高考复习方案（全国卷地区专用）2017届高考物理一轮复习 专题汇编 9 涉及电磁感应的力电综合问题作业手册 新人教版.doc

专题9涉及电磁感应的力电综合问题一、单选题1如图z91所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，忽略空气阻力，下底边进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域()图z91a若线圈进入磁场过程做匀速运动，则离开磁场过程一定做匀速运动b若线圈进入磁场过程做加速运动，则离开磁场过程一定做加速运动c若线圈进入磁场过程做减速运动，则离开磁场过程一定做加速运动d若线圈进入磁场过程做减速运动，则离开磁场过程一定做减速运动22015江西六校联考如图z92所示，甲图中的电容器c原来不带电，除电阻r外，其余部分电阻均不计，光滑且足够长的导轨水平放置，磁场方向垂直于导轨平面，现给导体棒ab水平向右的初速度v，则甲、乙、丙三种情形下ab棒最终的运动状态是() 甲 乙丙图z92a. 三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动b. 甲、丙中导体棒ab最终将以不同的速度做匀速运动，乙中导体棒ab最终静止c. 甲、丙中导体棒ab最终将以相同的速度做匀速运动，乙中导体棒ab最终静止d. 三种情形下导体棒ab最终均静止32015湖南十三校联考如图z93甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为b的匀强磁场区域，mn和mn是匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为s，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直现让金属线框由距mn某一高度处从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的vt图像(其中oa、bc、de相互平行)已知金属线框的边长为l(ls)，质量为m，电阻为r，当地的重力加速度为g，图像中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件，以下说法正确的是()图z93at1是线框全部进入磁场瞬间，t4是线框全部离开磁场瞬间b从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止，感应电流所做的功为mgscv1的大小可能为d线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经线框横截面的电荷量多二、多选题42015杭州外国语学校期中如图z94所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为r的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为b的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力f作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程()图z94a杆的速度最大值为b通过电阻r的电荷量为c恒力f做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量d恒力f做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量5在如图z95所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为b的匀强磁场，区域的磁场方向垂直斜面向上，区域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至到达mn与jp的中间位置的过程中，线框的动能变化量为ek，重力对线框做功为w1，安培力对线框所做的功的绝对值为w2，下列说法中正确的有()图z95a在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2v1b从ab进入gh至到达mn与jp的中间位置的过程中，机械能守恒c从ab进入gh至到达mn与jp的中间位置的过程中，有(w1ek)的机械能转化为电能d从ab进入gh至到达mn与jp的中间位置的过程中，线框动能的变化量为ekw1w26如图z96所示，倾斜的平行导轨处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在的平面，导轨上、下两边所连接的电阻分别为r13 和r26 ，金属棒ab的电阻r34 ，其余电阻不计金属棒ab垂直于导轨放置，且与导轨保持良好接触，则金属棒ab沿着粗糙的导轨加速下滑的过程中(始终与导轨保持垂直)()图z96a金属棒克服安培力所做的功等于金属棒机械能的减少量b重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量cr1和r2发热功率之比p1p212d在相等时间内r1、r2和r3产生的热量之比q1q2q3216三、计算题72015山西四校联考如图z97所示，两足够长的平行光滑的金属导轨mn、pq相距为l，导轨平面与水平面的夹角30，导轨电阻不计，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向上长为l的金属棒ab垂直于mn、pq放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，电阻为r.两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻也为r.现闭合开关s，给金属棒施加一个方向垂直于棒且平行于导轨平面向上、大小为f2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率重力加速度为g.(1)求金属棒能达到的最大速度vm的大小；(2)求灯泡的额定功率pl；(3)若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑2s的过程中，金属棒上产生的热量q1.图z9782015北京朝阳期末如图z98甲所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨mn、pq固定于水平面内，导轨间距d0.40 m，一端与阻值r0.15 的电阻相连导轨间x0一侧存在一个方向与导轨平面垂直的磁场，磁感应强度沿x方向均匀减小，可表示为b0.50(4x)(t)一根质量m0.80 kg、电阻r0.05 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直棒在外力作用下从x0处以初速度v00.50 m/s沿导轨向右运动已知运动过程中棒始终与导轨垂直，电阻上消耗的功率不变(1)求金属棒在x0处时回路中的电流；(2)求金属棒在x2.0 m处速度的大小；(3)金属棒从x0处运动到x2.0 m处的过程中：a在图乙中画出金属棒所受安培力f安随x变化的关系图线；b求外力所做的功图z98专题(九)1d解析 若线圈进入磁场过程做匀速运动，完全进入磁场区域一定做加速运动，则离开磁场过程所受的安培力大于重力，一定做减速运动，选项a错误；若线圈进入磁场过程做加速运动，则离开磁场过程不一定做加速运动，选项b错误；若线圈进入磁场过程做减速运动，则离开磁场过程一定做减速运动，选项c错误，d正确2b解析 甲图中ab棒产生感应电动势对电容器充电，电容器两板间电势差与感应电动势相同时，ab棒做向右的匀速直线运动；乙图中导体棒有初速度，切割磁感线，产生感应电流，出现安培力，阻碍其向前运动，其动能转化为内能，最终会静止；丙图中导体棒也有初速度，若初速度较大，产生的感应电动势大于电源电动势，导体棒所受的安培力使导体棒减速，当感应电动势等于电源电动势时，电流为零，ab棒做匀速直线运动若初速度较小，产生的感应电动势小于电源电动势，导体棒所受的安培力使导体棒加速，当感应电动势等于电源电动势时，电流为零，ab棒做匀速直线运动由此得选项b正确3c解析 金属线框没进入磁场时，做自由落体运动，下边进入磁场切割磁感线产生感应电动势和感应电流，受到向上的安培力作用，速度减小，安培力减小，做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场中，线框中磁通量不变，不产生感应电流，线框不受安培力作用，受重力，做匀加速运动；线框下边开始出磁场时，上边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，上边受到安培力作用，导线框做减速运动全部离开时以加速度g做匀加速运动，所以a错误；从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止，由能量守恒定律，mg(ls)mvemv，且we0，有wmg(ls)mvmv，选项b错误；当受力平衡时，mg，解得v1，选项c正确；qit，进入和离开时相同，所以q相同，选项d错误4bd解析 当导体杆匀速运动时速度最大，设最大速度为v，则有fmgf安，f安bid，解得v，a错误；通过电阻r的电荷量为q，b正确；由功能关系，恒力做功在数值上等于导体杆与导轨摩擦产生的热量、导体杆动能增量、导体杆和电阻r上产生的电热之和，c错误，d正确5cd解析 线框的ab边在gh和jp之间时，线框做匀速运动，ab进入jp后回路感应电动势和之前相比增大，感应电流增大，因此所受安培力增大，安培力阻碍线框下滑，因此ab边进入jp后开始做减速运动，感应电动势和感应电流均减小，安培力减小，当安培力减小到与重力沿斜面向下的分力mgsin 相等时，线框以速度v2做匀速运动，因此v2v1，a错误；由于有安培力做功，机械能不守恒，b错误；线框克服安培力做功，将机械能转化为电能，克服安培力做了多少功，就有多少机械能转化为电能，由动能定理得w1w2ek，w2w1ek，故c、d正确6bd解析 由能量守恒定律，导体棒克服安培力所做的功小于金属棒机械能的减少量，选项a错误；由动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量，选项b正确；导轨上、下两边的电阻属于并联关系，两者电压相等，r1和r2发热功率之比p1p221，选项c错误；r1和r2并联等效电阻为2 ，ab中电流等于r1和r2二者中电流之和，金属棒ab的电阻r3产生的热量是r1和r2并联等效电阻产生热量的2倍，选项d正确7(1)(2)(3)mgs解析 (1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动设最大速度为vm，则速度达到最大时有：eblvmifbilmgsin 又f2mg解得：vm.(2)pli2r解得：pl.(3)设整个电路产生的热量为q，由能量守恒定律有：f2sqmgsin 2smv由题意可知q1解得：q1mgs.8(1)2.0 a(2)1.0 m/s(3)a.略b2.7 j解析 (1)x0处的磁感应强度b02.0 t，则金属棒在x0处产生的感应电动势eb0dv00.40 v根据闭合电路欧姆定律，此时回路中的电流i2.0 a.(2)因为运动过程中电阻上消耗的功率不变，所以金属棒产生的感应电动势e和回路中的电流i都保持不变，与x0处相等x2 m处的磁感应强度b21.0 t，设金属棒在x2 m处的速度为v2，则有eb2dv2所以v21.0 m/s.(3)a.金属棒在x0处所