2年模拟（新课标）高考物理大一轮复习 第九章 第3讲 电磁感应规律的综合应用练习.doc

第3讲电磁感应规律的综合应用a组20142015年模拟基础题组时间:25分钟分值:30分选择题(每题6分,共30分)1.(2015贵州六校联盟第二次联考)(多选)水平固定放置的足够长的u形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时,ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程() a.安培力对ab棒所做的功不相等b.电流所做的功相等c.产生的总内能相等d.通过ab棒的电荷量相等2.(2015湖北八市联考)(多选)如图所示,等腰直角三角形opq区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为b,磁场区域的op边在x轴上且长为l。纸面内一边长为l的单匝闭合正方形导线框(线框电阻为r)的一条边在x轴上,且线框在外力作用下沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域,在t=0时该线框恰好位于图中所示的位置。现规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,则下列说法正确的有()a.在0时间内线框中有正向电流,在时间内线框中有负向电流b.在时间内流经线框某处横截面的电荷量为c.在时间内线框中最大电流为d.0时间内线框中电流的平均值不等于有效值3.(2014河南名校联考)图中l是绕在铁心上的线圈,它与电阻r、r0、开关s1和电池e构成闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭头所示的方向相同,该电流为正,否则为负。开关s1和s2都处于断开状态。设在t=0时刻,接通开关s1,经过一段时间,在t=t1时刻,再接通开关s2,则能正确表示l中的电流i随时间t的变化图线的是()4.(2014重庆杨家坪中学质检)(多选)如图,两根足够长且光滑平行的金属导轨pp、qq倾斜放置,匀强磁场垂直于导轨平面,导轨的上端与水平放置的两金属板m、n相连,板间距离足够大,板间有一带电微粒,金属棒ab水平跨放在导轨上,下滑过程中与导轨接触良好。现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab,则()a.金属棒ab最终可能匀速下滑b.金属棒ab一直加速下滑c.金属棒ab下滑过程中m板电势高于n板电势d.带电微粒不可能先向n板运动后向m板运动5.(2014陕西西安长安一中模拟)(多选)如图所示,在竖直方向的磁感应强度为b的匀强磁场中,金属框架abcd固定在水平面内,ab与cd平行且足够长,bc与cd夹角为(90),金属框架的电阻为零。光滑导体棒ef(垂直于cd)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,经过c点瞬间作为计时起点,下列关于电路中电流大小i与时间t、消耗的电功率p与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是()b组20142015年模拟提升题组时间:50分钟分值:60分一、选择题(每题6分,共12分)1.(2015河南三市第一次调研)(多选)两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为的斜面上,导轨的下端接有电阻r,导轨的电阻不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场的方向垂直斜面向上。一电阻不计的光滑金属棒ab,在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力f作用下沿导轨匀速上升到图示虚线位置,在此过程中,下列说法正确的是()a.恒力f和安培力对金属棒所做功的和等于金属棒重力势能的增量b.恒力f和重力对金属棒所做功的和等于电阻r上产生的电热c.金属棒克服安培力所做的功等于金属棒重力势能的增量d.恒力f对金属棒所做的功等于电阻r上产生的电热2.(2015广东十校第一次联考)(多选)如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直。先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用ac表示c的加速度,ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。图乙中正确的是()图甲图乙二、非选择题(共48分)3.(2015湖南十三校第一次联考)(14分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨mn、pq固定在同一水平面上,两导轨间距l=0.30 m。导体电阻忽略不计,其间接有固定电阻r=0.40 。导轨上停放一质量为m=0.10 kg、电阻r=0.20 的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度b=0.50 t的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。利用一外力f沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将r两端的电压u即时采集并输入电脑,并获得u与时间t的关系如图乙所示。求:(1)金属杆加速度的大小;(2)第2 s末外力的瞬时功率。4.(2014辽宁大连双基测试)(16分)如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为b的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为l1、l2,且l20,金属棒将一直加速,a错b对;由右手定则可知,金属棒a端电势高,则m板电势高,c项正确;若微粒带负电,则静电力向上与重力反向,开始时静电力为0,微粒向下加速,当静电力增大到大于重力时,微粒的加速度向上,d项错。5.ad设导体棒单位长度的电阻为r0,ab、cd间的距离为l0。当导体棒在bc边上运动时,从c点开始经时间t,导体棒向前移动距离为vt,有效切割长度为l=vt tan ,则回路的电动势为e=blv=bv2t tan ,则回路中的电流为i=,当导体棒越过bc边后,其电流i=恒量,在整个过程中电流为恒量,a正确,b错;导体棒在bc边上且距c点x时,在磁场中有效切割长度为l=x tan ,则回路的电动势为e=blv=bxv tan ,电功率p=,即px,当导体棒越过bc边后,其电功率p=恒量,c错,d正确。b组20142015年模拟提升题组一、选择题1.ab金属棒匀速上升过程中,动能不变,根据功能关系可知:恒力f和安培力对金属棒所做功的和等于金属棒重力势能的增量,故a正确。根据动能定理得:wf-wg-w安=0,得:wf-mgh=w安,而w安=q,则恒力f和重力对金属棒所做功的和等于电阻r上产生的电热,故b正确。金属棒克服安培力所做的功等于回路中电阻r上产生的热量,不等于金属棒重力势能的增量,故c错误。恒力f所做的功在数值上等于金属棒增加的重力势能与电阻r上产生的焦耳热之和,故d错误。2.bdc的运动过程分为四个阶段。()xch,自由落体运动,ac1=g。()hxc3h,c进入磁场匀速下落,速度vc=;此时d做自由落体运动,其平均速度=,即d自由下落h高度的过程中c匀速下落2h高度,此过程中ac2=0。()3hxc4h,c、d均在磁场中,vc=vd=,回路中无感应电流,c只受重力,ac3=g。()xc4h,离开磁场,ac4=g。依据上述分析,a错误b正确。d的运动过程也分为四个阶段。xdh,d自由落体,ekd=mgxd。hxd2h,该阶段对应着c运动的()阶段,两者均做加速度为g的匀加速运动,ekd=mgxd。2hxd4h,该阶段对应着c运动的()阶段,d受重力和方向竖直向上的安培力;由c进入磁场匀速运动知,=mg,故该阶段开始时f安d=mg,可知d做减速运动,且为加速度减小的减速运动,该阶段ekd减小。xd4h,d离开磁场做匀加速直线运动,ekd随xd均匀增加。综上分析,c错误d正确。二、非选择题3.答案(1)1.0 m/s2(2)0.35 w解析(1)设金属杆运动的速度为v,则感应电动势e=blv通过电阻r的电流i=电阻r两端的电压u=ir=由图乙可得u=kt,k=0.10 v/s,即得v=t,金属杆做匀加速运动,a=1.0 m/s2(2)2 s末时杆的速度大小为v2=at=2 m/sf安=bil=0.075 n设外力大小为f2,由f2-f安=ma,解得f2=0.175 n所以外力的瞬时功率p=f2v2=0.35 w4.答案(1)i=(2)见解析(3)2mgd解析(1)设刚进入磁场时的速度为v0,由机械能守恒定律有mgh=m,得v0=,由法拉第电磁感应定律有e=bl1v0,由闭合电路欧姆定律有e=ir,综上解得:i=。(2)线圈在此过程中先做加速度减小的减速运动,后做加速度为g的匀加速运动,在3位置时线圈速度最小,而由3到4位置过程中,线圈是自由落体运动,因此有-v2=2g(d-l2),得v=,方向竖直向下。(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生焦耳热,线圈进入磁场过程中产生的焦耳热q就是线圈从图中2位置到4位置产生的焦耳热,而2、4位置动能相同。由能量守恒q=mgd,由对称性可知:q总=2q=2mgd。5.答案(1)0.75 m/s2(2)0.20.4 (3)12.35 j解析抓住12 s和17 s两个时刻导体棒的运动学特征和动力学特征,即12 s时导体棒速度已知(可以从题图象上读出),加速度已知(可由斜率求出),而且此时电动机已达到额定功率;17 s后导体棒匀速运动,加速度为零。把握住这两个状态,列方程求解。(1)由题图象知12 s末导体棒ab的速度为v1=9 m/s,则在012 s 内的加速度大小为a=m/s2=0.75 m/s2。(2)t=12 s时,导体棒中感应电动势为e=blv1,感应电流i=,导体棒受到的安培力f1=bil,即f