【创新设计】高中物理 1.5 电磁感应规律的应用每课一练 粤教版选修32(1).doc

【创新设计】2013-2014高中物理 1.5 电磁感应规律的应用每课一练 粤教版选修3-2(时间：60分钟)知识点一法拉第电机的原理1(单选)如图1-5-18所示的的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为blv的是()图1-5-18a乙和丁 b甲、乙、丁c甲、乙、丙、丁 d只有乙解析公式eblv中的l应指导体的有效切割长度，甲、乙、丁中的有效长度均为l，电动势eblv，而丙有效长度为lsin ，电动势eblvsin ，故b正确答案b2.(单选)如图1-5-19所示，pqrs为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以mn为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面向里，mn线与线框的边成45角，e、f分别是ps和pq的中点关于线框中的感应电流，正确的说法是()图1-5-19a当e点经过边界mn时，线框中感应电流最大b当p点经过边界mn时，线框中感应电流最大c当f点经过边界mn时，线框中感应电流最大d当q点经过边界mn时，线框中感应电流最大解析当p点经过边界mn时，切割磁感线的有效长度为sr，感应电流达到最大答案b3. (双选)如图1-5-20所示，一有界区域内，存在着磁感强度大小均为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边紧靠磁场边缘放于桌面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下图中的()图1-5-20解析本题考查电磁感应现象开始时，由公式i可知，导体框做匀加速运动时，速度均匀增大，电流均匀增大，当导体的右边框到达两磁场交界处后，电动势突然变成原来的2倍，电流方向反向当导体右边框到达整个磁场的右边界后，电动势又突然变成原来的一半，且电流方向反向故a、c正确答案ac知识点二电磁感应现象中的电路问题4. (单选)如图1-5-21所示，金属棒ab静止在倾角为的平行导轨上，导轨上端有导线相连，垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为b0，方向如图所示从某一时刻t0开始，b0均匀增加，到tt1时，金属棒开始运动，那么在0t1这段时间内，金属棒受到的摩擦力将()图1-5-21a不断增大 b不断减小c先增大后减小 d先减小后增大解析由楞次定律可判知，导体棒中有从ab的感应电流，由左手定则可知，安培力方向向上且b0均匀增加，感应电流恒定，由公式fbil知安培力逐渐增大，而棒所受摩擦力初始状态时方向向上，故摩擦力先减小到零又反方向增大答案d5. (单选)如图1-5-22所示，mn、pq为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻r，金属圆环在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面，设圆环的半径为r，不计圆环电阻，当圆环以水平速度v向右平动时，导轨电阻不计，则流过r的电流大小为()图1-5-22a0 b.c. d.解析金属圆环向右平动时，圆环左、右两半圆弧的等效长度都是2r，切割磁感线产生感应电动势相等，相当于两电池并联，e1e2b2rv，由欧姆定律得，通过r的电流i.答案b知识点三电磁感应中的能量转化与守恒6. (单选)光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1-5-23所示，抛物线的方程为yx2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m的小金属块从抛物线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的过程中产生的焦耳热总量是 ()图1-5-23amgb b.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv2解析金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生电流，进而产生焦耳热，最后，金属块在高为a的曲面上做往复运动，减少的机械能为mg(ba)mv2，由能量转化和守恒定律可知，减少的机械能全部转化成焦耳热，即d选项正确答案d7.如图1-5-24所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为l)以不同的速度v1和v2匀速拉出磁场，线圈电阻为r，那么两次拉出过程中，外力做功之比w1w2_.外力做功功率之比p1p2_.图1-5-24解析线圈匀速拉出磁场，故其动能未变化，线圈中由于电磁感应产生电流，即有电能产生，且电能全部转化为内能，故外力做多少功就有多少内能产生wqi2rt2rv故w1w2v1v2同理：由pv2，可得p1p2vv答案v1v2vv8如图1-5-25所示，bacd为静止于水平面上宽度为l，而长度足够长的u型金属滑轨，ac边接有电阻r，其他部分电阻不计ef为一可在滑轨平面上滑动，质量为m的均匀导体棒整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为b，忽略所有摩擦图1-5-25(1)若用恒力f沿水平方向向右拉棒，使其平动，求导体棒的最大速度(2)若导体棒从开始运动到获得最大速度发生的位移为x，求这一过程中电阻r上产生的热量q.解析(1)解法一：导体棒受到恒力f后的运动情况，可用如下式子表示：fveif安f合a当a0时，速度达到最大值，即fbilbl，解得v解法二：从能量角度看，当棒稳定时p外p电，即fv，解得v(2)导体棒受到恒力f后的能量转化情况如下根据能量转化与守恒定律得fxmv2q，解得qfx答案(1)(2)fx9. (单选)如图1-5-26所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为b.正方形金属框abcd可绕光滑轴oo转动，边长为l，总电阻为r，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于()图1-5-26a. bbl c. d.解析由能量守恒得：mglqmv2fbili由得：f ，故选项d正确答案d知识点四电磁感应与力学综合10(单选)如图1-5-27甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计现用一水平向右的外力f作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架图1-5-27乙为一段时间内金属杆受到的安培力f安随时间t的变化关系，则图中可以表示外力f随时间t变化关系的图象是()图1-5-27解析ab切割磁感线产生感应电动势eblv，感应电流为i，安培力f安，所以vf安，vt，金属杆的加速度为定值，又由牛顿第二定律ff安ma，即ff安ma，故d项正确答案d11(单选)如图1-5-28所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围的区域内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下图中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体环将受到向上的磁场力作用()图1-5-28解析a选项中，磁感应强度随时间增加，导线回路中有电流产生，根据楞次定律，电流方向为cba螺线管dc，螺线管下方的导体环中有磁通量穿过但由于磁场的变化越来越慢，穿过圆环的磁通量也越来越小，根据楞次定律，为阻碍环中磁通量的减少，环将靠近螺线管，即环受向上的磁场力的作用b选项中，磁场变化越来越快，螺线管中磁场变强，圆环中磁通量增大，为阻碍磁通量增大，环将向下运动，即受磁场力向下c、d选项中，磁场均匀变化，螺线管中电流恒定，穿过圆环的磁通量不变，圆环中无感应电流产生，与螺线管无相互作用的力答案a12.如图1-5-29所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 ，在倾角为30的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 t，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动(g取10 m/s2)图1-5-29(1)求线圈匀速上升的速度；(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？解析(1)设绳子的拉力为f，对砝码：fm1gsin 302 n对线框：fm2g代入数据得：v10 m/s(2)wfl20.2 j0.4 j.(3)由能量转化守恒定律得：qwm2gl0.4 j0.1100.2 j0.2 j.答案(1)10 m/s(2)0.4 j(3)0.2 j13水平面上两根足够长的金属导线平行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻值为r的电阻连接，导轨上放一质量为m的金属棒(如图1-5-30甲所示)，金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力f作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动的速度v也会变化，v与f的关系如图1-5-30乙所示(取重力加速度g10 m/s2)图1-5-