高考第二轮复习——电场、磁场和能量转化同步练习
高三物理人教版考点4电场、磁场和能量转化同步练习 (答题时间:35分钟) 1. 如图所示,长L|宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线 圈与磁感线垂直。将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场,求:①拉力F大小;②拉力的功率 P;③拉力做的功W;④线圈中产生的电热Q;⑤通过线圈某一截面的电荷量q。 I 2, 如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形 线圈边长为1= 10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.020Q。开始时,线圈的下边缘到磁场 上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度 相等。取g=10m/s2,求:(1)线圈进入磁场过程中产生的电热Q。(2)线圈下边缘穿越磁场 过程中的最小速度V。(3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。 -L.XIv:x於以」 - - - 一 XXKX - - - - X13!x:xi4:x>J XX X X一 3. 如图所示,有两根和水平方向成。角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R, 下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为及一根质量为m的金属杆从 轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一 个最大速度几,则() A, 如果B增大,Vm将变大 B, 如果a变大,Vm将变大 C, 如果R变大,Vm将变大 D. 如果m变小,Vm将变大 4, 半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半 径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m, b=0.6m,金属环 上分别接有灯Li、侦,两灯的电阻均为Ro=2Q, 一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环 的电阻均忽略不计 (1)若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO 的瞬时(如 图所示)MN中的电动势和流过灯Li的电流。 (2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OU。 以00,为轴向上翻转90°,若 此时磁场随时间均匀变化,其变化率为AB/At=4T/s,求Li的功率。 5. 如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为Im、质量m为0.1kg的导体棒MN上 升,导体棒的电阻R为1Q,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1T的匀强 磁场中,磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上 产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A,电动机内阻r 为1Q,不计框架电阻及色切摩擦,求: (1)棒能达到的稳定速度; (2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。 祈你热爱生命吗?那么别浪费时间,因为时间是组成生 %;命的材料--富兰克林 【试题答案】 1. 解析: EB~I1V, E = BL^V , I =—, F = BIL2, :. F =——oc V ; p = FV ocV2; RR B-llLyE厕 _ W = FL.=—— ocv ; Q = W XV ; q = I-t = —t =—与v无关。 RR R 特别要注意电热Q和电荷q的区别,其中q与速度无关! 2, 解:(1)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,所以线圈进入磁场过程中产生的电 热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热,而2、4位置动能相同,由能量守恒 Q=mgd=0.50J (2) 3位置时线圈速度一定最小,而3到4线圈是自由落体运动因此有 Vo2—v2=2g(d-l),得 v=2 V2 m/s d2/2 (3) 2到3是减速过程,因此安培力F =减小,由F-mg=ma知加速度减小, R 到3位置时加速度最小,a=4.1m/s2 3. B、C 4, 解析:(1) E1=B2av=0.2X0.8X5=0.8V ① Ii=Ei/R=0.8/2=0.4A ② (2) E2= a e/At=0.5X Jta2X AB/At=0.32V③ Pi=(W2) 2/R=1.28X102W 5. 解析:(1)电动机的输出功率为:4 = /[/ - /2r = 6 W 电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率,所以有九=Fv 其中F为电动机对棒的拉力,当棒达稳定速度时尸=mg + BI L 感应电流1 = — = BL R R 由①②③式解得,棒达到的稳定速度为V = 2m/s (2)从棒由静止开始运动至达到稳定速度的过程中,电动机提供的能量转化为棒的机 械能和内能,由能量守恒定律得:P^t = mgh + -^mv2 + Q 解得t=ls