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2016年安徽自主招生物理模拟试题:电磁感应中的能量问题
【试题内容来自于相关网站和学校提供】
1：一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框平面与磁场垂直，线框的右边紧贴着磁场边界，如图甲所示。t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场。外力F随时间t变化的图线如图乙所示。已知线框质量m=1kg、电阻R=1Ω。以下说法正确的是
A、做匀加速直线运动的加速度为1m/s B、匀强磁场的磁感应强度为
T
C
2
C、线框穿过磁场过程中,通过线框的电荷量为
D、线框穿过磁场的过程中,线框上产生的焦耳热为 1.5J 2： 如图，
、
是间距为
的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为
，方向垂直导轨所在平面向里的匀强
磁场中，、间接有一阻值为的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒垂直导轨放置，
并在水平外力作用下以速度向右匀速运动，不计导轨电阻，则( )
A、通过电阻的电流方向为
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B、
两点间的电压为
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C、端电势比端高
D、外力 3：
做的功等于电阻产生的焦耳热
（2011。上海单科）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于
点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中( )
A、感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B、感应电流方向一直是逆时针 C、安培力方向始终与速度方向相反 D、安培力方向始终沿水平方向
4：如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨与水平方向成θ角放置，下端接有电阻R，一根质量为m的导体棒垂直放置在导轨上，与导轨保持良好接触，匀强磁场垂直导轨平面向上，导体棒在外力作用下向上匀速运动。不计导体棒和导轨的电阻，则下列说法正确的是
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A、拉力做的功等于棒的机械能的增量 B、合力对棒做的功等于棒动能的增量 C、拉力与棒受到的磁场力的合力为零
D、拉力对棒做的功与棒克服重力做功之差等于回路中产生的电能
5：两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计，斜面处在一匀强磁场中，磁场的方向垂直斜面向上。质量为，电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示，在这个过程中（ ）
A、作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B、作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C、恒力F与安培力的合力所做的功等于零
D、恒力F与重力的合力所做的功等于电阻上发出的焦耳热 6：
（2015。上海单科）如图，金属环动，则金属环
用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若变阻器滑片
向左移
将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）趋势。
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7：如图所示，将边长为L、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出（磁场方向，垂直线圈平面）
（1）所用拉力F＝ 。 （2）拉力F做的功W＝ 。 （3）拉力F的功率PF＝ 。 （4）线圈发热的功率P热＝ 。
8：如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平夹角37°放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′ 下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v－t图象如图乙所示。(取g＝10 m/s)
求：(1)磁感应强度B；
2
(2)杆在磁场中下滑0.1s过程中电阻R产生的热量。 9：（11分）某同学根据电磁感应现象设计了一种发电装置，如图甲所示，图乙为其俯视图。将8块相同磁铁的N、S极交错放置组合成一个高h = 0。5 m、半径r = 0。2 m的圆柱体，其可绕固定的OO' 轴转动。圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B = 0。2T，方向都垂直于圆柱表面，相邻两个区域的磁场方向相反。紧靠圆柱体外侧固定—根与其等长、电阻R = 0。4Ω的金属杆ab，杆与圆柱平行。从上往下看，圆柱体以ω = 100 rad/s的角速度顺时针匀速转动，设转到如图所示位置为t =0时刻。取g = 10 m/s，π=10。求： （1）圆柱体转过周期的时间内，ab杆中产生的感应电动势E的大小；
（2）如图丙所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两极板，极板长L0= 0。314m，两板间距d = 0。125m。
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现用两根引线将M、N分别与a、b相连。在t = 0时刻，将—个电量q = + 1。00×10
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- 6C
、质量m = 1。60×10
- 8kg
的带电粒子从紧靠M板中心处无初速度地释放，求粒子从M板运动到N板所经历的时间t。不计粒子重力。 （3）t = 0时刻，在如图丙所示的两极板问，若上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度υ0水平射入两极板间，而且已知粒子沿水平方向离开电场，求初速度υ0的大小，并在图中画出粒子相应的运动轨迹。不计粒子
重力。（※请自行作图！）
10：如图所示，两金属杆AB和CD长均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。在金属杆AB下方有高度为H的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与回路平面垂直，此时，CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB，经过一段时间，AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD尚未离开磁场，这一过程中杆AB产生的焦耳热为Q。则
（1）AB棒刚达到磁场边界时的速度v1多大？
（2）此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q分别是多少？ （3）通过计算说明金属杆AB在磁场中可能具有的速度大小v2在什么范围内；
（4）试分析金属杆AB在穿过整个磁场区域过程中可能出现的运动情况（加速度与速度的变化情况）。
11：如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d＝50cm，导轨所在的平面与水平面夹角＝37°，导轨上端电阻R＝0.8?，其他电阻不计，导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0。4T。金属棒ab从上端由静止开始下滑，金属棒ab的质量m＝0.1kg。 (sin37°＝0.6，g＝10m/s)
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