【红对勾】高考物理复习 课时作业28 电磁感应规律的综合应用.doc

课时作业28电磁感应规律的综合应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)图11如图1所示，mn、pq为两平行金属导轨，m、p间连接一阻值为r的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为b，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时( )a有感应电流通过电阻r，大小为b没有感应电流通过电阻rc没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变d有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同解析：当环向右运动时，它的左右两部分均切割磁感线，故环的左右两部分都能产生感应电动势，由右手定则知两部分的感应电动势方向相同根据fblv(l是垂直v方向的有效长度)知感应电动势的值均为bdv.所以环的左右两部分相当于两个相同的电源并联对r供电，其电流值由闭合电路欧姆定律可求出：i.答案：ad图22两根相距为l的足够长的金属直角导轨如图2所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2r.整个装置处于磁感应强度大小为b，方向竖直向上的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力f作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动重力加速度为g.以下说法正确的是()aab杆所受拉力f的大小为mgbcd杆所受摩擦力为零c回路中的电流强度为d与v1大小的关系为解析：ab、cd金属杆受力分析如图3甲、乙所示，ab、cd杆都做匀速直线运动，由平衡条件，对ab杆，fff1f安fnmg，ff1fn图3ab切割磁感线产生感应电动势e，cd不切割磁感线无感应电动势，故eblv1if安bil联立得fmg，故a正确对cd杆，有ff2mgff2f安得，故d正确答案：ad3如图4甲所示，圆形金属框与一个平行金属导轨相连，并置于水平桌面上圆形金属框面积为s，内有垂直于线框平面的磁场，磁感应强度b1随时间t的变化关系如图乙所示.01 s内磁场方向垂直线框平面向里，长为l、电阻为r的导体棒置于平行金属导轨上，且与导轨接触良好导轨和导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为b2，方向垂直导轨平面向里若不计其余各处的电阻，当导体棒始终保持静止时，其所受的静摩擦力ff(设向右为力的正方向)随时间变化的图象为()图4图5解析：由图乙可知，第1 s内导体棒上的电流由下至上，受安培力向左，静摩擦力向右，同理第3 s内静摩擦力向左，第2 s内不受安培力也不受静摩擦力，故选a.答案：a图64用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图5所示当磁场以10 t/s的变化率增强时，线框中a，b两点间的电势差是()auab0.1 vbuab0.1 vcuab0.2 vduab0.2 v解析：根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势enns1100.20.1 v0.2 v，线框中a，b两点间的电势差为外电压，因为内电阻和外电阻相等，且根据楞次定律可知b点电势较高，则uab0.1 v，故正确答案为b.答案：b图75如图7所示，竖直平面内放置的两根平行金属导轨，电阻不计，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度b0.5 t，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 ，重力均为0.1 n，现用力f向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是()aab受到的拉力大小为2 nbab向上运动的速度为2 m/sc在2 s内，拉力做功，有0.4 j的机械能转化为电能d在2 s内，拉力做功为0.6 j解析：f2g0.2 n，又ff安g得f安0.1 n，其中f安，v2 m/s,2 s内上升高度hvt4 m，所以e电fhghgh0.14 j0.4 j.答案：bc图86两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为l，底端接阻值为r的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，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，如图8所示除电阻r外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()a释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gb金属棒向下运动时，流过电阻r的电流方向为abc金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为fd电阻r上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析：释放瞬间，金属棒只受重力作用，所以其加速度等于重力加速度金属棒向下切割磁感线，产生的电流由ba流经r，当金属棒的速度为v时，感应电流i ，则所受的安培力fbil.从能量守恒方面看，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与电阻r上产生的总热量之和答案：ac7一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图9所示，则()图9a若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程也是匀速运动b若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程也是加速运动c若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程也是减速运动d若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动解析：从线框全部进入磁场至线框开始离开磁场，线框做加速度为g的匀加速运动，可知线圈离开磁场过程中受的安培力大于进入磁场时受的安培力，故只有c项正确答案：c图108光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图10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()amgbb.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，进而产生热量最后，金属块在高为a的曲面上往复运动减少的机械能为mg(ba)mv2.答案：d二、计算题(31236)9如图11所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻r00.5 ，长l0.3 m，导轨一端串接一电阻r1 ，匀强磁场磁感应强度b2 t，当ab以v5 m/s向右匀速运动过程中，求：图11(1)ab间感应电动势e和ab间的电压u；(2)所加沿导轨平面的水平外力f的大小；(3)在2 s时间内电阻r上产生的热量q. 解析：(1)根据公式：eblv3 vi，uir2 v.(2)ff安，f安bil1.2 n.(3)2秒内产生的总热量q等于安培力做的功，qf安vt12 j电阻r上产生的热量为qrq8 j.答案：(1)3 v2 v(2)1.2 n(3)8 j图1210如图12所示，电动机牵引一根原来静止的、长l为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒mn上升，导体棒的电阻r为1 ，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度b为1 t的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直当导体棒上升h3.8 m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2 j，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7 v、1 a，电动机内阻r为1 ，不计框架电阻及一切摩擦，求：(1)棒能达到的稳定速度；(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间解析：(1)电动机的输出功率为：p出iui2r6 w电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率，所以有p出fv其中f为电动机对棒的拉力，当棒达稳定速度时fmgbil感应电流i由式解得，棒达到的稳定速度为v2 m/s.(2)从棒由静止开始运动至达到稳定速度的过程中，电动机提供的能量转化为棒的机械能和内能，由能量守恒定律得：p出tmghmv2q，解得t1 s.答案：(1)2 m/s(2)1 s11如图13(a)所示，一个电阻值为r，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻r1连接成闭合回路线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图13(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和b0.导