高考物理一轮复习 专题10-14 线框切割磁感线问题千题精练.doc

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1、1 / 10【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 专题专题 10-1410-14 线框切割磁感线问线框切割磁感线问题千题精练题千题精练一选择题1. （2018 安徽合肥三模）如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场区域的左侧，一正方形线框以 3. 0m/s 的初速度沿垂直于磁场边界由位置 I 水平向右运动，线框经过位置，当运动到位置时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为 q1、q2，线框经过位置的速度为 v，则下列说法正确的是A. q1 =q2 B. q1= 2q2 C.

2、 v=l.0m/s D. v=l.5m/s【参考答案】BC【命题意图】本题考查电磁感应、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电荷量计算及其相关的知识点。2 / 10【方法归纳】对于电磁感应中的选择题，若容易得出过程的磁通量变化，可利用公式 q= /R 直接得出通过线框的电荷量。线框进入或从磁场移出的过程，线框一般做变速运动，产生的感应电动势和感应电流都是变化的，所受的安培力也是变力，需要取时间微元，利用动量定理列方程解答。2.2.（20182018 开封质检）如图所示，水平线开封质检）如图所示，水平线 MNMN 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为为 B B，方

3、向垂直于纸面向外。，方向垂直于纸面向外。MNMN 上方有一单匝矩形导线框上方有一单匝矩形导线框 abcdabcd，其质量为，其质量为 m m，电阻为电阻为 R R，abab 边长为边长为 L1L1，bcbc 边长为边长为 L2L2，cdcd 边离边离 MNMN 的高度为的高度为 h h。现将线框由静。现将线框由静止释放，线框下落过程中止释放，线框下落过程中 abab 边始终保持水平，且边始终保持水平，且 abab 边离开磁场前已做匀速直边离开磁场前已做匀速直线运动，不考虑空气阻力的影响，则从线框静止释放到完全离开磁场的过程中线运动，不考虑空气阻力的影响，则从线框静止释放到完全离开磁场的过程中A

4、离开磁场过程线圈中电流方向始终是 adcbaB匀速运动时回路中电流的热功率为222 1m gR B LC整个过程中通过导线截面的电荷量为 BL1L2/RD回路中电流最大值一定为12BLgh R【参考答案】AC3 / 103.人教版选修 32P21T4 改编如图 3 所示，纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd，ab 边长大于 bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为 MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于 MN。第一次ab 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热量为 Q1，通过线框导体横截面的电荷量为 q1；第二次 bc 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热

5、量为 Q2，通过线框导体横截面的电荷量为 q2，则( )图 3A.Q1Q2，q1q2 B.Q1Q2，q1q2C.Q1Q2，q1q2 D.Q1Q2，q1q2【参考答案】A4如图所示，PQQ2P2 是由两个正方形导线方格 PQQ1P1、P1Q1Q2P2 构成的网络电路，方格每边长度 l10 cm。在 x0 的空间分布有磁感应强度随时间 t 均匀增加的匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy 平面并指向纸内。今令网络电路 PQQ2P2以恒定的速度 v5 cm/s 沿 x 轴正方向运动并进入磁场区域，在运动过程中方格的边 PQ 始终与 y 轴平行。若取 PQ 与 y 轴重合的时刻为 t0，在以后任一时刻 t

6、磁场的磁感应强度为 BB0bt，式中 t 的单位为 s，B0、b 为已知恒量。t2.5 s 时刻，方格 PQQ1P1 中的感应电动势是 E1，方格 P1Q1Q2P2 中的感应电动势是 E2。E1、E2 的表达式正确的是( )AE1B0lv BE1bl2CE2 DE2(B02.5b)lv【参考答案】B4 / 10【名师解析】经过 2.5 s，网络电路向右运动了 12.5 cm，此时方格 PQQ1P1 中只有感生电动势，根据法拉第电磁感应定律得 E1bl2，B 正确，A 错误；此时方格 P1Q1Q2P2 只有右边在磁场中，离磁场边界 0.25l，既有动生电动势又有感生电动势，故电动势的大小 E2(

7、B02.5b)lv0.25bl2，C、D 错误。5在倾角为 足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为 L，如图所示一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形线框在 t0 时刻以速度 v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间 t0，线框 ab 边到达 gg与 ff中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是( )A当 ab 边刚越过 ff时，线框加速度的大小为 gsin Bt0 时刻线框匀速运动的速度为v0 4Ct0 时间内线框中产生的焦耳热为 mgLsin mv2 0D离开磁场的过程中线框将做匀速直线

8、运动【参考答案】BC6 （湖北省襄阳市第五中学 2016 届高三 5 月高考模拟适应性考试（一）理科综5 / 10合物理试题）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为 B1B、B22B。一个竖直放置的边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的正方形金属线框，以速度 v 垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为 v/2，则下列结论中正确的是A此过程中通过线框截面的电量为 23 2Ba RB此过程中回路产生的电能为23 4mvC此时线框的加速度为 D此时线框中

9、的电功率为2229 4B a v R【参考答案】ACD【名师解析】考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律【名师点睛】本题考查电磁感应规律、闭合电路欧姆定律、安培力公式、能量守恒定律等等，难点是搞清楚磁通量的变化；注意线圈经过两磁场边界时，两边产生的感应电动势为同方向。7 （黑龙江省大庆实验中学 2016 届高三考前得分训练（四）理科综合物理试题）如图所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且很靠近（但不重叠）的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流线框从实线位置由静止释放，在其后的运动过程中（ ）A线框中的磁通量为零时其感应电流也为零 B线框中感应电流

10、方向为先顺时针后逆时针 6 / 10C线框受到安培力的合力方向竖直向上 D线框减少的重力势能全部转化为电能【参考答案】C考点：楞次定律【名师点睛】本题考查通电直导线的磁场的特点和楞次定律的应用，该过程中，要注意穿越导线时，先是向外的磁通量减小，一直减小到 0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大这一过程是连续的，始终有感应电流存在属于基础题型，易错题。8.（2016 年全国普通高考重庆适应性测试（第三次）理科综合试题）在如图所示的竖直平面内，一个直角三角形金属线框顶点 C 与 MN 重合，在水平线 MN 的下方有足够大的匀强磁场，线框由静止释放，沿轴线 BC 方向竖直落入磁场中。忽略空气阻力，从释

11、放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的 v-t 图，可能正确的是【参考答案】C【名师解析】三角形线框进入磁场的过程，切割磁场的有效长度一直增大，线7 / 10框进入磁场过程受到的安培力：，安培力增大，由牛顿第二定律得：，线框由静止做加速运动，由于 L 效、v 不断增大，加速度 a 减小，故线框进入磁场过程做加速度减小的加速运动，当安培力等于重力后，L 效继续增大，将做减速运动，由图示可知，A、B、D 错误，C 正确；故选 CL效22B L vFBILR效 效22B L vmgmaR效考点：考查电磁感应、动生电动势、图象、牛顿第二定律【名师点睛】本题考查了判断线框速度随时间变化的关系，求出安

12、培力、应用牛顿第二定律求出加速是正确解题的关键9(2016湖北襄阳模拟)如图所示，有界匀强磁场与斜面垂直，质量为 m 的正方形线框静止在倾角为 30的绝缘斜面上(位于磁场外)，现使线框获得速度 v向下运动，恰好穿出磁场，线框的边长小于磁场的宽度，线框与斜面间的动摩擦因数为 ，则下列说法正确的是( )A线框完全进入磁场后做减速运动B线框进入磁场的过程中电流做的功小于穿出磁场的过程中电流做的功C线框进入和穿出磁场时，速度变化量与运动距离成正比D线框进入和穿出磁场时，速度变化量与运动时间成正比【参考答案】C 二计算题1. (2018南昌三校高三联考)如图所示，空间分布着水平方向的匀强磁场，磁场区域的

13、水平宽度 d0.4 m，竖直方向足够长，磁感应强度 B0.5 T。正方形导线框 PQMN 边长 L0.4 m，质量 m0.2 kg，电阻 R0.1 ，开始时放在光滑绝缘水平板上位置，现用一水平向右的恒力 F0.8 N 拉线框，使其向右穿过磁场区，最后到达位置(MN 边恰好出磁场)。设线框平面在运动中始终保持在竖直平面内，PQ 边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动，g 取 10 m/s2。求：8 / 10(1)线框进入磁场前运动的距离 D；(2)上述整个过程中线框内产生的焦耳热；(3)线框进入磁场过程中通过的电量。(2)由能量守恒定律可知Q2Fd20.80.4 J0.64 J。(3)根据 qtt可得

14、q C0.8 C。答案：(1)0.5 m (2)0.64 J (3)0.8 C2.(2016河南洛阳模拟)如图所示，两完全相同的金属棒垂直放在水平光滑导轨上，其质量均为 m1 kg，导轨间距 d0.5 m，现两棒并齐，中间夹一长度不计的轻质压缩弹簧，弹簧弹性势能为 Ep16 J。现释放弹簧(不拴接)，弹簧弹开后，两棒同时获得大小相等的速度开始反向运动，ab 棒进入一随时间变化的磁场，已知 B20.5t(单位：T)，导轨上另有两个挡块 P、Q，cd 棒与之碰撞时无能量损失，开始时挡块 P 与 cd 棒之间的距离为 16 m，ab 棒与虚线 MN 之间的距离为 16 m，两棒接入导轨部分的电阻均为

15、 R5 ，导轨电阻不计。若从释放弹簧时开始计时(不考虑弹簧弹开两棒的时间，即瞬间就弹开两棒)，在ab 棒进入磁场边界的瞬间，对 ab 棒施加一外力 F(大小和方向都可以变化)，使之做加速度大小为 a0.5 m/s2 的匀减速直线运动，求：(1)ab 棒刚进入磁场时的外力 F 的大小和方向；(2)ab 棒速度为零时所受到的安培力。由牛顿第二定律得 F 安Fma9 / 10则所加外力 FF 安ma1.1 N，方向水平向右。(2)ab 棒进入磁场后，又经 t28 s 速度变为零，而 cd 棒与两挡块碰撞后反向运动，恰好在 ab 棒速度为零时到达磁场边界 MN，故此时的电动势 EB2dv0其中 B22

16、 T0.512 T(此时时间过去了 12 s)8 T解得 E16 V，I1.6 A所以此时 ab 棒受到的安培力 F 安B2Id81.60.5 N6.4 N，方向水平向右。答案 (1)1.1 N 方向水平向右 (2)6.4 N 方向水平向右4.如图 1 所示，在质量为的小车上，固定着一个质量为、电阻的矩形单匝线圈MNPQ，其中 MN 边水平，NP 边竖直，高度小车载着线圈在光滑水平面上一起以的速度做匀速运动，随后进入一水平有界匀强磁场（磁场宽度大于小车长度） ，完全穿出磁场时小车速度磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小已知线圈与小车之间绝缘，小车长度与线圈 MN 边长度相同求：kg

17、M99. 0gm101Rml05. 0smv/100smv/21TB0 . 1（1）小车刚进入磁场时线圈中感应电流的大小和方向；I（2）小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量；Q（3）小车进入磁场过程中线圈克服安培力所做的功W【名师解析】 （1）小车刚进入磁场时，NP 边切割磁感线，相当于电源， 方向：（右手定则）VBlvE5 . 00AREI5 . 0PQMNP所以 qBIVm即 （其中为小车完全进入磁场时的速度）进BIqvvm )(0v同理，小车离开磁场过程有 出BIqvvm)(110 / 10从而得 smvvv/620小车进入磁场过程 kWE合所以 2 02)(21)(21vMmvMmW解得 JW23