【三维设计】高三物理第一轮复习 电磁感应定律的综合应用名师备选题库（含解析）.doc

教师备选题库： 电磁感应定律的综合应用1如图1所示是两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域。当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为e，则a、b两点间的电势差为()图1a.eb.ec.e de2如图2所示，ef、gh为平行的金属导轨，其电阻可不计，r为电阻器，c为电容器，ab为可在ef和gh上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用i1和i2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆ab() 图2a匀速滑动时，i10，i20b匀速滑动时，i10，i20c加速滑动时，i10，i20d加速滑动时，i10，i203物理实验中，常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。如图3所示，探测线圈和冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n，面积为s，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为r。把线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()图3a. b.c. d.4.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图4所示，抛物线的方程为yx2，其下半部的抛物线处在水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中虚线所示)，一个小金属块从抛物线yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动过程中产生的焦耳热总量是() 图4amgb b.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv25.如图5所示，在一均匀磁场中有一u形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，r为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可不计。 开始时，给ef一个向右的初速度，则() 图5aef将减速向右运动，但不是匀减速bef将匀减速向右运动，最后停止cef将匀速向右运动def将往返运动6在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图6甲所示，当磁场的磁感应强度b随时间t做如图乙变化时，图7中正确表示线圈中感应电动势e的变化的是()图6图77如图8所示 ，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为b，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为l。边长为l的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上。使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图9中的()图8图98.如图10所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为b，圆环直径为l。长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以v0向左匀速运动，当棒ab运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为() 图10a0 bblv0cblv0/2 dblv0/39如图11所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2l，高为l。纸面内一边长为l的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面图12中能够正确表示电流位移(ix)关系的是()图11图1210一个闭合回路由两部分组成，如图13所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场b1中；左侧是光滑的倾角为的平行导轨，宽度为d，其电阻不计。磁感应强度为b2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为r的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断正确的是()图13a圆形导线中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱b导体棒ab受到的安培力大小为mgsinc回路中的感应电流为d圆形导线中的电热功率为(rr)11有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图14所示。该机底面固定有间距为l、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻r。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻。若橡胶带匀速运动时，电压表读数为u，求：图14(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻r消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。12如图15所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为l，左端接有阻值为r的电阻，处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0。沿导轨图15往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。(1)求初始时刻导体棒受到的安培力；(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为ep，则这一过程中安培力所做的功w1和电阻r上产生的焦耳热q1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻r上产生的焦耳热q为多少？详解答案1解析：a、b间的电势差等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的，故uabe，b正确。答案：b2解析：匀速滑动时，感应电动势恒定，故i10，i20；加速滑动时，感应电动势增加，故电容器不断充电，即i10，i20。答案：d3解析：当线圈翻转180，线圈中的磁通量发生变化2bs，en，线圈中的平均感应电流，通过线圈的电荷量qt，由以上各式得：b。故正确选项为c。答案：c4解析：金属块在进入或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生感应电流，然后生热，机械能要减少，上升的高度不断降低。最后，金属块在高为a的曲面上往复运动。由能量守恒定律得，减少的机械能为 qemg(ba)mv2。答案：d5解析：杆ef向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减速运动，直到停止，但不是匀减速，由fbilma知，ef做的是加速度减小的减速运动。答案：a6解析：由法拉第电磁感应定律，感应电动势enns，由图可知，01 s内的感应电动势e1最大，且e12e3，13 s内e20。由楞次定律可以判断，01 s内磁感应强度b增大，感应电流的磁场与原磁场反向，故感应电流方向为图示正方向，a正确。答案：a7解析：线框做匀加速直线运动，则有vat，v；由欧姆定律可得电流i，据此可知a、c两项正确，b、d两项错误。答案：ac8解析：当金属棒ab以速度v0向左运动到题图所示虚线位置时，根据公式可得产生的感应电动势为eblv0，而它相当于一个电源，并且其内阻为；金属棒两端电势差相当于外电路的端电压。外电路半个圆圈的电阻为，而这两个半圆圈的电阻是并联关系，故外电路总的电阻为，所以外电路电压为ubaeblv0。答案：d9解析：线圈向x轴正方向运动l位移的过程中，有效切割长度均匀增加；在位移大于l且小于2l的过程中，线圈右边有效切割长度均匀减小，线圈左边有效切割长度均匀增加，因此整个线圈有效切割长度减小，且变化率为前一段时间的两倍；在位移大于2l且小于3l的过程中，与第一段运动中线圈产生的感应电流等大反向，故a项对。答案：a10解析：根据左手定则，导体棒上的电流从b到a，根据电磁感应定律可得a项正确；根据共点力平衡知识，导体棒ab受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即mg sin，b项正确；根据mgsinb2id，解得i，c项正确；圆形导线的电热功率等于i2r()2rr，d项错误。答案：abc11解析：(1)设电动势为e，橡胶带运动速率为v由：eblv，eu得：v(2)设电功率为pp(3)设电流强度为i，安培力为f，克服安培力做的功为w由：i ，fbil，wfd得：w答案：(1)(2)(3)12解析：(1)初始时刻棒中感应电动势