【备考2022】山东省各地市2022高考物理 一模精选试题 恒定电流磁场

【含详解】2022届高考物理备考（2022年山东各地市一模精选）：恒定电流磁场（2022•聊城市一模）20．如图所示，相距为L的光滑平行金属导轨ab、cd放置在水平桌面上'阻值为R的电阻与导轨的两端a、c相连。滑杆MN质量为m，电阻为r，垂直于导轨并可在导轨上自由滑动，不计导轨和导线的电阻。整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，轻绳绕过固定在桌边的光滑滑轮后，与另一质量也为m的物块相连，轻绳处于拉直状态。现将物块由静止释放，当物块达到最大速度时，下落高度为h，用g表示重力加速度，则在物块由静止开始下落至速度最大的过程中A．通过电阻R的电荷量是B．滑杆MN产生的最大感应电动势为C．绳子的拉力大小逐渐减小D．物块减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热【答案】AB【解析】通过电阻R的电荷量，A正确。当FA=mg时，速度最大，有：=mg，则最大速度v=，滑杆MN产生的最大感应电动势为，B正确．物块做加速度减小的加速运动，故绳子对物块的拉力大小逐渐增大，C错误。根据能量守恒得，物块减少的重力势能转化为回路产生的焦耳热和物块与滑杆的动能，D错误。（2022·潍坊一模）8．如图所示，间距l＝0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角＝30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲乙两金属杆电阻R相同、质量均为m＝0.02kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a＝5m／s28\n的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g=10m/s2，则A．每根金属杆的电阻R＝0.016B．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4sC．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1W【答案】BC【解析】由已知可得乙金属杆进入磁场前，沿斜面向下的加速度跟甲的加速度相同，甲乙均做相同的加速运动，当乙进入磁场时，甲刚出磁场。乙进入磁场时：v==2m/s，由于已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，受力平衡有：mgsinθ==所以求得：R=，代入数据的R＝0.064，选项A错误。甲在磁场中做匀加速运动，由可得甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4s，选项B正确。甲在磁场中做匀加速运动时，外力F始终等于安培力，由于速度一直增加，安培力一直增大，F一直增大，其功率也增大，选项C正确。乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率等于电路中电阻的热功率，即P=I22R=()22R，v=，解得P=0.2W，选项D错误。（2022·日照市一模）20.在光滑的绝缘水平面上方，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，PQ为磁场边界。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向放置于磁场中A处，现给金属圆环一水平向右的初速度。当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时的速度为，则下列说法正确的是8\nA.此时圆环中的电功率为B.此时圆环的加速度为C.此过程中通过圆环截面的电荷量为D.此过程回路中产生的电能为0.75m【答案】BC【解析】当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，产生的感应电动势，感应电流，圆环中的电功率，选项A错误；金属圆环受到的安培力，所以，选项B正确；由，可知选项C正确；由能量守恒得：产生的电能，选项D错误。（2022·烟台市一模）20．如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a．一直角三角形导线框ABC（BC边的长度为a）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、BC两端的电压uBC与线框移动的距离x的关系图象正确的是8\n【答案】D【解析】由楞次定律可知，线框刚进入磁场时产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故线框中的感应电流沿逆时针方向，为正，又线框做匀速运动，故感应电流随位移线性增大；同理可知线框离开磁场时，产生的感应电流大小随位移线性增大，方向为负，选项AB错误。BC两端的电压UBC跟感应电流成正比，故选项C错误D正确。（2022·泰安市一模）20．如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是A．金属棒在导轨上做匀减速运动B．整个过程中金属棒克服安培力做功为C．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为D．整个过程中电阻R上产生的焦耳热为【答案】BC8\n【解析】由题意可知金属棒在安培力作用下做减速运动直至静止，由于速度一直减小，故安培力的大小一直减小，金属棒的加速度减小，故金属棒做加速度减小的减速运动，选项A错误。在整个过程中，只有安培力做负功，由动能定理可知金属棒克服安培力做功为，选项B正确。由可知，解得，选项C正确。由B项可知整个回路中产生的焦耳热为，电阻R上产生的焦耳热为，选项D错误。（2022·滨州市一模）16．如图所示，电阻率均匀的矩形线框在匀强磁场内运动，(1)(3)(4）三个图中线框在图示平面内平动，(2）图中线框绕转轴转动，以下说法正确的是A．(1）图中，流过ab边的电流为零，ab两点间电势差为零B．(2）图中图示位置处，流过ab边的电流不为零，ab两点电势差不为零C．(3）图中，流过ab边的电流为零，ab两点电势差不为零D．(4）图中，流过ab边的电流为零，ab两点电势差也为零【答案】D【解析】选项A,矩形线框在匀强磁场内平动，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，但ab边切割磁感线，ab两点间电势差不为零，A错误。选项B，矩形线框在匀强磁场中旋转，产生正弦式交变电流，图示位置线框处在中性面，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为0，产生的感应电流为0，ab两点电势差为零，B错误。选项C、D，矩形线框平行磁感线运动，穿过线框的磁通量始终为0，不产生感应电流，线框不做切割磁感线的运动，ab两点电势差也为零，C错误D正确。（2022•德州市一模）8\n20.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P之间接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．金属棒在平行于导轨的外力F的作用下沿导轨向上运动，从运动过程中的某时刻开始计时，通过R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列说法正确的是A．流过电阻R的电流方向为M→R→PB．金属棒ab的动能逐渐增大C．穿过回路abPMa的磁通量均匀增加D．拉力F做的功等于回路产生的热量与金属棒ab增加的机械能之和【答案】CD由右手定则可得流过电阻R的电流方向为P→R→M，选项A错误。由图乙可知回路中产生的感应电流恒定不变，由可得金属棒ab匀速运动，动能不变，B错误。进而可知，穿过回路abPMa的磁通量均匀增加，故C正确．根据功能关系，拉力F做的功等于金属杆ab增加的势能、增加的动能以及abPMa回路产生焦耳热之和，故D正确．（2022•济南市一模）20．如图，水平的平行虚线间距为d=60cm，其间有沿水平方向的匀强磁场。一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d，线圈质量m=100g。线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。不计空气阻力，取g=10m/s2，则A．线圈下边缘刚进磁场时加速度最小B．线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6JC．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，电流均为逆时针方向D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电量相等【答案】BD8\n【解析】线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，说明线圈进入磁场和穿出磁场运动情况完全相同．线圈完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，线圈做匀加速运动，加速度为g，位移为d-l，可根据能量守恒定律求出线圈下边穿过磁场过程中产生的电热Q=mgd=0.6J，B正确．由题意知线圈刚进入磁场时做减速运动，安培力减小，根据牛顿第二定律F-mg=ma可知线圈上边缘刚进磁场时加速度最小，A错误。由楞次定律可知选项C错误。由可知线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电量相等，D正确。（2022·青岛市一模）20．如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角，导轨的一端连接定值电阻R1，匀强磁场垂直穿过导轨平面．一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，且R2=2R1．如果导轨以速度v匀速下滑，导轨此时受到的安培力大小为F，则以下判断正确的是A．电阻消耗的热功率为B．整个装置消耗的机械功率为C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为D．若使导体棒以v的速度匀速上滑，则必须施加沿导轨向上外力【答案】AC【解析】设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻为2R，电路中感应电动势E=BLv， ab中感应电流为I= 得到，ab所受安培力F=BIL=       ①；电阻R1消耗的热功率P1=I2R= ②；由①②得，P1=  ，选项A正确。 根据功率公式，得整个装置因摩擦而消耗的热功率P2=μmgcosθv=μmgvcosθ，  整个装置消耗的机械功率为P3=Fv+P2=（F+μmgcosθ8\n）v，选项B错误C正确。以速度v向下运动时，以速度v向上运动时，故，D错误。8