（广东专版）高考物理一轮复习 第10章 第3单元 电磁感应的综合应用课时跟踪检测.doc

课时跟踪检测(三十一)电磁感应的综合应用高考常考题型：选择题计算题一、单项选择题1(2014大纲卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率()a均匀增大b先增大，后减小c逐渐增大，趋于不变d先增大，再减小，最后不变2.如图1所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻r，导轨电阻可忽略不计。mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。现对mn施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动。令u表示mn两端电压的大小，则()图1auvblbuvbl图2cuvbl du2vbl3.(2013新课标全国卷)如图2所示，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和mn，其中ab、ac在a点接触，构成“v”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使mn向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中mn始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()图4图34.在图4所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。a、b中的导线框为正方形，c、d中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴o在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为t。从线框处于图示位置时开始计时，以在op边上从p点指向o点的方向为感应电流i的正方向。则在图5所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图5所示的是()图55(2013揭阳一中、金山中学联合摸底)如图6所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()图6a导体框中产生的感应电流方向相反b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ad边两端电势差相同d通过导体框截面的电量相同二、多项选择题6.(2014绍兴模拟)两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻r，导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图7所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()图7a金属棒在最低点的加速度小于gb回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量c当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大d金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度7.如图8所示，在竖直平面内的两根平行金属导轨，顶端用一电阻r相连，磁感应强度为b的匀强磁场垂直导轨平面。一质量为m的金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又返回下行到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计。则在上行与下行两个过程中，下列说法正确的是()图8a回到出发点的速度v大于初速度v0b通过r的最大电流上行大于下行c电阻r上产生的热量上行大于下行d所用时间上行大于下行8如图9所示两电路中，电阻r和电感线圈l的电阻值相对于灯泡而言都很小，闭合开关s，使电路达到稳定，灯泡a发光。以下说法中正确的是()图9a在电路甲中，断开开关s，a将渐渐变暗b在电路甲中，断开开关s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗c在电路乙中，断开开关s，a将渐渐变暗d在电路乙中，断开开关s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗三、计算题9.(2014常州水平检测)如图10所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为b的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为l1、l2，且l2d，线圈质量m，电阻为r。现将线圈由其下边缘离磁场的距离为h处静止释放，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求：图10(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热q总。10(2014全国卷)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒ab置于圆导轨上面，ba的延长线通过圆导轨中心o，装置的俯视图如图11所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，方向竖直向下。在内圆导轨的c点和外圆导轨的d点之间接有一阻值为r的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度绕o逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求图11(1)通过电阻r的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率。答 案1选c条形磁铁在下落过程中受到向上的排斥力，绝缘铜环内产生感应电流，导致条形磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，故其速率逐渐增大，最后趋于不变，选项c正确，选项a、b、d错误。2选a电路中电动势为eblv，则mn两端电压大小urblv。3选a设金属棒mn向右匀速运动的速度为v，金属棒电阻率为，金属棒截面积为s，bac2。在t时刻mn产生的感应电动势为：e2bv2ttan ，回路中电阻为r，由i可得：i，故选项a正确。4选c由题图可知，在时间内，感应电流的大小不变，导体切割磁感线的有效长度不变，选项a、b错；再根据楞次定律可以判断出感应电流的方向，所以c对，d错。5选d根据右手定则可知，导体框中产生的感应电流均是沿顺时针方向，选项a错误；导体框中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，设导线框的边长为l，当以速度v匀速拉出时，q1f安llv，所以导体框中产生的焦耳热不同，选项b错误；当以速度v匀速拉出时，cd边切割磁感线产生感应电动势，cd边相当于电源，导体框a d边两端电势差u1blv，当以速度3v匀速拉出时，ad边切割磁感线产生感应电动势，ad边相当于电源，导体框ad边两端电势差等于路端电压，其大小为u2bl3vblv，选项c错误；两个过程中，通过导体框截面的电荷量均为q，选项d正确。6选ad如果不受安培力，杆和弹簧组成了一个弹簧振子，由简谐运动的对称性可知其在最低点的加速度大小为g，但由于金属棒在运动过程中受到与速度方向相反的安培力作用，金属棒在最低点时的弹性势能一定比没有安培力做功时小，弹性形变量一定变小，故加速度小于g，选项a正确；回路中产生的总热量等于金属棒机械能的减少量，选项b错误；当弹簧弹力与安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大，选项c错误；由于金属棒运动过程中产生电能，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度，选项d正确。7选bc导体棒运动过程中将始终受到安培阻力的作用，同时金属棒的机械能将逐渐转化为电能进一步通过电阻发热转化为内能，因此，导体棒经过同一位置时的下降速度小于上升速度，又iblv/r因此b正确；上升过程中克服安培力做的功wbilh大于下降过程，故c正确；由牛顿第二定律及运动学公式知上升时间小于下降时间。8选ad甲图中，灯泡a与电感线圈l流过的电流方向相同，断开开关s时，电感线圈l中的自感电动势要阻碍原电流变化，所以，开关断开的瞬间，灯泡a中的电流不变，以后电流逐渐变小。因此，灯泡a的亮度是渐渐变暗的，故a对；乙图中，由于电感线圈的电阻很小，a所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小，断开开关s时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变化，在由电感线圈l、电阻r、灯泡a所形成的新的闭合回路中，电感线圈l相当于一个电源给灯泡a供电。反向流过灯泡a的电流瞬间要变大，然后逐渐变小，所以灯泡a要先亮一下，然后逐渐变暗，故d对。9解析：(1)mghmv，v0，ebl1v0，i(2)先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动，3位置时线圈速度最小，而3位置到4位置线圈是自由落体运动，因此有vv22g(dl2)，得v(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同。由能量守恒qmgd由对称性可知：q总2q2mgd答案：(1)(2)先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动(3)2mgd10解析：(1)根据右手定则，得导体棒ab上的电