专题05 电磁感应 交流电(解析版)上海6年高考等级考物理试题分类解析
题 专题 5 电磁感应 交流电 —6 年来(2017-2022)上海市高考等级考物理试题分类解析 2022 第 12 题 12. 如图,一个正方形导线框以初速度 v0 向右穿过一个有界的匀强磁场。线框两次速度发为 生变化所用时间分别为 t 1 和 和 t 2, ,为 以及这两段时间内克服安培力做的功分别为 W 1 和 和 W 2 ,则( ( )A.t 1 < <t 2 , ,W 1 < <W 2 , ,B.t 1 < <t 2 , ,W 1 > >W 2 , , C.t 1 > >t 2 , ,W 1 < <W 2 , ,D.t 1 > >t 2 , ,W 1 > >W 2 , ,【答案】B 【知识点】本题考查法拉第电磁感应定律+ 闭合电路欧姆定律+ 安培力+ 动量定理+ 动能定理+等效思维 【解析】由于线框进入磁场的过程和离开磁场的过程,线框都是受到向左的安培力作用做度 减速运动,因此进入过程的平均速度 v 1 平 度 大于离开过程的平均速度 v 2 平 由 ,由 L=v 1 平 t 1 和 和 L=v 2平 t 2 得 可得 t 1 < <t 2 。。 为 线框刚进入磁场时速度为 v 0 为 ,设线框边长为 L ,电阻为 R ,线框完全进入磁场时速度为 v 1 ,为 刚完全离开磁场时速度为 v 2 为 ,进入磁场过程中产生的平均感应电动势为 E 1 ,平均感应电流为 为 I 1 为 ,离开磁场过程中产生的平均感应电动势为 E 2 为 ,平均感应电流为 I 1 [ 应外 I 2 ] ,由法拉第电磁感应定律,E 1 = Φ/t 1 , ,E 2 = Φ/t 2 ,Φ=BL 2 , 由闭合电路欧姆定律,I 1 = E 1 /R , I 2 = E 2 /R ,量 进入磁场过程通过导体截面的电荷量 q 1 =I 1 t 1 量 ,离开磁场过程通过导体截面的电荷量 q 2 =I 2 t 2 ,联立解得:q 1 = q 2 = 。 。 对线框完全进入磁场的过程,由动量定理,-F 1 t 1 =mv 1 - mv 0 , ,F 1 =B I 1 L ,对线框离开磁场的过程,由动量定理,-F 2 t 2 =mv 2 - mv 1 , ,F 2 =B I 2 L ,又 q 1 =I 1 t 1 , ,q 2 =I 2 t 2 , ,q 1 = q 2 ,联立解得:v 1 -v 0 = v 2 - v 1 。
根据动能定理,W 1 =12mv 0 2 -12mv 1 2 , ,W 2 =12mv 1 2 -12mv 2 2 ,12WW=2 20 12 21 2v vv v=0 11 2v vv v> >1, ,以 所以 W 1 > >W 2 项 ,选项 B 正确。 2022 第 第 15 题 15. 半径为 R 的金属圆环里,有一个垂直于纸面向里且半径为 r 的圆形区域匀强磁场,磁
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