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高考物理《电磁感应》常用模型最新模拟题精练
专题12. 电磁感应电路模型
一.选择题
1. (2023河南四市二模) 如图所示,PQ、MN是固定在竖直平面内的光滑金属导轨,导轨间距离为L。一长度也为 L、质量为m、电阻为r的导体棒GH,与导轨良好接触。一原长为L0、劲度系数为k的轻 弹簧一端连接在导体棒的中点,另一端固定于水平地面。导体棒处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨所在平面水平向里的匀强磁场中。图中直流电源的电动势为E、内阻不计,电容器的电容为C,R1、R2为定值电阻,重力加速度为g,弹簧一直处于弹性限度 内。初始时,开关断开,导体棒处于水平静止状态。现闭合开关,待电路重新稳定后(导体棒始终处于水平状态)。下列说法正确的是
A.导体棒中电流为
B.轻弹簧的长度为
C.电容器所带的电荷量为
D.导体棒的重力势能减小了
2. (2023山东潍坊期末)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α=30°,导轨宽度L=1m,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,磁感应强度B=2.0T。已知导体棒ab质量m=0.02kg,电容器电容为C=0.02F,耐压值足够大,定值电阻R=200Ω,重力加速度g=10m/s²,导体棒和导轨电阻不计。t=0时开关接1,导体棒ab由静止释放,t=2s时开关接2,下列说法正确的是( )
A. t=2s时,导体棒ab的速度为2.5m/s
B. t=2s时,电容器储存的电场能为0.16J
C. 开关接2瞬间,导体棒ab的加速度为3m/s²
D. 开关接2至导体棒ab达到最大速度的过程中,通过电阻R的电荷量为0.02C
3.(7分)在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )
A.匀速滑动时,I1=0,I2=0
B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0
C.加速滑动时,I1=0,I2=0
D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0
4.[多选](2020·日照模拟)如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻R0、电容器(电容为C,原来不带电)和开关S相连。整个空间充满了磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场。一质量为m、电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E、内阻为r,不计导轨的电阻。当S接1,滑动变阻器R接入电路一定阻值时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止。当S接2后,金属棒ab从静止开始下滑,下滑距离h时达到稳定速度。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.当S接1时,滑动变阻器接入电路的阻值R=-r
B.当S接2时,金属棒ab从静止开始到刚好达到稳定速度所经历的时间为t=
C.若将ab棒由静止释放的同时,将S接到3,则电容器积累的电荷量随金属棒速度v的变化关系为Q=CBLv
D.若将ab棒由静止释放的同时,将S接到3,则金属棒ab将做匀加速直线运动,加速度大小a=
5.(2022·全国理综甲卷·20)如图,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上,与导轨垂直,且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时,电容器所带的电荷量为Q,合上开关S后,( )
A.通过导体棒MN电流的最大值为
B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大
D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热
6. (2022辽宁沈阳二模)如图所示,两条足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为L,电阻不计,导轨最右端接有阻值为R的定值电阻。整个装置处于两种磁感应强度大小均为B、方向竖直且相反的匀强磁场中,虚线为两磁场的分界线。质量均为m的两根导体棒MN、PQ静止于导轨上,两导体棒接入电路的电阻均为R,与导轨间的动摩擦因数均为(设导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。时刻,用水平向左的恒力F拉MN棒,使其由静止开始运动,时刻,PQ刚好要滑动。该过程中,两棒始终与导轨垂直且接触良好,通过金属棒PQ的电荷量为q,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 时刻,金属棒PQ受到的安培力方向水平向右
B. 时刻,金属棒MN速度大小为
C. 从到时间内,金属棒MN在导轨上运动的距离为
D. 从到时间内,金属棒MN产生的焦耳热为
7.(2020·绍兴检测)用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速