（新课标）2020版高考物理大二轮复习专题强化训练7功能关系在电学中的应用

A．杆的速度最大值为4 m/s B．流过电阻R的电荷量为6 C

C．在这一过程中，整个回路产生的热量为17.5 J D．流过电阻R的电流方向为由c到d

B2d2vm

[解析] 当杆达到最大速度时满足F＝＋mgsinθ，解得vm＝5 m/s，选项A错误；

r＋RΔΦBLd2×6×1

流过电阻R的电荷量q＝＝＝ C＝3 C，选项B错误；回路产生的热量Q＝

r＋Rr＋R2＋2

FL－mgLsinθ－mv2m＝17.5 J，选项C正确；由右手定则可知流过R的电流方向从d到c，

选项D错误．

[答案] C

7．(多选)(2019·东北省四市联考)如图所示，在宽度为d的条形无场区左侧Ⅰ区和右侧Ⅱ区内，存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场，磁场方向如图所示．有一边长为

1

2

l(l>d)、电阻均匀分布且阻值为R的正方形金属线框EFGH置于Ⅰ区域，EF边与磁场边界平

行，现使线框以垂直于磁场边界的速度v从图示位置向右匀速运动，则( )

A．当EF边刚进入Ⅱ区时，线框中电流方向为顺时针，大小为B．当EF边刚进入中间无磁场区时，E、F两点间的电压为

Blv RBlv4

5

B2l2v?4l－3d?

C．将线框拉至HG边刚离开Ⅰ区的过程中，拉力所做的功为 R2Blv?2l－d?

D．将线框从Ⅰ区全部拉入Ⅱ区的过程中，回路中产生的焦耳热为

22

R[解析] 当EF边刚进入Ⅱ区时，金属线框HG、EF边均切割磁感线，由右手定则可判断出HG边切割磁感线产生的感应电动势方向为顺时针方向，EF边切割磁感线产生的感应电动势方向为顺时针方向，则回路中产生总感应电动势为E1＝2Blv，由闭合电路欧姆定律，回路中产生的感应电流大小为I1＝＝E12Blv，方向为顺时针方向，选项A错误．当EF边刚进入

RR中间无磁场区域时，只有HG边切割磁感线，回路中产生的感应电动势E2＝Blv，感应电流

E2I2RBlvI2＝，E、F两点之间的电压为U＝＝，选项B正确．线框在整个运动过程中做匀速

R44

运动，故线框所受安培力和拉力始终相等．线框在Ⅰ区运动，磁通量不变，不产生感应电流，拉力不做功；在EF边进入中间无磁场区域的过程中，只有HG边切割磁感线，回路中产生的

E2B2l2vd感应电动势为E2＝Blv，感应电流I2＝，线框所受安培力F1＝BI2l，拉力做功W1＝F1d＝；

RR当EF边进入Ⅱ区距离小于l－d时，HG、EF边均切割磁感线，回路中产生总感应电动势为

E12BlvE1＝2Blv，感应电流大小为I1＝＝，线框所受总安培力F2＝2BI1l，拉力做功W2＝F2(lRR4Blv?l－d?

－d)＝，则将线框拉至HG边刚离开Ⅰ区的过程中，拉力所做的功W＝W1＋W2＝

22

RB2l2v?4l－3d?

，选项C正确．当EF边进入Ⅱ区距离大于l－d小于l时，只有EF边切割磁

R感线，产生感应电动势E3＝Blv，感应电流I3＝，线框所受安培力F3＝BI3l，拉力做功W3

E3RB2l2vd＝F3d＝；将线框从Ⅰ区全部拉入Ⅱ区的过程中，安培力做的总功W′＝－W1－W2－W3

R2Blv?2l－d?＝－.根据克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热可知，回路中产生的焦

22

R2Blv?2l－d?耳热为Q＝－W′＝，选项D正确．

22

R[答案] BCD

8. (多选)(2019·苏州模拟)在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上．区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑．当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入GH到

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MN与JP的中间位置的过程中，线框的动能变化量为ΔEk，重力对线框做功大小为W1，安培

力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的是( )

A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2>v1

B．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒

C．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，有(W1－ΔEk)的机械能转化为电能 D．从ab进入GH到MN到JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量为ΔEk＝W1－W2

B2L2v1

[解析] 由平衡条件，第一次匀速运动时，mgsinθ＝，第二次匀速运动时，mgsinθR4BLv2＝，则v2

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R误；从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，由动能定理得，W1－W2＝ΔEk，选项D正确；线框克服安培力做功为W2，等于产生的电能，且W2＝W1－ΔEk，选项C正确．

[答案] CD

9．(多选)(2019·抚州质检)如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场．PQ为两个磁场的分界线，磁场范围足够大．一个边长为

a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向

右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列说法正确

2的是( )

v 7

Ba2

A．此过程中通过线框截面的电荷量为

2RB2a2v2

B．此时线框中的电功率为

4R3mvC．此过程中回路产生的电能为 82BavD．此时线框的加速度为 22

2

mRΔΦ2[解析] 根据q＝，穿过线圈的磁通量由Ba减小到零，所以此过程中通过线框横

RBa2vE2

截面的电荷量为，选项A错误；此时线框中的电动势E＝2Ba·＝Bav，电功率P＝＝

R2RB2a2v2121?v?232

，选项B错误；此过程中回路产生的电能等于线圈动能的减少量，mv－m??＝mv，R22?2?8

选项C正确；此时线框中的电流I＝＝2Bav为a＝，选项D正确．

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EBav，线框所受的安培力的合力为F＝2BIa，加速度RRmR[答案] CD 二、非选择题

10．(2019·浙江五校联考)如图所示，光滑绝缘水平面AB与倾角θ＝37°，长L＝5 m的固定绝缘斜面BC在B处平滑相连，在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板．质量

m＝0.5 kg、带电荷量q＝＋5×10－5 C的绝缘带电小滑块(可看作质点)置于斜面的中点D，

整个空间存在水平向右的匀强电场，场强E＝2×10 N/C，现让滑块以v0＝14 m/s的速度沿斜面向上运动．设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间的动摩擦因数μ＝0.1.(g取10 m/s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：

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