高考物理一轮总复习课后习题 第12章 电磁感应 第6讲 专题提升 电磁感应中的含电容器问题模型.docVIP

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第6讲专题提升:电磁感应中的含电容器问题模型

基础对点练

题组一只含有电容器的电磁感应问题

1.如图所示,光滑的平行长导轨水平放置,导体棒MN静止在导轨上,与导轨垂直且接触良好,电容C足够大,原来不带电;现使导体棒沿导轨向右运动,初速度为v0,设导体棒的速度为v、动能为Ek、两端的电压为UMN、电容器上的电荷量为q。下列图像正确的是()

2.(多选)如图所示,两根足够长且光滑平行的金属导轨PP、QQ倾斜放置,匀强磁场垂直于导轨平面,导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连,板间距离足够大,板间有一带电微粒,金属棒ab水平跨放在导轨上,下滑过程中与导轨接触良好。现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab,则下列说法正确的是()

A.金属棒ab最终可能匀速下滑

B.金属棒ab一直加速下滑

C.金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势

D.带电微粒不可能先向N板运动后向M板运动

题组二同时含有电容器和电阻的电磁感应问题

3.(多选)(海南模拟)如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和一定值电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(取图甲所示的磁感应强度方向为正方向),MN始终保持静止,则在0~t2时间内()

A.电容器C所带的电荷量始终不变

B.电容器C的a板先带正电后带负电

C.MN中的电流方向始终由M指向N

D.MN所受安培力的方向先向右后向左

4.(湖北武汉预测)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO上,接入回路的电阻为R,随转轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值也为R的定值电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是()

A.回路中的电动势为12Bl2

B.微粒的电荷量与质量之比为2gd

C.电阻消耗的电功率为B

D.电容器所带的电荷量为CB

综合提升练

5.(河北卷)如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导轨间距最窄处为一狭缝,取狭缝所在处O点为坐标原点。狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ,一电容为C的电容器与导轨左端相连。导轨上的金属棒与x轴垂直,在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动,忽略所有电阻。下列说法正确的是()

A.通过金属棒的电流为2BCv2tanθ

B.金属棒到达x0时,电容器极板上的电荷量为BCvx0tanθ

C.金属棒运动过程中,电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中,外力F做功的功率恒定

6.(多选)(山东潍坊模拟)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置,与水平面夹角为α,导轨通过单刀双掷开关与电阻R和电容器C相连,导体棒ab垂直于导轨放置,且接触良好,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,电容器电容耐压值足够大,导体棒和导轨电阻不计,导体棒ab由静止释放。若开关接1,导体棒ab的速度为v,电容器储存的电场能为E;若开关接2,导体棒受到的安培力为F,通过电阻的电荷量为q,它们随时间变化的图像可能正确的是()

7.(浙江卷)如图所示,水平固定一半径r=0.2m的金属圆环,长均为r,电阻均为R0的两金属棒沿直径放置,其中一端与圆环接触良好,另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO上,并随轴以角速度ω=600rad/s匀速转动,圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距l1的水平放置的平行金属轨道相连,轨道间接有电容C=0.09F的电容器,通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧存在宽度为l1、长度为l2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab,磁场区域外有间距也为l1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接,在绝缘轨道的水平段上放置“[”形金属框fcde。棒ab长度和“[”形框的宽度也均为l1、质量均为m=0.01kg,de与cf长度均为l3=0.08m,已知l1=0.25m,l2=0.068m,B1=B2=1T、方向均为竖直向上;棒ab和“[”形框的cd边的电阻均为R=0.1Ω,除已给电阻外其他电阻不计,轨道均光滑,棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通,待电容器充电完毕后,将开关S从1拨到2,电容器放电,棒ab被弹出磁场后与“[”形框粘在一起形成闭合框abcd,此时将开关S与2断