《2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)第9章電磁感應(yīng)第3講電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課時(shí)作業(yè)新人教版.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)第9章電磁感應(yīng)第3講電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課時(shí)作業(yè)新人教版.doc（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用一、選擇題(16題為單選題，710題為多選題)1(2015上海徐匯區(qū))如圖所示，正方形線框ABCD位于紙面內(nèi)，邊長(zhǎng)為l，匝數(shù)為N，線圈內(nèi)接有電阻值為R的電阻，過(guò)AB中點(diǎn)和CD中點(diǎn)的連線OO恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，通過(guò)電阻R的電荷量為()A.B.C.D答案：B解析：初狀態(tài)時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為1，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為0，由qN可得通過(guò)電阻R的電荷量為。2如圖所示，在粗糙絕緣水平面上有一正方形閉合金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m，金屬線框與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，虛線框abcd內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方

2、向豎直向下。開(kāi)始時(shí)金屬線框的ab邊與磁場(chǎng)的dc邊重合。現(xiàn)使金屬線框以初速度v0沿水平面滑入磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止，此時(shí)金屬線框的dc邊與磁場(chǎng)區(qū)域的dc邊距離為l。在這個(gè)過(guò)程中，金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱為()A.mvmglBmvmglC.mv2mglDmv2mgl答案：D解析：依題意知，金屬線框移動(dòng)的位移大小為2l，此過(guò)程中克服摩擦力做功為2mgl，由能量守恒定律得金屬線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Qmv2mgl，故選項(xiàng)D正確。3磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測(cè)線圈。當(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其Et關(guān)系如下圖所示。如果只將刷卡速度改為，線圈中的Et關(guān)系圖

3、可能是() 答案：D解析：從Et圖象可以看出，刷卡速度為v0時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為E0，所用時(shí)間為t0；當(dāng)刷卡速度變?yōu)闀r(shí)，根據(jù)EBlv可知，此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E，由于刷卡器及卡的長(zhǎng)度未變，故刷卡時(shí)間變?yōu)?t0，故選項(xiàng)D正確。4.兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m，電阻也為R的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)垂直，如圖所示，除金屬棒和電阻R外，其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則以下結(jié)論錯(cuò)誤的是()A金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎aB最終彈簧的彈力與金屬棒

4、的重力平衡C金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為B2L2v/RD金屬棒的速度為v時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為BLv/2答案：C解析：金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，由右手定則可知：流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎a，選項(xiàng)A正確；金屬棒在切割磁感線過(guò)程中，將金屬棒的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，最終停下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零，即彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡，選項(xiàng)B正確；當(dāng)金屬棒的速度為v時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)EBLv，I，則金屬棒所受到的安培力大小FBIL，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由歐姆定律可得：金屬棒兩端的電勢(shì)差UIR，選項(xiàng)D正確，故本題錯(cuò)誤的選項(xiàng)是C。5如圖，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(090)，其中MN與PQ平

5、行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過(guò)程中()A運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為vB下滑的位移大小為C產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD受到的最大安培力大小為sin答案：B解析：由于金屬棒做變加速運(yùn)動(dòng)，所以，A錯(cuò)，由q可知位移S，B選項(xiàng)正確，由于電動(dòng)勢(shì)時(shí)刻在改變，因此克服電場(chǎng)力做功WqBLv，故C不正確最大安培力F，D錯(cuò)。6(2013福建理綜)如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線

6、框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻。線框下落過(guò)程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線OO平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。設(shè)OO下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖象不可能反映線框下落過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律()答案：A解析：在0t1時(shí)間內(nèi)，線框做自由落體運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)刻以后，線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這兩段時(shí)間內(nèi)的vt圖線均為直線。在t1t2時(shí)間內(nèi)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v有關(guān)。當(dāng)線框在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力等于重力，即mg。若線框的速度v遠(yuǎn)大于v0，則進(jìn)入磁場(chǎng)后減速。由mgma可知，加速度減??；若線框速度vv0，但相差不大，則線框進(jìn)

7、入磁場(chǎng)后可能先減速再勻速，B項(xiàng)正確；若線框的速度vv0，則線框進(jìn)入磁場(chǎng)一直勻速至全部進(jìn)入磁場(chǎng)，D項(xiàng)正確；若線框的速度vv0，但相差不大，則線框進(jìn)入磁場(chǎng)后可能先加速再勻速；若線框的速度v遠(yuǎn)小于v0，則線框進(jìn)入磁場(chǎng)后加速，加速度減小，C項(xiàng)正確。7(2015咸陽(yáng)模擬)如圖所示，兩個(gè)同心金屬環(huán)水平放置，半徑分別為r和2r，兩環(huán)間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直環(huán)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在兩環(huán)間連接有一個(gè)電容為C的電容器，a、b是電容器的兩個(gè)極板。長(zhǎng)為r的金屬棒AB沿半徑方向放置在兩環(huán)間且與兩環(huán)接觸良好，并繞圓心以角速度做逆時(shí)針?lè)较?從垂直環(huán)面向里看)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是()A金屬棒中有從A到B的

8、電流B電容器a極板帶正電C電容器兩端電壓為D電容器所帶電荷量為答案：BC解析：當(dāng)金屬棒沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn)時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電流，但會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則可判斷出金屬棒B端電勢(shì)高于A端，電容器a板帶正電，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；金屬棒旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBrBr，則電容器兩端電壓為，電容器所帶電荷量為，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。8.(2015江蘇宿遷第一次調(diào)研)用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑。如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率k(k0)。則()A圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電

9、流B圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)C圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為|D圖中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab|kr2|答案：BD解析：根據(jù)楞次定律和安培定則，圓環(huán)中將產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，且具有擴(kuò)張的趨勢(shì)，A錯(cuò)誤、B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E|kr2|，由電阻定律知R，所以感應(yīng)電流的大小為I|，C正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab|kr2|，D錯(cuò)誤。9(2016山東淄博模擬)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，頂端接阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場(chǎng)上邊界某處?kù)o止釋放，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示

10、，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g，則()A金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向abB金屬棒的速度為v時(shí)，金屬棒所受的安培力大小為C金屬棒的最大速度為D金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時(shí)，電阻R的熱功率為()2R答案：BD解析：金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間，向下切割磁感線，由右手定則可知，電阻R的電流方向ba，故A錯(cuò)誤；金屬棒的速度為v時(shí)，由公式EBLv、I、FBIL，得金屬棒所受的安培力大小為：F，故B正確；金屬棒以恒定的速度下滑時(shí)，有mg，解得：v，故C錯(cuò)誤；金屬棒以恒定的速度v下滑時(shí)，電路中電流為：I電阻R的熱功率為：PI2R，解得：P()2R，故D正確。10(2016江西上饒模擬)如圖所示，電阻不

11、計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為，下端與阻值為R的定值電阻相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一質(zhì)量為m長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的、大小為v的初速度向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)ab的位置，滑行的距離為s。已知導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則()A上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為B上滑過(guò)程中電流做功產(chǎn)生的熱量為mv2mgs(sincos)C上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv2D上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為mv2mgssin答案：BD解析：上滑過(guò)程中開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒的速度最大，受到的安培力最大為FBILBl，故A錯(cuò)誤，根據(jù)能量守恒，上滑過(guò)程中電流做功產(chǎn)生的熱

12、量為：Wmv2mgs(sincos)；上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于產(chǎn)生的熱量是：Qmv2mgs(sincos)，故B正確，C錯(cuò)誤；上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為：Emv2mgssin，故D正確。二、非選擇題11如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為，間距為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒。棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開(kāi)始下滑，求：(1)電容器極板上積累的電荷量與

13、金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。答案：(1)QCBLv(2)vgt解析：(1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差為UE設(shè)此時(shí)電容器極板上積累的電荷量為Q，則有C聯(lián)立式得QCBLv(2)設(shè)金屬棒的速度大小為v時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為t，通過(guò)金屬棒的電流為i，金屬棒受到的磁場(chǎng)的作用力沿導(dǎo)軌向上，大小為f1BLi設(shè)在時(shí)間間隔(t，tt)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為Q，則有iQ也是平行板電容器極板在時(shí)間(t，tt)內(nèi)增加的電荷量。由式得QCBLv式中v為金屬棒的速度變化量，由定義有a金屬棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小為f2N式中N為金屬棒對(duì)

14、軌道的壓力，其大小為Nmgcos金屬棒在時(shí)刻t時(shí)加速度方向沿斜面向下，大小為a，由牛頓第二定律，有mgsinf1f2ma由到式得ag由式及題設(shè)可知，金屬棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻金屬棒的速度大小為vgt12如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑軌道固定在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)0.5m，左側(cè)接一阻值為R1的電阻。有一金屬棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直軌道平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t0時(shí)，用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使金屬棒以加速度a0.2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，外力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。 (1)求金屬棒的質(zhì)量m；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(3)當(dāng)力F達(dá)到某一值時(shí)，保持F不再變化，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)3s，速度達(dá)到1.6m/s且不再變化，測(cè)得在這3s內(nèi)金屬棒的位移s4.7m，求這段時(shí)間內(nèi)電阻R消耗的電能。答案：(1)0.5kg(2)1T(3)1.6J解析：由圖乙知F0.10.05t(N)(1)F合FF安(0.10.05t)ma當(dāng)t0時(shí)，vat0，F(xiàn)合0.1N由牛頓第二定律得：m0.5(kg)(2)金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，則：F合(0.10.05t) 0.1(0.05)t合力恒定不變所以0.050，解得：B1T。(3)F變?yōu)楹懔?，金屬棒做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3s后，速