福建省长乐第一中学高三物理一轮复习 9.3 电磁感应规律的综合应用课时作业.doc

福建省长乐第一中学高三物理一轮复习 9.3 电磁感应规律的综合应用课时作业 a奥斯特发现了电磁感应现象b惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大c牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因d感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果解析：选d.法拉第发现了电磁感应现象，a错误；质量是惯性大小的唯一量度，与速度大小无关，b错误；伽利略通过实验与假想得出力不是维持物体运动的原因，c错误2.图9320(2012高考新课标全国卷)如图9320，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在t0到tt1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是()图9321解析：选a.线框abcd中电流i大小相同，iabicd，而ab边与直线电流i之间的作用力大于cd边与直线电流i之间的作用力且直线电流之间同向相吸异向相斥依据楞次定律，当直导线中i向上且均匀减小时，线框中产生adcba方向的电流且恒定，此时线框受力向左；当直导线中电流i向下且增加时，线框中依然产生adcba方向的电流且恒定，此时线框受力向右则可以判断a图正确3(2013湖北七市联考)如图9322所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区域，已知对角线ac的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以abcd顺序流向为正方向，从c点进入磁场开始计时)正确的是()图9322图9323解析：选b.利用“增反减同”，线框从进入磁场到穿过线框的磁通量最大的过程中，电流沿逆时针方向，且先增大后减小；从穿过线框的磁通量最大的位置到离开磁场的过程中，电流沿顺时针方向，且先增大后减小设c为，刚进入磁场时的切割有效长度为2 tanvt，所以电流与t成正比，只有b项正确4(2012高考福建卷)如图9324甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心o为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()解析：选b.条形磁铁的磁感线分布示意图如图所示铜环由静止开始下落过程中磁通量的变化率是非均匀变化的，故环中产生的感应电动势、环中的感应电流也是非均匀变化的，a错误在关于o点对称的位置上磁场分布对称，但环的速率是增大的，则环在o点下方的电流最大值大于在o点上方电流的最大值，故c错误由于磁通量在o点上方是向上增大而在o点下方是向上减小的，故环中电流方向在经过o点是要改变的，d错误可知b选项正确5.图9325(2013滁州调研)如图9325所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且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荷量相同解析：选d.由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同，a项错误；热量qi2rt2r，导体框产生的焦耳热与运动速度有关，b项错误；电荷量qit，电荷量与速度无关，电荷量相同，d项正确；以速度v拉出时，uadblv，以速度3v拉出时，uadbl3v，c项错误6(2013阜阳一中高三测试)如图9326所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为r的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直，t0时，将开关s由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下图所示的图象中正确的是()图9326图9327解析：选d.电容器放电时导体棒在安培力作用下运动，产生感应电动势，感应电动势与电容器电压相等时，棒做匀速直线运动，说明极板上电荷量最终不等于零，a项错误但电流最终必为零，b错误导体棒速度增大到最大后做匀速直线运动，加速度为零，c错误，d正确7.图9328竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图9328所示，抛物线方程是yx2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()amgbb.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv2解析：选d.小金属环进入或离开磁场时，磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即qmv2mgbmgamg(ba)mv2.8.(2012高考山东卷改编)如图9329所示，相距为l的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻r，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为b.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为p，导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是()图9329apmgvsinbp3mgvsinc当导体棒速度达到时加速度大小为sin d在速度达到2v以后匀速运动的过程中，r上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：选c.对导体棒受力分析如图当导体棒以v匀速运动时(如图甲)，应有：mgsinf安bil；当加力f后以2v匀速运动时(如图乙)，fmgsin，两式联立得fmgsin，则pf2v2mgvsin，a、b错误；由牛顿第二定律，当导体棒的速度为时，asin，c正确；由功能关系，当导体棒达到2v以后匀速运动的过程中，r上产生的焦耳热等于拉力所做的功与减少的重力势能之和，d错误9.图9330(2013西安五校联考)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为l，底端接阻值为r的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，如图9330所示，除电阻r外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则下列说法错误的是()a释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gb金属棒向下运动时，流过电阻r的电流方向为bac金属棒的速度为v时，电路中的电功率为b2l2v2/rd电阻r上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量解析：选d.刚释放瞬间金属棒只受重力，故加速度ag，a项正确金属棒向下运动时用右手定则判断，电流沿顺时针方向，b项正确当金属棒的速度为v时，eblv，p，c项正确根据能量守恒可知，电阻r上产生的总热量等于减少的重力势能与增加的动能之差，d项错误二、非选择题10.图9331如图9331，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为l，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率解析：(1)设小灯泡的额定电流为i0，有pir由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，两小灯泡保持正常发光，流经mn的电流为i2i0此时金属棒mn所受的重力和安培力大小相等，下落的速度达到最大值，有mgbli联立式得b (2)设灯泡正常发光时，导体棒的速度为v，由电磁感应定律与欧姆定律得eblveri0联立式得v.答案：(1) (2)11.图9332(2011高考海南卷)如图9332，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，mn和mn是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力f作用在杆mn上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为r，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t0时刻将细线烧断，保持f不变，金属杆和导轨始终接触良好求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度解析：(1)设任意时刻mn、mn杆的速度分别为v1、v2.细线烧断前：fmg2mg对mn杆在任意时刻：fmgf安ma1对mn杆在任意时刻：2mgf安2ma2ebl(v1v2)if安bil任意时刻加速度之比等于速度之比即解得：v1v221(2)当两杆达到最大速度时，对mn则有：2mgf安0由以上几式联立解得v1，v2.答案：(1)21(2)12如图9333甲所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为b0.5 t，两边界间距s0.1 m一边长l0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻r0.4 .现使线框以v2 m/s的速度从位置匀速运动到位置.图9333(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小；(2)求在整个过程中线框所产生的焦耳热；(3)在如图乙所示的坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差uab随时间t变化的图线解析：(1)因为线框匀速运动，则在从题图甲中位置运动到cd边未进入右方磁场的过程中，ab边切割磁感线，感应电动势eblv0.50.22 v0.2 v感应电流ie/r0.5 a所以线框受到的安培力即ab边受到的安培力fbil0.50.50.2 n0.05 n.(2)产生热量的过程有两个阶段，一是cd边在磁场边界间运动的过程中，二是ab边在磁场边界间运动的过程中两个阶段速度一样，安培力大小恒定，线框匀速运动，两个阶段产生的热量一样多产生的焦耳热即为克服安培力做的功q2