2012高考物理二轮 专题训练16 电磁感应与电路的综合问题

用心 爱心 专心 1 20122012 高考物理二轮专题训练高考物理二轮专题训练 1616 电磁感应与电路的综合问题电磁感应与电路的综合问题 1 宁夏高考 如图 1 所示 同一平面内的三条平行导线串有 两个电阻R和r 导体棒PQ与三条导线接触良好 匀强磁场的方 向垂直纸面向里 导体棒的电阻可忽略 当导体棒向左滑动时 下列说法正确的是 A 流过R的电流为由d到c 流过r的电流为由b到a 图 1 B 流过R的电流为由c到d 流过r的电流为由b到a C 流过R的电流为由d到c 流过r的电流为由a到b D 流过R的电流为由c到d 流过r的电流为由a到b 2 2009 天津理综 4 如图 2 所示 竖直放置的两根平行金属导 轨之间接有定值电阻R 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直 并接触良好且无摩擦 棒与导轨的电阻均不计 整个装置放在匀强磁场 中 磁场方向与导轨平面垂直 棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升 的一段时间内 力F做的功与安培力做的功的代数和等于 A 棒的机械能增加量 B 棒的动能增加量 图 2 C 棒的重力势能增加量 D 电阻R上放出的热量 3 2009 宁夏理综 16 医生做某些特殊手术时 利用电磁血流计来监测通过动脉的 血流速度 电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极 N 和 S 构成 磁极间的磁场是均匀 的 使用时 两电极a b均与血管壁接触 两触点的连线 磁场方向和血流速度方向两两 垂直 如图 3 所示 由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动 电极a b之间会有 微小电势差 在达到平衡时 血管内部的电场可看作是匀强电场 血液中的离子所受的电场 力和磁场力的合力为零 在某次监测中 两触点的距离为 3 0 mm 血管壁的厚度可忽略 两触点间的电势差为 160 V 磁感应强度的大小为 0 040 T 则血流速度的近似值和电极 a b的正负为 图 3 A 1 3 m s a正 b负 B 2 7 m s a正 b负 C 1 3 m s a负 b正 D 2 7 m s a负 b正 用心 爱心 专心 2 4 一个闭合回路由两部分组成 如图 4 所示 右侧是电阻为r的圆形导线 置于竖直 方向均匀变化的磁场B1中 左侧是光滑的倾角为 的平行导轨 宽度为d 其电阻不 计 磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上 且只分布在左侧 一个质量为m 电阻 为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上 分析下述判断不正确的有 图 4 A 圆形线圈中的磁场 可以方向向上均匀增强 也可以方向向下均匀减弱 B 导体棒a b受到的安培力大小为mgsin C 回路中的感应电流为 mgsin B2d D 圆形导线中的电热功率为 r R m2g2sin2 B2 2d2 5 两块水平放置的金属板间的距离为d 用导线与一个n匝线圈相连 线圈电阻为r 线圈中有竖直方向的磁场 电阻R与金属板连接 其余电阻均不计 如图 5 所示 两板间有 一个质量为m 电量q的带正电的油滴恰好处于静止状态 则线圈中的磁感应强度B的变化 情况和磁通量的变化率分别是 图 5 A 磁感应强度B竖直向上且正在增强 t mgd nq B 磁感应强度B竖直向下且正在增强 t mgd nq C 磁感应强度B竖直向上且正在减弱 t mgd R r nqR D 磁感应强度B竖直向下且正在减弱 t mgd R r nqR 用心 爱心 专心 3 6 如图 6 所示 两条平行虚线之间存在磁感应强度为B的匀强磁场 磁场方向垂直纸 面向里 虚线间的距离为L 金属圆环的直径也是L 总电阻为R 在水平拉力作用下 圆环 以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域 自圆环从左边界进入磁场开始计时 则从圆 环刚进入磁场到完全离开磁场的过程中 下列判断正确的是 图 6 A 圆环中感应电流的方向先逆时针后顺时针 B 圆环中感应电流的方向一直沿逆时针 C 穿过圆环磁通量的变化量为 BL2 2 D 运动过程中需要的最大水平拉力为 B2L2v R 7 如图 7 所示 水平固定的光滑平行导轨上 垂直放置两导体棒ab cd 电阻分别为 R1 R2 且R1 R2 其它电阻不计 整个装置放在磁感应强度为B 方向垂直导轨平面的匀强 磁场中 当ab在水平恒力F1作用下向左匀速运动时 cd恰好在水平恒力F2作用下保持静 止 设ab间电压为U1 cd间电压为U2 下面判断正确的是 图 7 A F1 F2 U1 U2 B F1 F2 U1 U2 C F1 F2 U1 U2 D F1 F2 U1 U2 8 2009 全国 24 如图 8 匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里 大小随时 间的变化率为 k k为负的常量 用电阻率为 横截面积为S的硬导线做成一边长为 B t l的方框 将方框固定于纸面内 其右半部位于磁场区域中 求 图 8 1 导线中感应电流的大小 用心 爱心 专心 4 2 磁场对方框作用力的大小随时间的变化率 9 2010 天津卷 11 如图 9 所示 质量m1 0 1 kg 电阻R1 0 3 长度 l 0 4 m 的导体棒ab横放在 U 形金属框架上 框架质量m2 0 2 kg 放在绝缘水平面上 与水平面间的动摩擦因数 0 2 相距 0 4 m 的MM NN 相互平行 电阻不计且足够 长 电阻R2 0 1 的MN垂直于MM 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 磁感应强 度B 0 5 T 垂直于ab施加F 2 N 的水平恒力 ab从静止开始无摩擦地运动 始终与 MM NN 保持良好接触 当ab运动到某处时 框架开始运动 设框架与水平面间最大静 摩擦力等于滑动摩擦力 g取 10 m s2 图 9 1 求框架开始运动时ab速度v的大小 2 从ab开始运动到框架开始运动的过程中 MN上产生的热量Q 0 1 J 求该过程ab 位移x的大小 10 如图 10 甲所示 两根足够长的直金属导轨MN PQ平行放置在倾角为 的绝缘斜 面上 两导轨间距为L M P两点间接有阻值为R的电阻 一根质量为m的均匀直金属杆ab 放在两导轨上 并与导轨垂直 整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中 磁场方向垂直 斜面向下 导轨和金属杆的电阻可忽略 让ab杆沿导轨由静止开始下滑 导轨和金属杆接 触良好 不计它们之间的摩擦 甲 乙 图 10 1 由b向a方向看到的装置如图乙所示 请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受 力示意图 2 在加速下滑过程中 当ab杆的速度大小为v时 求ab杆中的电流及其加速度的 大小 用心 爱心 专心 5 3 求在下滑过程中 ab杆可以达到的速度最大值 11 如图 11 所示 宽度为L 0 20 m 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌 面上 导轨的一端连接阻值为R 0 9 的电阻 导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的 匀强磁场 磁感应强度B 0 50 T 一根质量为m 10 g 电阻r 0 1 的导体棒ab垂直 放在导轨上并与导轨接触良好 现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连 将重物从图示位置由静止释放 当导体棒ab到达cd时 钩码距地面的高度变化为h 0 3 m 已知导体棒ab进入磁场时恰做v 10 m s 的匀速直线运动 导轨电阻可忽略不计 取 g 10 m s2 求 图 11 1 导体棒ab在磁场中匀速运动时 闭合回路中产生的感应电流的大小 2 挂在细线上的钩码的质量大小 3 求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量 12 如图 12 甲所示 一个质量m 0 1 kg 的正方形金属框总电阻R 0 5 金属框 放在表面绝缘的斜面AA BB 的顶端 金属框上边与AA 重合 自静止开始沿斜面下滑 下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB 平行 宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端 金属 框下边与BB 重合 设金属框在下滑过程中的速度为v 与此对应的位移为x 那么v2 x 图象如图乙所示 已知匀强磁场方向垂直斜面向上 金属框与斜面间的动摩擦因数 0 5 取g 10 m s2 sin 53 0 8 cos 53 0 6 图 12 1 根据v2 x图象所提供的信息 计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间 2 求出斜面AA BB 的倾斜角 3 求匀强磁场的磁感应强度B的大小 4 现用平行于斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上 使金属框从斜面底端BB 金 用心 爱心 专心 6 属框下边与BB 重合 由静止开始沿斜面向上运动 匀速通过磁场区域后到达斜面顶端 金属 框上边与AA 重合 试计算恒力F做功的最小值 答案答案 1 B 2 A 3 A 4 D 5 C 6 AD 7 A 8 1 I 2 klS 8 F t k2l2S 8 9 1 6 m s 2 1 1 m 10 1 见解析 2 gsin 3 BLv R B2L2v mR mgRsin B2L2 解析 1 如右图所示 重力mg 竖直向下 支持力N 垂直 斜面向上 安培力F 沿斜面向上 2 当ab杆速度为v时 感应电动势E BLv 此时