（新课标）2017年高考物理大一轮复习 第9章 电磁感应 第3节 电磁感应的综合应用课时规范训练.doc

电磁感应的综合应用1.(多选)如右图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为r10 的电阻一阻值为r10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为b0.5 t，方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是()a导体棒ab中电流的流向为由b到abcd两端的电压为1 vcde两端的电压为1 vdfe两端的电压为1 v解析：选bd.导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，由右手定则可判断出导体棒ab中电流的流向为由a到b，选项a错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势eblv2 v，感应电流i0.1 a，cd两端的电压为u1ir1 v，选项b正确；由于de间没有电流，cf间没有电流，de两端的电压为零，fe两端的电压为1 v，选项c错误、d正确2(2016济南外国语学校测试)如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图象是下图所示的()解析：选c.根据楞次定律，在进磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，切割的有效长度线性增大，排除选项a、b；在出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，切割的有效长度线性减小，排除d.故选项c正确3.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，若外力对环做的功分别为wa、wb.则wawb为()a14b12c11 d不能确定解析：选a.根据能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化为焦耳热，则waqa，wbqb，由电阻定律知rb2ra，故wawb14，a正确4(多选)一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框平面与磁场垂直，线框的右边紧贴着磁场边界，如图甲所示t0时刻对线框施加一水平向右的外力，让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场，外力f随时间t变化的图象如图乙所示已知线框质量m1 kg、电阻r1 ，以下说法正确的是()a线框做匀加速直线运动的加速度为1 m/s2b匀强磁场的磁感应强度为2 tc线框穿过磁场的过程中，通过线框的电荷量为 cd线框边长为1 m解析：选abc.t0时，线框初速度为零，故感应电动势为零，力f为线框所受合外力，由牛顿第二定律可知，线框的加速度a1 m/s2，a项正确；由图象知，t1.0 s时，线框刚好离开磁场，由匀变速直线运动规律可知线框的边长为0.5 m，d项错；线框的末速度vat1 m/s，感应电动势eblv，回路中电流i，安培力f安bil，由牛顿第二定律有ff安ma，联立解得b2 t，b正确；由q c，c项正确5(2016河南八市重点高中联考)(多选)如图所示，正方形金属线圈abcd平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动一起以速度v匀速运动，线圈边长为l，电阻为r，质量为m，有一边界长度为2l的正方形磁场垂直于传送带，磁感应强度为b，线圈穿过磁场区域的过程中速度不变，下列说法正确的是()a线圈穿出磁场时感应电流的方向沿abcdab线圈进入磁场区域时受到水平向左的静摩擦力，穿出区域时受到水平向右的静摩擦力c线圈经过磁场区域的过程中始终受到水平向右的静摩擦力d线圈经过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为解析：选ad.正方形金属线圈abcd穿出磁场区域时，磁通量减小，根据楞次定律，线圈中感应电流的方向沿abcda，选项a正确；线圈进入磁场区域时，bc边切割磁感线，产生感应电流的方向是cb，受到的安培力水平向左，根据二力平衡可知，静摩擦力水平向右，穿出区域时，ad边切割磁感线，产生da方向的感应电流，受到的安培力水平向左，根据二力平衡可知，线圈受到的静摩擦力水平向右，选项b错误；线圈abcd全部在磁场中运动时，不产生感应电流，线圈不受摩擦力作用，选项c错误；线圈经过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能w2fl，选项d正确6(2016河北廊坊质量监测)如图所示，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，金属棒与导轨接触良好导轨一端连接电阻r，其他电阻均不计，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作用下由静止起向右运动，则()a随着ab运动速度的增大，其加速度也增大b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c外力f对ab做的功等于电路中产生的电能d当ab做加速运动时，外力f做功的功率等于电路中的电功率解析：选b.导体棒切割磁感线产生的感应电动势eblv，闭合电路欧姆定律i、安培力f安bil、牛顿第二定律ff安ma，可见随速度v的增大，安培力增大，金属棒的加速度a减小，a项错；由功能关系可知，克服安培力做功等于电路中产生的电能，b项正确；外力f对ab做功等于金属棒的动能增加量与电路中产生的电能之和，c项错；同理，外力f对ab做功的功率等于单位时间内金属棒的动能增加量与电路中产生的电功率之和，d项错7如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度b随时间变化的关系如图乙所示t0时刻磁场方向垂直纸面向里，在04 s时间内，线框ab边所受安培力f随时间t变化的关系(规定水平向左为力的正方向)可能是下图中的()解析：选a.“02 s内，bt图象的斜率恒定，即为定值，由es可知，感应电动势保持不变，故感应电流保持不变，又安培力fbil，磁感应强度随时间均匀变化，故安培力也随时间均匀变化，同理，34 s内安培力也随时间均匀变化，c、d错误.33.5 s内，磁感应强度方向向外且减小，根据楞次定律知，线圈有扩大的趋势，即线框ab边受安培力向左，与规定的正方向相同，a正确、b错误8如图，mn和pq是电阻不计的平行金属导轨，其间距为l，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为r的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为b的匀强磁场质量为m，电阻也为r的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好则金属棒穿过磁场区域的过程中()a流过金属棒的最大电流为b通过金属棒的电荷量为c克服安培力所做的功为mghd金属棒产生的焦耳热为mg(hd)解析：选d.根据题意知eblv，mghmv2，fbil，可得i，a错误qit，b错误对整个过程由动能定理得mghwf安mgd0，qwf安mg(hd)，可知c错误、d正确9.(2016山东潍坊模拟)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，如图所示除电阻r外其余电阻均不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放则()a金属棒将做往复运动，动能、弹性势能与重力势能的总和保持不变b金属棒最后将静止，静止时弹簧的伸长量为c金属棒最后将静止，电阻r上产生的总热量为mgd金属棒第1次达到最大速度时金属棒的伸长量为解析：选b.金属棒在往复运动的过程中不断克服安培力做功产生电能，并转化成焦耳热，机械能不断减少，最终静止，静止时弹力等于金属棒的重力，a错误、b正确由能量守恒定律可得mgqe弹，c错误当金属棒第1次达到最大速度时，加速度为零，则mgkxf安，d错误10(多选)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，如图所示，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：选bd.金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律可知，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i，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11如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨mn、pq固定在同一水平面上，两导轨间距l0.30 m导轨电阻忽略不计，其间接有定值电阻r0.40 .导轨上停放一质量m0.10 kg、电阻r0.20 的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度b0.50 t的匀强磁场中，磁场方向竖直向下利用一外力f沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将r两端的电压u即时采集并输入电脑，电脑屏幕描绘出u随时间t的关系如图乙所示求：(1)金属杆加速度的大小；(2)第2 s末外力的瞬时功率解析：(1)设金属杆的运动速度为v，则感应电动势eblv通过电阻r的电流i电阻r两端的电压uir由题图乙可得ukt，k0.10 v/s解得vt金属杆做匀加速直线运动，加速度a1.0 m/s2(2)在第2 s末，f安bil0.075 n设外力大小为f2，由f2f安ma解得f20.175 n故第2 s末f的瞬时功率pf2v2f2at0.35 w答案：(1)1.0 m/s2(2)0.35 w12(2016山西第二次四校联考)如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨mn、pq相距l，导轨平面与水平面的夹角30，导轨电阻不计，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向上长为l的金属棒垂直于mn、pq放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r.两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻也为r.现闭合开关k，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为f2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率重力加速度为g，求：(1)金属棒能达到的最大速度vm；(2)灯泡的额定功率pl；(3)若金属棒上滑距