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专题四电路和电磁感应(练)
专题4.2电磁感应
第一部分:练真题
【2022年真题】
1、(2022·重庆卷·T13)某同学以金属戒指为研究对象,探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示,戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为SKIPIF10的单匝圆形线圈,放置在匀强磁场中,磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在SKIPIF10时间内从0均匀增加到SKIPIF10,求:
(1)戒指中的感应电动势和电流;
(2)戒指中电流的热功率。
【答案】(1)SKIPIF10,SKIPIF10;(2)SKIPIF10
【解析】
(1)设戒指的半径为SKIPIF10,则有
SKIPIF10
磁感应强度大小在SKIPIF10时间内从0均匀增加到SKIPIF10,产生的感应电动势为
SKIPIF10
可得
SKIPIF10
戒指的电阻为
SKIPIF10
则戒指中的感应电流为
SKIPIF10
(2)戒指中电流的热功率为
SKIPIF10
2、(2022·重庆卷·T7)如图1所示,光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应直线①,初始拉力大小为F0,改变电阻阻值和磁感应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小为2F0,两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n,则k、m、n可能为()
A.k=2、m=2、n=2 B.SKIPIF10
C.SKIPIF10 D.SKIPIF10
【答案】C
【解析】
由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,则在v=0时分别有
SKIPIF10,SKIPIF10
则第一次和第二次运动中,杆从静止开始运动相同位移的时间分别为
SKIPIF10,SKIPIF10
则
SKIPIF10
第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有SKIPIF10,整理有
SKIPIF10
则可知两次运动中F—v图像的斜率为SKIPIF10,则有
SKIPIF10
故选C。
3、(2022·海南卷·T18)光滑的水平长直轨道放在匀强磁场SKIPIF10中,轨道宽SKIPIF10,一导体棒长也为SKIPIF10,质量SKIPIF10,电阻SKIPIF10,它与导轨接触良好。当开关与a接通时,电源可提供恒定的SKIPIF10电流,电流方向可根据需要进行改变,开关与b接通时,电阻SKIPIF10,若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成,求:
①当棒中电流由M流向N时,棒的加速度的大小和方向是怎样的?
②当开关始终接a,要想在最短时间内使棒向左移动SKIPIF10而静止,则棒的最大速度是多少?
③要想棒在最短时间内向左移动7m而静止,则棒中产生的焦耳热是多少?
【解析】①当棒中电流由M流向N时,所受安培力F=BIL=0.25×1×0.4N=0.1N
由左手定则可判断出安培力方向为向右。
由牛顿第二定律,F=ma,解得a=1m/s2。方向水平向右。
②要想在最短时间内使棒向左移动SKIPIF10而静止,导体棒应该先加速后减速,设导体棒的最大速度为v1,
由SKIPIF10=x1,v1=at1/2,联立解得v1=2m/s。
③要想棒在向左移动7m而静止,可以采取两种方法,
一种是开关始终接a,导体棒应该先加速后减速,设
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