2016届高考物理一轮复习专题二功和能第6讲功能关系在电磁学中的应用提升训练.doc

第6讲　功能关系在电磁学中的应用 专题提升训练 一、单项选择题 1.(2015·石家庄市高中毕业班质检)如图1所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么(　　) 图1 A.若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷 B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C.微粒从M点运动到N点动能一定增加 D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加 解析　由于两极板的带电正负不知，粒子的电性不确定，则粒子所受电场力方C正确。 答案　C 2.(2015·河北邯郸二模)如图2所示，光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，m的金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，则不正确的是(　　) 图2 A.整个过程电路中产生的电能等于始、末状态动能的减少量 B.上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于mv C.上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于mv－mgh D.金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同 解析　金属杆从轨道底端滑上斜面又返回到出发点，由能量的转化和守恒知选项A正确；上滑到最高点时动能转化为重力势能和电阻R上产生的焦耳热(即克服安培力所做的功)，选项B、C正确；金属杆两次通过斜面上同一位置时的速度不同，电路的电流不同，故电阻R的热功率不同，选项D错误。 答案　D 3.(2015·镇江市高三质量检测)空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图3所示，在相等的时间间隔内(　　) 图3 A.重力做的功相等 B.电场力做的功相等 C.电场力做的功大于重力做的功 D.电场力做的功小于重力做的功 解析　对微粒受力分析，受重力和向上A、B均错误；因为电场力大于重力，所以在相等的时间间隔内，电场力做的功大于重力做的功，选项C正确，D错误。 答案　C 4.(2015·江苏省扬州中学高三质量检测)如图4，MN和PQ是电阻不计的平行L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)(　　) 图4 A.流过金属棒的最大电流为 B.通过金属棒的电荷量为 C.克服安培力所做的功为mgh D.金属棒产生的电热为mg(h－μd) 解析　金属棒下滑过程中机械能守恒，有mgh＝mv2，金属棒到达水平面时的速度v＝，金属棒到达水平面后做减速运动，刚到达水平面时的速度最大，感应电动势最大，感应电流也最大，故最大感应电流为I＝＝，选项A错误；通过金属棒的电荷量为q＝＝，选项B错误；对全过程应用动能定理mgh－W安－μmgd＝0，解得W安＝mgh－μmgh，选项C错误；金属棒产生的电热QR＝Q＝W安＝mg(h－μd)，选项D正确。 答案　D 二、多项选择题 5.如图5所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场边界的间距为L。一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合，导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上(　　) 图5 A.上升过程中，导线框的加速度逐渐减小 B.上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率 C.上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多 D.上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等 解析　上升过程中，导线框的加速度a1＝随速度v的减小而减小，选项A正确；下降过程中，导线框的加速度a2＝随速度v的增大而减小，由R＝vt知上升时间短，P＝，因此上升过程中克服重力做功的平均功率大，选项B错误；由于安培力做负功，线框在下降过程中的速度小于同一高度上升时的速度，因此上升过程中合力做的功大于下降过程中合力做的功，选项D错误；下降过程的安培力小于同一高度上升时的安培力，上升过程克服安培力做C正确。 答案　AC 6.如图6所示，一质量为m、带电荷量为＋q的小球从半径为R的四分之一绝缘光滑圆弧轨道上与圆心等高处A由静止释放，经时间t下滑到轨道最低点B时对轨道压力为2mg，g为重力加速度，此后小球水平飞出，恰好垂直击中倾角为θ＝30°的斜面，整个斜面上方存在竖直向上的匀强电场，空气阻力不计，则下列说法