高考物理二轮复习 专题限时集训（十）B 专题十 电磁感应配套作业（解析版新课标）.doc

专题限时集训(十)b专题十电磁感应(时间：45分钟)1如图1015所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则()图1015a断开开关s，ab中有感应电流b闭合开关s，ab中有感应电流c无论断开还是闭合开关s，ab中都有感应电流d无论断开还是闭合开关s，ab中都没有感应电流21931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想如果一个只有n极的磁单极子从上向下穿过如图1016所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈上将出现()图1016a先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流b先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流c顺时针方向持续流动的感应电流d逆时针方向持续流动的感应电流图10173如图1017所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距l0.1 m，处于垂直轨道平面的磁感应强度b10 t的匀强磁场中质量m0.1 kg、电阻为r2 的金属杆ab接在两根导轨间，在开关s断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g10 m/s2，当下落h0.8 m时，开关s闭合若从开关s闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图1018中的()abcd图1018图10194如图1019所示，导体圆环位于纸面内，o为圆心，环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两个磁场磁感应强度的大小相等、方向相反，且均与纸面垂直导体杆om可绕o转动，m端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻r，杆om以匀角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻r的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是图1020中的()abcd图10205电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物有关电磁炉，下列说法中正确的是()a锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关b电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作c金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物d电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗6如图1021甲所示，闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度b随时间变化的规律如图乙所示，则图1022中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化的图象可能是()甲乙图1021abcd图10227如图1023所示，光滑金属导轨ac、ad固定在水平面内，并处在方向竖直向下、磁感应强度为b的匀强磁场中有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在a点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过a点的总电荷量为q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为r，其余电阻不计则()图1023a该过程中导体棒做匀减速运动b该过程中接触电阻产生的热量为mvc开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为sd当导体棒的速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半8假设两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l.如图1024所示，一条导线与两根导轨相连，磁感应强度的大小为b的匀强磁场与导轨平面垂直电阻为r、质量为m的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后速度减小，最终稳定时离磁场上边缘的距离为h.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻下列说法正确的是()图1024a整个运动过程中回路的最大电流为b整个运动过程中导体棒产生的焦耳热为m(hh)gc整个运动过程中导体棒克服安培力所做的功为mghd整个运动过程中回路电流的功率为r9某学习小组设计了一种发电装置，如图1025甲所示，图乙为其俯视图将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h0.5 m、半径r0.2 m的圆柱体，其可绕固定轴oo逆时针(俯视)转动，角速度100 rad/s.设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为b0.2 t、方向都垂直于圆柱体侧表面紧靠圆柱外侧固定一根与其等高、阻值r10.5 的细金属杆ab，杆与轴oo平行图丙中阻值r1.5 的电阻与理想电流表a串联后接在杆a、b两端下列说法不正确的是()图1025a电流表a的示数约为1.41 ab杆ab产生的感应电动势的有效值为2 vc电阻r消耗的电功率为1.5 wd在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表a的总电荷量为零10相距l1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m11.0 kg的金属棒ab和质量为m20.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，确保金属棒与金属导轨良好接触，如图1026甲所示虚线上方磁场方向垂直纸面向里虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为0.75，两棒总电阻为r1.8 ，导轨电阻不计现有一方向竖直向上、大小按图乙所示规律变化的外力f作用在ab棒上，使棒从静止开始沿导轨匀加速运动，与此同时cd棒也由静止释放取重力加速度g10 m/s2.求：(1)磁感应强度的大小和ab棒的加速度大小；(2)若在2 s内外力f做功40 j，则这一过程中两金属棒产生的总焦耳热是多少？(3)判断cd棒将做怎样的运动，并求出cd棒达到最大速度所需的时间甲乙图1026专题限时集训(十)b1b解析 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关s，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则回路中无感应电流，故a、c错误；若闭合开关s，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则回路中有感应电流，故b正确，d错误2d解析 n单极子向下靠近时，磁通量向下增加，当n单极子向下离开时，磁通量向上且减小，产生的感应电流均为逆时针方向3d解析 开关s闭合时，金属杆的速度v，感应电动势eblv，感应电流i，安培力fbil，联立解出f2 n；由于fmg1 n，故ab杆做减速直线运动，速度减小，安培力也减小，加速度越来越小，最后加速度减为零时做匀速运动，故选项d正确4c解析 旋转的导体棒在磁场中切割磁感线，产生电动势，由右手定则可判断：开始时电流方向由b向a，为负方向；后来磁场方向相反，电流方向为正方向因为一个周期的时间内只有开始的周期和第3个周期内导体棒做切割磁感线运动，所以其他时间电路中无感应电流选项c正确5a解析 涡流是高频交流电引起的电磁感应现象，故选项a正确，选项b错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成，利用涡流加热食物，故选项c、d错误6d解析 由磁感应强度变化图象知，在每个周期内，磁通量都随时间均匀变化，根据法拉第电磁感应定律es得，感应电动势大小不变；根据楞次定律，每经一个周期，感应电动势的方向变化一次，选项d正确7c解析 因为导体棒在向右运动时切割磁感线产生感应电流，同时受到水平向左的安培力，所以导体棒速度逐渐减小，速度减小又使得感应电动势、感应电流、安培力均减小，所以导体棒做加速度逐渐减小的变减速运动，选项a错误；由能量守恒可知整个运动过程中导体棒损失的动能全部转化为内能，故选项b错误；设开始运动时，导体棒和导轨构成的回路的面积为s，运动时间为t，则整个过程中回路中的平均感应电动势为e，平均感应电流为i，则运动过程中通过a点的电荷量为qit.联立可得s，故选项c正确；导体棒在运动过程中切割磁感线的有效长度逐渐减小，当速度为v0时产生的感应电动势小于开始运动时产生的感应电动势的一半，此时感应电流小于开始时的一半，故选项d错误8b解析 导体棒进入磁场后，先做变减速运动，安培力也逐渐减小，当减到与重力相等时导体棒稳定，所以导体棒进入磁场时的速度最大，所产生的感应电动势最大，其感应电流也最大，由自由落体运动规律，进入磁场时的速度大小为v1，产生的感应电动势为eblv1，由闭合电路欧姆定律得im，选项a错误；导体棒稳定后，产生的感应电动势为eblv2，感应电流i，根据平衡条件，有mgbil，所以v2；由能量守恒定律可知，减少的机械能转化为回路的电能，电能又转化为内能，所以qm(hh)gmv，解得qm(hh)g，选项b正确；导体棒在磁场中运动时克服安培力做功大于重力做的功mgh，选项c错误；回路中的电流是变化的，选项d错误9a解析 圆柱体转过一周感应电动势经历4个周期，t s金属杆上感应电动势的大小为eblvbhr2.0 v，电流大小i1 a，电阻r的电功率为pi2r1.5 w，选项a错误，选项bc正确；电流在电流表中周期性变化，每个周期流过电流表a的总电荷量为零，选项d正确10(1)1.2 t1 m/s2(2)18 j(3)略2 s解析 (1)金属棒在外力f作用下做匀加速直线运动开始时v00，根据牛顿第二定律得f1m1gm1a解得a1 m/s2t2 s末金属棒的速度vat2 m/s此时的感应电动势eblv 电流i安培力fabil根据牛顿第二定律有f2m1gfam1a联立解得b1.2 t.(2)