高考物理二轮复习 课下限时训练十 电磁感应.doc

2013年高考二轮复习课下限时训练十电磁感应1如图1所示，在匀强磁场b中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环m相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感线垂直于导轨所在平面若ab匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中m所包围的固定闭合小矩形导体环n中电流表内()图1a有自下而上的恒定电流b产生自上而下的恒定电流c电流方向周期性变化d没有感应电流2如图2所示，在空间yoz平面内的光滑绝缘细杆op与y轴正方向成角固定，杆上套有一带正电的小球使小球从o点以初速度v0沿杆上滑，某时刻起在杆所在空间加一电场或磁场，以下所加的“场”，能使小球在杆上匀速运动的是()a沿z轴正方向的匀强电场b沿x轴负方向的匀强磁场c沿y轴负方向的匀强电场d沿x轴正方向的匀强磁场图23如图3所示，aoc是光滑的金属轨道，ao沿竖直方向，oc沿水平方向pq是一根立在导轨上的金属直杆，它从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中q端始终在oc上，空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在pq杆滑动的过程中，下列判断正确的是() a感应电流的方向始终是由pqb感应电流的方向先是由pq，后是由qpcpq受磁场力的方向始终是垂直杆向左dpq受磁场力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左4如图4所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线圈通过开关s用导线连接压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间，带正电的小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈s未接通时压力传感器的示数为1 n，s闭合后压力传感器的示数变为2 n则磁场的变化情况可能是()图4a向上均匀增大或向下均匀减小b向上均匀减小或向下均匀增大c向上均匀减小或向下均匀减小d向上均匀增大或向下均匀增大5竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图5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(如图中虚线所示)，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()图5amgbb.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv26一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图6甲所示)，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示以i表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图7中能正确表示线圈中电流i随时间t变化规律的是()甲乙图6abcd图77如图所示，在坐标系xoy中，有一边长为l的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac与y轴重合，顶点a位于坐标原点o处在y轴右侧的、象限内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界过b点且与y轴平行t0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取逆时针的感应电流方向为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差uab随时间t变化的图线分别是图9中的()甲乙丙丁图9a甲和丙 b乙和丙c甲和丁 d乙和丁8如图10所示，一个水平放置的“”形光滑导轨固定在磁感应强度为b的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计时起点，则回路中感应电动势e、感应电流i、导体棒所受外力的功率p和回路中产生的焦耳热q随时间t变化的图象如图11所示其中不正确的是()abcd图119如图12所示，两根足够长的平行光滑金属导轨mn、pq相距为l，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计匀强磁场垂直导轨平面向上，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，另有一条纸带固定金属棒ab上，纸带另一端通过打点计时器(图中未画出)，且能正常工作在两根金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻rl4r，定值电阻r12r，调节电阻箱电阻，使r212r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为t，如图13所示，各点间距以s为单位(s为已知量)试求：(1)求磁感应强度为b有多大？(2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热图1310如图14甲所示，电阻不计的轨道mon与prq平行放置，on及rq与水平面的夹角53，水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中，倾斜导轨处于平行轨道向下的磁场中，磁场的磁感应强度大小相同两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好导体棒的质量m1.0 kg，r1.0 ，长度l1.0 m，与导轨间距相同，导体棒与导轨间的动摩擦因数0.5.现对ab棒施加一个方向向右、大小随乙图规律变化的力f的作用，同时由静止释放cd棒，则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10 m/s2.求：(设解题涉及过程中ab、cd两棒分别位于水平和倾斜轨道上)(1)ab棒的加速度大小；(2)磁感应强度b的大小；(3)若已知在前2 s内外力做功w30 j，求这一过程中电路产生的焦耳热；(4)求cd棒达到最大速度所需的时间图14参考答案:1d解析 导体棒匀速向右运动的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，m中产生稳定的电流，则通过n中的磁通量保持不变，故n中无感应电流产生，选项d正确2a解析 能使小球在杆上做匀速运动，则“场”力、重力和杆的作用力三力平衡，若加沿z轴正方向的匀强电场，电场力竖直向上，当电场力等于小球重力时，杆的作用力为零，合力为零，选项a正确；洛伦兹力总垂直于速度方向，也就总垂直于杆的方向，因此三力的合力不可能为零，无论加哪个方向的匀强磁场，都不能使小球沿杆匀速运动，选项b、d错误；若加沿y轴负方向的匀强电场，电场力沿y轴负方向，三力不能平衡，选项c错误3b解析 在pq杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形poq内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断选项a错误，b正确；再由pq中电流方向及左手定则可判断选项cd错误4a解析 s闭合后，磁场向上均匀增大或向下均匀减小都能使上金属板带正电，下金属板带负电，带正电的小球受竖直向下的电场力，压力传感器示数变大5d解析 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，小金属最终在磁场中做往复运动，由能量守恒定律可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即qmv2mgbmgamg(ba)mv2.6c解析 01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小恒定，a、b错误；4 s5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，d错误7c解析 在线框的d点运动到o点的过程中，ab边切割磁感线，根据右手定则可知线框中感应电流方向为逆时针方向，即正方向，t0时刻，ab边切割磁感线的有效长度最大，然后逐渐减小，故感应电流和感应电动势均逐渐减小；当cd边与磁场边界重合后线框继续运动，cd边切割磁感线，根据右手定则可知线框中感应电流方向为顺时针方向，即负方向，且感应电流和感应电动势均逐渐减小当ab边切割磁感线时，uab3r，当cd边切割磁感线时，uabr，故选项c正确8d解析 设“”形导轨的夹角为，经过时间t，导体棒的水平位移为xvt，导体棒切割磁感线的有效长度lvttan，所以回路中感应电动势eblvbv2ttan，感应电动势与时间t成正比，a正确；回路电阻与时间成正比，故感应电流大小与时间无关，b正确；导体棒匀速移动，外力f与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率pfvbilvbiv2ttan，与时间成正比，故c正确；回路产生的焦耳热qi2rt，式中电流i不变，回路电阻r与t成正比，故焦耳热q与t2成正比，d错误9(1)(2)2mgs0sin解析 (1)根据纸带上打出的点迹可看出，金属棒最终做匀速运动，且速度最大，最大速度vm.达到最大速度时，有mgsinfa，failb，i，其中r总6r.解得b.(2)由能量守恒定律知，放出的电热qmg2s0sinmv解得q2mgs0sin.10(1)1 m/s2(2)2 t(3)18 j(4)5 s解析 (1)对ab棒受力分析可析知，滑动摩擦力fffnmgab棒的速度vat感应电动势eblv电流i安培力fabli根据牛顿第二定律有ffffama以上各式联立解得fm(ga)由图乙知，当t0