2018年高考物理二轮复习第九章磁场专题9.3磁动力问题

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1、专题9.3磁动力问题一．选择题1.（2018浙江十校联盟）如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为L1，宽与高均为L2的长方体。泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I。若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则A．泵体下表面应接电源正极B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1，C．电源提供的电功率为D．质量为m的液体离开泵体时的动能UIt-mgh-I2t【参考答案】.D【命题意图】本题考查电磁

2、泵、安培力、电阻定律、电功率、能量守恒定律及其相关的物理知识，意在考查综合运用相关知识分析解决实际问题的能力。【解题思路】液体在匀强磁场中流动过程，可视为电流I受到安培力作用，安培力方向指向左侧，根据左手定则，泵体中电流方向竖直向下，泵体下表面应接电源负极，选项A错误；电磁泵对液体的推力等于安培力，为BIL2，选项B错误；泵体内液体电阻R=ρ=，电源提供的电功率P=UI=U2/R=，选项C错误。在t时间内电流做功W电=UIt，泵体内液体电阻产生的焦耳热Q=I2Rt=I2t，根据能量守恒定律，质量为m的液体离开泵体时的动能Ek=UIt-mgh-I2Rt=U

3、It-mgh-I2t，选项D正确。2.（2015·温州八校联考）阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如右图所示。若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是（）A．电路中的电源必须是交流电源B．电路中的a端点须连接直流电源的负极C．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度【参考答案】C3．（2011·新课标理综）电磁轨道炮工作原理如题21-10图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接

4、触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到的安培力在作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加到原来的2倍C．只将弹体质量减小到原来的一半D．将弹体质量减小到原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变，【参考答案】BD二．计算题1..(2016西安一模)电磁弹是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明．如图甲所示，虚线MN右侧存在一个竖直

5、向上的匀强磁场，一边长L的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，电阻为R，质量为m，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界．t=0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B=B0+kt（k为大于零的常数），空气阻力忽略不计．（1）求t=0时刻，线框中感应电流的功率P；（2）线框cd边穿出磁场时通过导线截面的电荷量q；（3）若用相同的金属线绕制相同大小的n匝线框，如图乙所示，在线框上加一质量为M的负载物，证明:载物线框匝数越多，t=0时线框加速度越大．【命题意图】考查电磁感应、法拉第电磁感应定律、电功率、闭合电路欧姆定律、安培力、牛顿运动定律及其相关知识点。（

6、2）由动能定理有（1分）解得（1分）穿出过程线框中的平均电动势线框中的电流（1分）通过的电量（1分）解得（1分）（3）n匝线框中t=0时刻产生的感应电动势（1分）线框的总电阻R总=nR（1分）线框中的电流（1分）t=0时刻线框受到的安培力（1分）设线框的加速度为a，根据牛顿第二定律有解得可知，n越大，a越大．（1分）2.电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如图所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属杆上，当有大的电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁

7、场力的作用下，获得v1速度时刻加速度为a，当有大的电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道，求垂直于轨道平面的磁感强度多大？（设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比）．3.（2005·北京）题图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直

8、于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10－6T/A。已知两