【三维设计】高三物理一轮 课时跟踪检测35 电磁感应的综合应用（一）.doc

课时跟踪检测(三十五)电磁感应的综合应用(一)高考常考题型：选择题计算题1.如图1所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻r，导轨电阻可忽略不计。mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。现对mn 图1施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动。令u表示mn两端电压的大小，则() auvblbuvblcuvbl du2vbl2. (2012苏州联考)如图2所示，两个完全相同的矩形导线框a、b在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平行。线框a固定且通有电流i，线框b从图示位置由静止释放，在运动到a下方的过程中()a穿过线框b的磁通量先变小后变大b线框b中感应电流的方向先顺时针后逆时针 图2c线框b所受安培力的合力为零d线框b的机械能一直减小3(2013济宁模拟)水平放置的金属框架cdef处于如图3所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则()图3aab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大bab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变cab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大dab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变4. (2013济南检测)如图4所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻r，其它电阻均不计，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力f作用下由静止开始向右运动。则()a随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 图4b外力f对ab做的功等于电路中产生的电能c当ab做匀速运动时，外力f做功的功率等于电路中的电功率d无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能5在图6所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。a、b中的导线框为正方形，c、d中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴o在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为t。从线框处于图示位置时开始计时，以在op边上从p点指向o点的方向为感应电流i的正方向。则在图6所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图5所示的是()图5图66(2012江西省六校联考)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框沿四个不同方向以相同速率v匀速平移出磁场，如图7所示，线框移出磁场的整个过程()图7a四种情况下a、b两端的电势差都相同b图中流过线框的电量与v的大小无关c图中线框的电功率与v的大小成正比d图中磁场力对线框做的功与v2成正比7两磁感应强度均为b的匀强磁场区、，方向如图8所示，两区域中间为宽为s的无磁场区，有一边长为l(ls)、电阻为r的均匀正方形金属线框abcd置于区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属线框以速度v向右匀速运动，则()图8a当ab边刚进入中间无磁场区域时，ab两点间的电压为b当ab边刚进入磁场区域时，通过ab边的电流大小为，方向由abc把金属线框从ab边刚进入区域到完全拉入区域过程中，拉力所做功为(2ls)d从cd边刚进入区域到刚进入区域的过程中，回路中产生的焦耳热为(ls)8(2012四川模拟)如图9甲所示，mn左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为r的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界mn重合。当t0时，对线框施加一水平拉力f，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当tt0时，线框的ad边与磁场边界mn重合。图乙为拉力f随时间变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度b的大小为()图9ab bb cb db 9. (2013绍兴模拟)两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻r，导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图10所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()a金属棒在最低点的加速度小于gb回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 图10c当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大d金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度10.如图11所示，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于竖直平面内的导体框，水平导体棒mn可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离，除r外，装置的其余部分电阻都可忽略不计，将导体棒mn无初速度释放，要使电流稳定后r的热功率变为原来的两倍，在其他条件不变的情况下，可以采用的办法有()a导体棒mn质量不变，导体框宽度减为原来的 图11b电阻r变为原来的一半c磁感应强度b变为原来的倍d导体棒mn质量增加为原来的2倍11. (2012常州水平检测)如图12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l2d，线圈质量m，电阻为r。现将线圈由其下边缘离磁场的距离为h处静止释放，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求：(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动，求出该过程最小速度v； 图12(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热q总。12.如图13所示，足够长的光滑平行导轨mn、pq倾斜放置，两导轨间距离为l1.0 m，导轨平面与水平面间的夹角为30，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的m、p两端连接阻值为r3.0 的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m0.20 kg，电阻r0.50 ，重物的质量m0.60 kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距 图13离与时间的关系如表所示，不计导轨电阻，g取10 m/s2。求：时间t(s)00.10.20.30.40.50.6上滑距离(m)00.050.150.350.701.051.40(1)ab棒的最终速度是多少？(2)磁感应强度b的大小是多少？(3)当金属棒ab的速度v2 m/s时，金属棒ab上滑的加速度大小是多少？答 案课时跟踪检测(三十五) 电磁感应的综合应用(一)1选a电路中电动势为eblv，则mn两端电压大小urblv。2选d在运动到a下方的过程中，穿过线框b的磁通量先向外的增大，后减小，然后再向里的增大，后减小，最后又向外的增大，后减小，a项错误；根据安培定则可知，线框b中感应电流的方向为顺时针逆时针逆时针顺时针顺时针逆时针，b项错误；安培力对线框有阻碍作用，安培力的合力不为零，且做负功，线框的机械能减小，c项错误，d项正确。3选c由法拉第电磁感应定律es知，磁感应强度均匀增大，则ab中感应电动势和电流不变，由fff安bil知摩擦力增大，选项c正确。4选cd金属棒ab在一水平恒力f作用下由静止开始向右运动，随着ab运动速度的增大，产生的感应电流增大，所受与f方向相反的安培力增大，其加速度减小，选项a错误；外力f对ab做的功等于电路中产生的电能和导体棒增加的动能之和，选项b错误；由能量守恒定律可知，当ab做匀速运动时，外力f做功的功率等于电路中的电功率，选项c正确；无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，选项d正确。5选c由题图可知，在时间内，感应电流的大小不变，导体切割磁感线的有效长度不变，选项a、b错；再根据楞次定律可以判断出感应电流的方向，所以c对，d错。6选b由法拉第电磁感应定律e/t，闭合电路欧姆定律ie/r，电流定义式iq/t。可得q/r，线框沿四个不同方向移出磁场，流过线框的电量与v的大小无关，选项b正确。四种情况下ab两端的电势差不相同，选项a错误。图中线框的电功率pe2/r，eblv，p与v的二次方大小成正比，选项c错误；图中磁场力fbil，ie/r，eblv，磁场力对线框做功wfl，磁场力对线框做的功与v成正比，选项d错误。7选bc当ab边刚进入区域时，cd边切割磁感线产生的感应电动势为eblv，所以ab两点间的电压为，a错；当ab边刚进入区域时，ab、cd边均切割磁感线，由右手定则可知方向由ab，大小为，b对；当把金属线框从区域完全拉入区域过程中，拉力所做功为ww1w2w3，而w1w3，w2(ls)，所以w(2ls)，c对；从cd边刚进入区域到刚进入区域的过程中，回路中产生的焦耳热为qi2rt，d错。8选b由题述和题图，利用牛顿第二定律可知，f0ma,3f0bilma，iblv/r，vat0，联立解得b，选项b正确。9选ad如果不受安培力，杆和弹簧组成了一个弹簧振子，由简谐运动的对称性可知其在最低点的加速度大小为g，但由于金属棒在运动过程中受到与速度方向相反的安培力作用，金属棒在最低点时的弹性势能一定比没有安培力做功时小，弹性形变量一定变小，故加速度小于g，选项a正确；回路中产生的总热量等于金属棒机械能的减少量，选项b错误；当弹簧弹力与安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大，选项c错误；由于金属棒运动过程中产生电能，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度，选项d正确。10选a导体棒下滑，电流稳定后r的热功率为p，mg，导体框宽度减为原来的，则速度变为原来的2倍，功率变为原来的2倍；电阻r变为原来的一半，速度变为原来的一半，功率变为原来的1/2；磁感应强度b变为原来的倍，速度变为原来的1/2，功率变为原来的1/2；导体棒mn质量增加为原来的2倍，速度变为原来的2倍，功率变为原来的4倍。11解析：(1)mghmv02，v0，ebl1v0，i(2)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，3位置时线圈速度最小，而3位置到4位置线圈是自由落体运动，因此有v02v22g(dl2)，得v(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同。由能量守恒qmgd由对称性可知：q总2q2mgd答案：(1