（全国通用）高考物理总复习 9.3电磁感应规律的综合应用考题演练（含解析）.doc

【全程复习方略】（全国通用）2016届高考物理总复习 9.3电磁感应规律的综合应用考题演练（含解析）1.(2013新课标全国卷)如图,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;在导线框右侧有一宽度为d(dl)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中,可能正确描述上述过程的是()【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)通过导线框的磁通量变化时,导线框有感应电流,感应电流在磁场中产生安培力阻碍导线框运动。(2)速度变化会导致感应电流变化,受到的安培力也随之变化,影响到加速度变化。【解析】选d。导线框开始进入磁场过程,通过导线框的磁通量增大,有感应电流,进而受到与运动方向相反的安培力作用,速度减小,感应电动势减小,感应电流减小,安培力减小,导线框的加速度减小,v-t图线的斜率减小;导线框全部进入磁场后,磁通量不变,无感应电流,导线框做匀速直线运动;导线框从磁场中出来过程,有感应电流,又会受到安培力阻碍作用,速度减小,加速度减小。选项a表示匀速运动,不符合题意;选项b表示先匀减速再匀速最后匀减速,也不符合题意,选项c表示加速度减小的减速运动,不符合题意,正确选项为d。2.(2013天津高考)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为mn的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于mn,第一次ab边平行mn进入磁场,线框上产生的热量为q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行mn进入磁场,线框上产生的热量为q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则()a.q1q2,q1=q2b.q1q2,q1q2c.q1=q2,q1=q2d.q1=q2,q1q2【解析】选a。设ab=l1,bc=l2,当ab边进入磁场时,产生的热量q1=i12rt1=bl1vr2rl2v=b2l12l2vr,同理q2=b2l22l1vr,因l1l2,所以q1q2,选项c、d错误。电荷量q=nr=bl1l2r,所以q1=q2,故选a。3.(2013安徽高考)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1。一导体棒mn垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8t。将导体棒mn由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒mn的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37=0.6)()a.2.5 m/s1 wb.5 m/s1 wc.7.5 m/s9 wd.15 m/s9 w【解析】选b。选mn为研究对象,受力分析如图所示：在垂直斜面方向上受力平衡,合力为零,列式可得：fn-mgcos=0fn=mgcos由摩擦力公式ff=fn得ff=mgcos代入数据可得ff=0.8n在沿斜面方向上受力平衡,合力为零,列式可得：ff+f-mgsin=0代入数据可得f=0.4n再由安培力公式f=bil,而i=er=,可得f=,代入数据可得v=5m/s,流过小灯泡的电流为i=er=1a小灯泡消耗的电功率为p=i2r灯代入数据可得p=1w,故b项正确。4.如图所示,间距为l、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为r的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为r的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是()a.金属棒在导轨上做匀减速运动b.整个过程中电阻r上产生的焦耳热为mv022c.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为qrbld.整个过程中金属棒克服安培力做功为mv022【解析】选d。由牛顿第二定律可得b2l2vr=ma,金属棒做a减小的减速运动,a错。由能量守恒定律可知,克服安培力做功等于电阻r和金属棒上产生的焦耳热之和,w安=12mv2=q,因此b错,d正确。整个过程中通过金属棒的电量q=2r=blx2r,得金属棒位移x=2qrbl,c错。5.(多选)(2015山东师大附中模拟)如图所示,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()a.导体框中产生的感应电流方向相同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【解析】选a、d。根据楞次定律可判断出导体框从两个方向移出磁场的两过程中,导体框中产生的感应电流方向相同,选项a正确;由于导体框从两个方向移出磁场的两过程中速度不同,产生的感应电动势和感应电流不同,导体框中产生的焦耳热不相同,导体框ad边两端电势差不相同,选项b、c错误;由e=t,i=er,q=it可得q=r,导体框从两个方向移出磁场的两过程中磁通量变化相同,通过导体截面的电量相同,选项d正确。6.(2015宁波模拟)如图所示,边长为l均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd自磁场上方h高度处自由下落,刚进入磁场时恰好做匀速直线运动。现减小下落的高度h也能使线框在刚进入磁场时就做匀速直线运动,则可行的方案是()a.用同种规格的导线,做成边长为2l的单匝线框b.用同种规格的导线,做成边长仍为l的双匝线框c.用同种材料但粗一些的导线,做成边长仍为l的单匝线框d.用密度相同但电阻率较小的导线,做成边长为2l的单匝线框【解析】选d。设导线匝数为n,导线电阻率为,导体密度为,由题意得：mg=f安=n2b2l2vr,mgh=12mv2,m=n4ls,r=n4ls,联立得：b2h=82g,可知导线框能否做匀速直线运动与n、l、s都无关,故a、b、c错,d对。7.(2014天津高考)如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角=30的斜面上,导轨电阻不计,间距l=0.4m。导轨所在空间被分成区域和,两区域的边界与斜面的交线为mn,中的匀强磁场方向垂直斜面向下,中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为b=0.5t。在区域中,将质量m1=0.1kg,电阻r1=0.1的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后,在区域中将质量m2=0.4kg,电阻r2=0.1的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2。问(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向。(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大。(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量q是多少。【解题指南】解答本题时应从以下四点进行分析：(1)根据右手定则判断感应电流的方向。(2)“刚要向上滑动”说明所受摩擦力为最大摩擦力。(3)正确分析ab的受力,结合平衡知识、欧姆定律、感应电动势的知识求解。(4)正确理解能量的转化,利用能量守恒定律及串联电路的特点求ab上产生的热量。【解析】(1)由右手定则可判断cd下滑的过程中,ab中的电流方向为由a流向b。(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,设其为fmax,有fmax=m1gsin设ab刚好要上滑时,cd的感应电动势为e,由法拉第电磁感应定律有e=blv设电路中的感应电流为i,由闭合电路欧姆定律有i=er1+r2设ab所受安培力为f安,有f安=bil此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有f安=m1gsin+fmax联立式,代入数据解得v=5m/s(3)设cd运动过程中电路中产生的总热量为q总,由能量守恒定律有m2gxsin=q总+12m2v2由串联电路规律有q=r1r1+r2q总联立解得q=1.3j答案：(1)由a流向b(2)5m/s(3)1.3j【总结提升】用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”,具体思路如