電流方向一直不變B.列車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的最大電流為晉C.C.列車最后能達(dá)到的最大速度為vm4B2LvKR+4B2L2D.列車要維持最大速度運(yùn)動(dòng)，它每秒鐘消耗的磁場(chǎng)能為4B也（V一Vm）27．如圖，正方形金屬線框自某一高度在空氣中豎直下落（空氣阻力不計(jì)），然后進(jìn)入并完全穿過(guò)與正方形等寬的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，進(jìn)入時(shí)線框動(dòng)能為Ek1,穿出時(shí)線框動(dòng)能為Ek2。從剛進(jìn)入到剛穿出磁場(chǎng)這一過(guò)程,線框產(chǎn)生的焦耳熱為Q,克服安培力做的功為％,重力做的功為W2,線框重力勢(shì)能的減少量為AEp,則下列關(guān)系正確的是（）A．Q=W1B．Q=W2-W1C?C?Q=AE+Ek1-Ek2pk1k2D-W2=W1+（Ek2一Ek1）8.如圖甲所示，正方形金屬線圈abed位于豎直平面內(nèi)，其質(zhì)量為m,電阻為R.在線圈的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN和M'N是磁場(chǎng)的水平邊界，并與be邊平行，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開(kāi)始下落，圖乙是線圈由開(kāi)始下落到完全穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的v-t圖象,圖中字母均為已知量.重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力.下列說(shuō)法正確的是（）A?A?金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)閍idfc—b—aB.金屬線框的邊長(zhǎng)為vi（t2一t1）C?磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為v（t-1）7v1D?金屬線框在0?t4時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為2mgv（t-1）+m（v2-v2）41212239.如圖甲所示，由一根導(dǎo)線繞成的矩形線圈的匝數(shù)n=10匝，質(zhì)量m=0.04kg、高h(yuǎn)=0.05m、總電阻R=0.5Q豎直固定在質(zhì)量為M=0.06kg的小車上，小車與線圈的水平長(zhǎng)度l相同。線圈和小車一起沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，并以初速度v0=2m/s進(jìn)入垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面和磁場(chǎng)方向始終垂直。若小車從剛進(jìn)磁場(chǎng)位置1運(yùn)動(dòng)到剛出磁場(chǎng)位置2的過(guò)程中速度v隨車的位移x變化的圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知（）

位總1位劭位亙位總1位劭位亙3乙A.小車的水平長(zhǎng)度l=10cmB.小車的位移x=15cm時(shí)線圈中的電流I=1.5AC.小車運(yùn)動(dòng)到位置3時(shí)的速度為1.0m/sD.小車由位置2運(yùn)動(dòng)到位置3的過(guò)程中，線圈產(chǎn)生的熱量Q=0.0875J10.某實(shí)驗(yàn)小組制作一個(gè)金屬安檢儀原理可簡(jiǎn)化為圖示模型.正方形金屬線圈abed平放在粗糙水平傳送帶上，被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一起以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)電阻為R,質(zhì)量為m,有一邊界寬度也為L(zhǎng)的矩形磁場(chǎng)垂直于傳送帶，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且邊界與線圈bc邊平行?已知線圈穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中速度不變，下列說(shuō)法中正確的是（）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路中感應(yīng)電流的方向與穿出時(shí)相反線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受靜摩擦力的方向與穿出時(shí)相反C.線進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為BL2RD.線圈經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中電動(dòng)機(jī)多消耗的電功率為2B也V2R11.如圖所示，在光滑的水平面上方有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)。一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的單匝正方形金屬線框，在水平外力作用下沿垂直磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，從如圖實(shí)線位置I進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始到線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中的位置II時(shí)，線框的速度始終為v,則下列說(shuō)法正確的是（）RBLvB.在位置II時(shí)線框中的總電流為BLVRC.此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為2B2L3VRD.此過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為012?如圖所示，在豎直紙面內(nèi)有四條間距均為L(zhǎng)的水平虛線氣、厶2、厶3、厶4，在SL2之間與L3，L4之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)有一矩形線圈abed，長(zhǎng)邊ad=3L，寬邊cd=L,質(zhì)量為m,電阻為R,將其從圖示位置（cd邊與L1重合）由靜止釋放，ed邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)恰好開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈始終處于同一豎直面內(nèi)，cd邊始終水平，已知重力加速度g=10皿人2,則（）MlhXX.XXA.ab邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L1后線圈要做一段減速運(yùn)動(dòng)B.ab邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3后線圈要做一段減速運(yùn)動(dòng)2B2L3C.cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L2和L4的時(shí)間間隔大于一24mgRD.從線圈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L過(guò)程中，線圈產(chǎn)生的熱量為2mgL—“唧"42B4L413.如圖所示，空間中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B磁場(chǎng)方向與豎直面垂直，磁場(chǎng)的上、下邊界均為水平面且間距為L(zhǎng)，紙面（豎直平面）內(nèi)磁場(chǎng)上邊界的上方有一質(zhì)量為m、電阻為DD.線框通過(guò)磁場(chǎng)上邊界所用時(shí)間為0.3sR的正方形導(dǎo)線框abed，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)上下兩邊均與磁場(chǎng)邊界平行。將線框以初速度v0水平拋出，線框恰能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則（）□A□A.線框拋出時(shí)ab邊距離磁場(chǎng)上邊界的高度為m2gR22B4L4B.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線框某橫截面的電荷量BL22R2B2L3vC.線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中水平位移為omgRD.線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中cd邊產(chǎn)生的熱量為2mgL.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一上下邊界均水平，垂直線框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T。正方形單匝金屬線框在磁場(chǎng)上方h=0.45m處，質(zhì)量為0.1kg，邊長(zhǎng)為0.4m,總阻值為1Q?，F(xiàn)將線框由靜止釋放，下落過(guò)程中線框ab邊始終與磁場(chǎng)邊界平行，ab邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)和剛好離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度均為2m/s,不計(jì)空氣阻力，重力加速度取10m/s2則（）TOC\o"1-5"\h\z玄匕d1n*比嗟豎XX址址豎xX-XXXX舞舞科XX：XXXKXXXA.cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)克服安培力做功的功率為9WB.勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的高度為0.65mC.穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線框電阻產(chǎn)生的焦耳熱為0.65JCC.線框中產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)?如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L］、L2、L3、L4，在L1L2之間、L3L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小均為IT,方向垂直于虛線所在平面.現(xiàn)有一矩形線圈abed，寬度cd=L=0.5m,質(zhì)量為0.1kg,電阻為2Q將其從圖示位置由靜止釋放(cd邊與L1重合)，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已知“?t2的時(shí)間間隔為0.6s,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終處于豎直方向.(重力加速度g取10m/s2)則()甲iA?在0?［時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線圈的電荷量為0.25CB.線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為8m/sC.線圈的長(zhǎng)度為1mD?0?1時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J?如圖所示，相距為d的兩水平虛線L1和L2分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上下兩個(gè)邊界，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B正方形線框abed邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)，質(zhì)量為m,將線框在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止釋放。如果ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度也為v0，則從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中()A.線框中一直有感應(yīng)電流B.線框中有一階段的加速度為重力加速度gD.線框有一階段做減速運(yùn)動(dòng)DD.線框從1位置進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)位置3過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的電熱為2Fb.如圖所示，在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的理想邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大。一個(gè)邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的單匝正方形金屬線框，以速度v垂直磁場(chǎng)方向從如圖實(shí)線位置I開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中的位置II時(shí)，線框的速度為0。則下列說(shuō)法正確的是（）A.在位置II時(shí)線框中的電功率為B2a2V2RB.此過(guò)程線框的加速度最大值為4B竺mRC.此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為-mv22D.此過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為Ba2R.如圖a所示在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量m的單匝均勻正方形銅線框，邊長(zhǎng)為a,在1位置以速度XXz:sXXz:sX口匚XX；v0進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并開(kāi)始計(jì)時(shí)t=0,若磁場(chǎng)的寬度為b（b>3a），在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置速度又為v0并開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)?此過(guò)程中v-t圖象如圖b所示，則（）A.t=0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0B.在to時(shí)刻線框的速度為Vo=C.線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間位置3速度一定比to時(shí)刻線框的速度大.如下圖甲所示，一邊長(zhǎng)L=0.5m,質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬線框的一個(gè)邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合,

在水平拉力作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=0.5s線框被拉出磁場(chǎng).測(cè)得金屬線框中的電流I隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中．下列說(shuō)法正確的是（）ai0.2o.rt04a.5乙甲Aai0.2o.rt04a.5乙甲A.通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量0.5CB.該金屬框的電阻0.80QC.水平力F隨時(shí)間t變化的表達(dá)式F=2+0.4t（單位為,N”）D.若把線框拉出磁場(chǎng)水平拉力做功1.10J,則該過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為0.1J.如圖，光滑斜面的傾角為。，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd,ab邊的邊長(zhǎng)為I，be邊的邊長(zhǎng)為12，線框的質(zhì)量為m，電阻為R，線框通過(guò)絕緣細(xì)線繞過(guò)光滑的滑輪與重物相連，重物質(zhì)量為M，斜面上ef線（ef平行