【名师一号】高考物理一轮 93电磁感应规律的综合应用双基练 新人教版.docVIP

2014名师一号高考物理一轮双基练：9-3电磁感应规律的综合应用1.练图931如练图931所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为r(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab，ab由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，b点的线速度为v，则这时ab两端的电压大小为()a. b.c. dbav解析摆到竖直位置时，ab切割磁感线的瞬时感应电动势eb2abav.由闭合电路欧姆定律，uabbav，故选a.答案a2.练图932如练图932所示，两根足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆ab置于导轨上当开关s断开时，在金属杆ab上作用一水平向右的恒力f，使金属杆ab向右运动进入磁场一段时间后闭合开关并开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好下列关于金属杆ab的vt图象不可能的是()解析以金属杆为研究对象，有ff安ma，即fma，当闭合开关瞬间，若f，金属杆做匀速运动，a可能；若f，金属杆做加速度减小的加速运动，b可能；本题d图所示是不可能出现的答案d3.练图933(多选题)(2013河南三市联考)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为l，顶端接阻值为r的电阻质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，如练图933所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则()a金属棒在磁场中运动时，流过电阻r的电流方向为abb金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为c金属棒的最大速度为d金属棒以稳定的速度下滑时，电阻r的热功率为2r解析金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律，流过电阻r的电流方向为ba，选项a错误；金属棒的速度为v时，金属棒中感应电动势eblv，感应电流ie/(rr)所受的安培力大小为fbil，选项b正确；当安培力fmg时，金属棒下落速度最大，金属棒的最大速度为v，选项c错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻r和r的热功率为pmgv2(rr)，电阻r的热功率为2r，选项d正确答案bd4(多选题)如练图934所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()练图934a导体框中产生的感应电流方向相同b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ab边两端电势差相同d通过导体框截面的电荷量相同解析由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相同，a项正确；由电磁感应定律可得q，因此导体框中产生的焦耳热不同，故b项错误；两种情况下电源的电动势不相同，导体框ab边两端电势差不同，c项错误；由q知通过导体框截面的电荷量与速度无关，d项正确答案ad5.练图935如练图935所示，电阻r1 、半径r10.2 m的单匝圆形导线框p内有一个与p共面的圆形磁场区域q，p、q的圆心相同，q的半径r20.1 mt0时刻，q内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系是b2t(t)若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框p中感应电流i随时间t变化的关系图象应该是下图中的()解析由法拉第电磁感应定律可得：圆形导线框p中产生的感应电动势为esr0.01(v)，再由欧姆定律得：圆形导线框p中产生的感应电流i0.01(a)，由楞次定律可知电流的方向是顺时针方向，c项对答案c6.练图936(2013江苏常州模拟)如练图936，光滑斜面的倾角30，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l11 m，bc边的边长l20.6 m，线框的质量m1 kg，电阻r0.1 ，线框通过细线与重物相连，重物质量m2 kg，斜面上ef线(efgh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度b0.5 t，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离s11.4 m，(取g10.4 m/s2)，求：(1)线框进入磁场前重物m的加速度；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v；(3)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；(4)ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热解析(1)线框进入磁场前，线框受到细线的拉力ft、斜面的支持力和线框重力，重物m受到重力和拉力ft.对线框，由牛顿第二定律得ftmgsinma，联立解得线框进入磁场前重物m的加速度a5 m/s2.(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡mgft，线框abcd受力平衡ftmgsinfa，ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势ebl1v，形成的感应电流i，受到的安培力fabil1，联立上述各式得mgmgsin，代入数据解得v6 m/s.(3)线框abcd进入磁场前，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a5 m/s2，该阶段运动时间为t1 s1.2 s，进磁场过程中匀速运动时间t2 s0.1 s，线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a5 m/s2，sl2vt3at，解得t31.2 s，因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为tt1t2t32.5 s.(4)线框ab边运动到gh处的速度vvat36 m/s51.2 m/s12 m/s，整个运动过程产生的焦耳热qfal2(mgmgsin)l29 j.答案(1)5 m/s2(2)6 m/s(3)2.5 s(4)9 jb级能力提升1如练图937所示，边长相等的正方形导体框与正方形匀强磁场区，其对角线在同一水平线上，导体框沿水平方向由a到b匀速通过垂直于纸面向外的磁场区，导体框中的电流随时间变化关系正确的是(顺时针方向电流为正)()练图937解析设导体框沿水平方向匀速通过磁场区域的速度大小为v，刚进入磁场时，切割磁感线的有效长度为l2vt，所以感应电动势为eblv2bv2t.由楞次定律知电流方向为顺时针方向；当导体框与磁场区域重合时电流最大；导体框再向右运动，电流逐渐减小，方向为逆时针方向，a项正确答案a2.练图938竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如练图938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(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()amgb b.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv2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，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即qmv2mgbmgamg(ba)mv2.答案d3如练图939所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计匀强磁场与导轨平面垂直阻值为r的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好t0时，将开关s由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度下列图象正确的是()练图939解析本题综合考查右手定则、安培力、电容器以及图象问题意在考查学生的分析综合能力当开关s由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，此后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，与电容器的极性相同，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以c项错误，b项错误，d项正确；因电容器两极板间有电压，qcu不等于零，所以a项错误答案d4(多选题)处于竖直向上的匀强磁场中的两根电阻不计的平行金属导轨，下端连一电阻r，导轨与水平面之间的夹角为.一电阻可忽略的金属棒ab，开始固定在两导轨上某位置，棒与导轨垂直，如练图9310所示现释放金属棒让其由静止开始沿轨道平面下滑对导轨光滑和粗糙两种情况进行比较，当两次下滑的位移相同时，则有()练图9310a重力势能的减小量相同b机械能的变化量相同c磁通量的变化量相同d磁通量的变化率相同解析显然重力势能的减小量相同，a项对；磁通量的变化量相同，c项对；光滑时速度大，磁通量的变化率大，d项错；光滑时速度大，动能大，而重力势能相同，故机械能比粗糙时大，即机械能的变化量小，b错误答案ac5.练图9311如练图9311所示，两根竖直放置的平行光滑金属导轨，上端接阻值r3 的定值电阻水平虚线a1、a2间有与导轨平面垂直的匀强磁场b，磁场区域的高度为d0.5 m导体棒a的质量ma0.2 kg，电阻ra3 ；导体棒b的质量mb0.1 kg，电阻rb6 .它们分别从图中p、q处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场设重力加速度为g10 m/s2，不计a、b之间的作用，整个过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好，导轨电阻忽略不计求：(1)在整个过程中，a、b两棒克服安培力分别做的功；(2)a、b棒进入磁场的速度；(3)分别求出p点和q点距a1的高度解析(1)导体棒只有通过磁场时才受到安培力，因两棒均匀速通过磁场，由能量关系知，克服安培力做的功与重力功相等，有wamagd1.0 j，wbmbgd0.5 j.(2)设b棒在磁场中匀速运动的速度为vb，此时b棒相当于电源，a棒与电阻r并联，此时整个电路的总电阻为r17.5 ，b棒中的电流为ib，根据平衡条件有：mbg.设a棒在磁场中匀速运动时速度为va，此时a棒相当于电源，b棒与电阻r并联，此时整个电路的总电阻为r25 .a棒中的电流为ia，根据平衡条件有：m