高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 高考专项突破（十一）力、电、磁综合问题课时作业.doc

高考专项突破（十一）力、电、磁综合问题一、单项选择题1.(2017河南信阳质检)如图所示，一边长为l、质量为m、电阻为r的正方形金属线框竖直放置在磁场中，磁场方向垂直方框平面向里，磁感应强度b的大小沿y轴的变化规律为bb0ky(k为常数且大于零)，在x轴方向上的磁感应强度相同现将线框从图示位置水平向右抛出，已知重力加速度为g，磁场区域足够大，不计空气阻力，则()a线框将一直做曲线运动b线框最终将做直线运动c线框最终的速度等于d线框中产生的感应电流沿顺时针方向解析：由楞次定律得，线框中感应电流方向为逆时针方向，d错误；线框在磁场中，做加速度逐渐减小的变加速运动，直至最后加速度为零，即做匀速直线运动因水平方向速度不知，故无法得出最终速度，a、c错误，b正确答案：b2(2017安徽蚌埠期末)如图甲所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，质量为m的导体棒pq与ab、cd接触良好，回路的电阻为r，整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中，磁感应强度b的变化情况如图乙所示，pq始终静止，则0t2内(t0时刻，安培力大于mgsin )，pq受到的摩擦力ff的分析情况正确的是()aff先减小后增大，且在t1时刻为零bff先减小后增大，且在t1时刻ffmgsin cff先增大后减小，且在t1时刻为最大值dff先增大后减小，且在t1时刻ffmgsin 解析：0t1，pq平衡，无论磁感应强度的方向向哪，都有f安mgsin ff，随着磁感应强度的减小，安培力减小，静摩擦力向下先减小后反向增大，t1时刻，安培力为零，静摩擦力沿框架向上，ffmgsin ；t1以后，安培力方向向下，mgsin f安ff，安培力增大，静摩擦力沿框架向上增大，a、c、d错误，b正确答案：b3.(2017浙江杭州五校联盟一诊)如图所示，在置于匀强磁场中的平行导轨上，横跨在两导轨间的导体杆pq以速度v向右匀速移动，已知磁场的磁感应强度为b、方向垂直于导轨平面(纸面)向外，导轨间距为l，闭合回路acqp中除电阻r外，其他部分的电阻忽略不计，则()a回路中的感应电动势eilbb回路中的感应电流ic通过电阻r的电流方向是由a向cd通过pq杆中的电流方向是由q向p解析：导体杆垂直切割磁感线，产生的感应电动势eblv，故a错误；电路中的感应电流i，故b正确；由右手定则可知，pq中产生的感应电流从p流向q，通过r的电流方向从c流向a，故c、d错误答案：b4(2017江西南昌模拟)如图甲所示，在水平面上固定有平行直金属导轨ab、cd，bd端接有电阻r.导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示在t0时刻，导体棒以速度v0从导轨的左端开始向右运动，经过时间2t0开始进入磁场区域，取磁场方向竖直向下为磁感应强度的正方向，导体回路中顺时针为电流正方向，则导体回路中的电流随时间t的变化规律图象可能是()解析：02t0时间内，由es可知，该段时间内的感应电动势不变，由楞次定律得电流沿逆时针方向，b、d错误；导体棒在磁场外不受安培力，做匀速直线运动，进入磁场后，磁感应强度不变，导体棒切割磁感线，产生感应电流，受向左的安培力，做减速运动，fma，随着v的减小，加速度逐渐减小，i，电流逐渐减小，变化率逐渐减小，a正确，c错误答案：a5(2017湖北四地七校联考)如图所示，平行于y轴的长为2r的导体棒以速度v向右做匀速运动，经过由两个半径均为r的半圆和中间一部分长为2r、宽为r的矩形组合而成的磁感应强度为b的匀强磁场区域导体棒中的感应电动势e与导体棒的位置x关系的图象是()解析：由eblv可知：随着x的增加，导体棒切割磁感线的有效长度增大，根据磁场的形状可知l增大得逐渐变慢，当xr时，l2r，电动势达到最大，当x在r2r之间时，电动势不变，e2brv，当x在2r3r之间时，导体棒切割磁感线的有效长度逐渐减小，根据磁场的形状可知，随着x的增大，l减小得逐渐变快，a正确答案：a二、多项选择题6.(2017安徽江南十校联考)如图所示，磁场与线圈平面垂直，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v13v2.在先后两种情况下()a线圈中的感应电流之比i1i213b线圈中的感应电流之比i1i231c线圈中产生的焦耳热之比q1q231d通过线圈某截面的电荷量之比q1q211解析：v13v2，根据eblv，知感应电动势之比为31，感应电流i，则感应电流之比i1i231，故a错误，b正确v13v2，知t1t213，根据qi2rt，知焦耳热q1q231，故c正确根据qit，知通过某截面的电荷量之比q1q211，故d正确答案：bcd7(2017湖北襄阳调考)如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨pp、qq倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板m、n相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好，现在同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则()a金属棒ab一直加速下滑b金属棒ab最终可能匀速下滑c金属棒ab下滑过程中m板电势高于n板电势d带电微粒可能先向n板运动后向m板运动解析：金属棒沿光滑导轨加速下滑，棒中有感应电动势而对电容器充电，充电电流通过金属棒时受安培力作用，只有金属棒速度增大时才有充电电流，因此总有mgsin bil0，所以金属棒将一直加速，a正确，b错误；由右手定则可知，金属棒a端(m板)电势高，c项正确；若微粒带负电，则静电力向上与重力反向，开始时静电力较小，如果静电力小于重力，微粒向下加速，当静电力增大到大于重力时，微粒的加速度向上，可以向下减速到零后再向上运动，d正确答案：acd8(2017山西太原模拟)如图(a)，在光滑水平桌面上有一边长为l、电阻为r的正方形导线框，导线框右侧有两个宽度也为l的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为b、方向分别竖直向下和竖直向上t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在外力作用下，以速度v匀速进入并通过磁场区域规定电流i沿逆时针方向时为正，磁感线竖直向下时磁通量为正，安培力的合力f向左为正则以下关于、i、f和线框中的电功率p随时间变化的图象大致是图(b)中的()解析：线框进入左边磁场时，电流方向为逆时针方向，电流大小i1，当导线框右边进入磁场b2时，左边进入磁场b1中，电流沿顺时针方向，大小i2，当右边出磁场时，左边在磁场b2中切割磁感线，产生逆时针方向的电流，大小i3，b正确；磁通量随时间变化的图象如图所示，a错误；运动过程中安培力的方向一直向左，大小分别为f1bi1l，f22bi2l，f3bi3l，c错误；电功率pi2r，可知p24p14p3，d正确答案：bd9(2017吉林白山模拟)如图所示，在、区域内分布有磁感应强度大小均为b、方向相反的匀强磁场，两区域中间为宽为s的无磁场区，有一边长为l(ls)、电阻为r的均匀正方形金属线框abcd置于区域，ab边与磁场边界平行，线框平面与磁场方向垂直，金属线框在水平向右的拉力作用下，以速度v向右匀速运动，则()a当ab边刚进入中央无磁场区域时，c、d两点间电压大小为bab边刚进入磁场区域时，通过ab边的电流大小为，方向为bac把金属线框从区域完全拉入区域的过程中，拉力所做的功为(2ls)d在cd边刚出区域到刚进入区域的过程中，回路中产生的焦耳热为(ls)解析：当ab边刚进入中央无磁场区域时，c、d两点间的电压大小为ueblv，a正确；ab边刚进入磁场时，通过ab的电流大小为i，由右手定则可得，方向为ab，b错误；把金属线框从区域完全拉入区域过程中，拉力所做功w2s(2ls)，故c正确；在cd边刚出区域到刚进区域的过程中，回路中产生的焦耳热为qi2rt()2rs，d错误答案：ac三、非选择题10.(2017福建漳州八校联考)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为s的硬导线做成一边长为l的正方形导线框将正方形导线框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对导线框作用力的大小随时间的变化率解析：(1)导线框产生的感应电动势为el2导线框中的电流为i式中r是导线框的电阻，根据电阻率公式有r联立式，将k代入得i(2)导线框所受磁场的作用力的大小为fbil它随时间的变化率为il得答案：(1)(2)11(2017辽宁本溪模拟)如图所示，在倾角37的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域mnpq，磁感应强度b的大小为5 t，磁场宽度d0.55 m，有一边长l0.4 m、质量m10.6 kg、电阻r2 的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量m20.4 kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)求线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力大小；(2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场mn边界的距离x；(3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界pq时，速度大小为2 m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量解析：(1)线框还未进入磁场的过程中，以整体法有m1gsin m2g(m1m2)a，a2 m/s2.以m2为研究对象有tm2gm2a，或以m1为研究对象有m1gsin tm1a.解得t2.4 n.(2)线框刚进入磁场恰好做匀速直线运动，以整体法有m1gsin m2g0，解得v1 m/s.ab到mn前线框做匀加速运动，有v22ax，解得x0.25 m.(3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界pq时，有m1gsin (xdl)m2g(xdl)(m1m2)v12q.解得q0.4 j，所以qabq0.1 j.答案：(1)2.4 n(2)0.25 m(3)0.1 j12.(2017辽宁葫芦岛模拟)如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为r的电阻ef是一水平放置的导体杆，其质量为m，有效电阻值为r，杆与ab、cd保持良好接触整个装置放在磁感应强度大小为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直现用一竖直向下的力拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为1.5g的匀加速运动，下降了h高度，这一过程中b、c间电阻r产生的焦耳热为q，g为重力加速度，不计导轨电阻