【优化方案】高考物理一轮复习 第十二章第三节 电磁感应规律的综合应用课时作业（含试题）.doc

【优化方案】2014届高考物理一轮复习 第十二章第三节 电磁感应规律的综合应用课时作业（含2013试题）人教版一、选择题1.如图所示，边长为l的正方形导线框abcd，在垂直于匀强磁场方向的平面内，以垂直于cd边的速度v运动，磁场磁感应强度为b，线框在运动中产生的能向外输送的最大电动势为e，b、c两点之间的电压为u，则()ae2blv，ublvbeblv，ublvce0，u0deblv，u0解析：选d.根据题意，由于ab边和cd边同向切割磁感线，可等效为两个并联的电源，两边切割磁感线产生的感应电动势均为e1blv，外电路接cd时线框向外电路输送的最大电动势eblv，b、c点的电势相等，故b、c两点间的电压为零，故d正确2.如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距l0.1 m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度b10 t，质量m0.1 kg、电阻为r2 的金属杆ab接在两导轨间，在开关s断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g10 m/s2，当下落h0.8 m时，开关s闭合若从开关s闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的()解析：选d.开关s闭合时，金属杆的速度v4 m/s.感应电动势eblv，感应电流ie/r，安培力fbli，联立解出f2 n因为fmg1 n，故ab杆做减速直线运动，速度减小，安培力也减小，加速度越来越小，最后加速度减为零时做匀速运动，故d正确3.竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，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()amgbb.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv2解析：选d.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)mv2.4.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为b的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，则下列说法正确的是()a产生的焦耳热之比为14b产生的焦耳热之比为11c通过铜丝某截面的电量之比为12d通过铜丝某截面的电量之比为14解析：选ac.根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热waqawbqb由电阻定律知rb2ra，故wawb14，a对b错；由产生的电量q得，qaqb12，c对d错5.(2010高考大纲全国卷)如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为fb、fc和fd，则()afdfcfb bfcfdfbfd dfcfbfd解析：选d.线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由f知，安培力和线圈的速度成正比，d正确6(2013宝鸡模拟)一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示以i表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图丙中能正确表示线圈中电流i随时间t变化规律的是()解析：选c.01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，a、b错误；4 s5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，d错误7.(2012高考福建卷)如图所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心o为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则下列四个选项中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()解析：选b.条形磁铁的磁感线分布示意图如图所示铜环由静止开始下落过程中磁通量的变化率是非均匀变化的，故环中产生的感应电动势、环中的感应电流也是非均匀变化的，a错误在关于o点对称的位置上磁场分布对称，但环的速率是增大的，则环在o点下方的电流最大值大于在o点上方电流的最大值，故c错误由于磁通量在o点上方是向上增大而在o点下方是向上减小的，故环中电流方向在经过o点是要改变的，d错误可知b选项正确8.(2013东北三校模拟)如图所示，一个水平放置的“”形光滑导轨固定在磁感应强度为b的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作用下、导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计时起点，则回路中感应电动势e、感应电流i、导体棒所受外力的功率p和回路中产生的焦耳热q随时间t变化的图象中正确的是()解析：选ac.设“”形导轨的夹角为，经过时间t，导体棒的水平位移为svt，导体棒切割磁感线的有效长度lvttan ，所以回路中感应电动势eblvbv2ttan，感应电动势与时间t成正比，a正确；相似三角形的三边长之比为定值，故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比，故感应电流大小与时间无关，b错误；导体棒匀速移动，外力f与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率pfvbilvbiv2ttan，与时间成正比，故c正确；回路产生的焦耳热qi2rt，式中电流不变，回路电阻与t成正比，故焦耳热q与t2成正比，d错误9.(2012高考四川卷)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为r0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为b.杆在圆环上以速度v平行于直径cd向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心o开始，杆的位置由确定，如图所示则()a0时，杆产生的电动势为2bavb时，杆产生的电动势为bavc0时，杆受的安培力大小为d时，杆受的安培力大小为解析：选ad.开始时刻，感应电动势e1blv2bav，故a项正确时，e2b2acosvbav，故b项错误由l2acos，eblv，i，rr02acos(2)a，得在0时，f，故c项错误同理，时f，故d项正确10.(2011高考福建卷)如图，足够长的u型光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中mn与pq平行且间距为l，导轨平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为r，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()a运动的平均速度大小为vb下滑的位移大小为c产生的焦耳热为qblvd受到的最大安培力大小为 sin解析：选b.金属棒开始做加速度减小的变加速直线运动，a项错误；由qt及，位移s，b项正确；此过程中由能量守恒知产生的热量qmgsinsmv2得qsinmv2，选项c错误；当速度为v时，所受安培力为，选项d错误二、非选择题11(2010高考江苏卷)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i，整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：(1)磁感应强度的大小b；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值im.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有bilmg解得b.(2)感应电动势eblv感应电流i由式解得v.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm由机械能守恒定律得mvmgh感应电动势的最大值emblvm感应电流的最大值im解得im.答案：见解析12(2011高考天津卷)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨mn、pq间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m0.02 kg，电阻均为r0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度b0.2 t，棒ab在平行于导轨向上的力f作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止取g10 m/s2，问(1)通过棒cd的电流i是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力f多大？(3)棒cd每产生q0.1 j的热量，力f做的功w是多少？解析：(1)棒cd受到的安培力fcdilb棒cd在共点力作用下平衡，则fcdmgsin30由式，代入数据解得i1 a根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c.(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等fab