2013年高考物理二轮复习 课下限时训练十 电磁感应VIP

1 20132013 年高考二轮复习课下限时训练十年高考二轮复习课下限时训练十 电磁感应电磁感应 1 如图 1 所示 在匀强磁场 B 中放一电阻不计的平行金属导轨 导轨跟固定的大导体 矩形环 M 相连接 导轨上放一根金属导体棒 ab 并与导轨紧密接触 磁感线垂直于导轨所在 平面 若 ab 匀速地向右做切割磁感线的运动 则在此过程中 M 所包围的固定闭合小矩形导 体环 N 中电流表内 图 1 A 有自下而上的恒定电流 B 产生自上而下的恒定电流 C 电流方向周期性变化 D 没有感应电流 2 如图 2 所示 在空间 yOz 平面内的光滑绝缘细杆 OP 与 y 轴正方向成 角固定 杆 上套有一带正电的小球 使小球从 O 点以初速度 v0沿杆上滑 某时刻起在杆所在空间加一电 场或磁场 以下所加的 场 能使小球在杆上匀速运动的是 A 沿 z 轴正方向的匀强电场 B 沿 x 轴负方向的匀强磁场 C 沿 y 轴负方向的匀强电场 D 沿 x 轴正方向的匀强磁场 图 2 3 如图 3 所示 AOC 是光滑的金属轨道 AO 沿竖直方向 OC 沿水平方向 PQ 是一根立 在导轨上的金属直杆 它从图示位置由静止开始在重力作用下运动 运动过程中 Q 端始终在 OC 上 空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场 则在 PQ 杆滑动的过程中 下列判断正确的是 A 感应电流的方向始终是由 P Q B 感应电流的方向先是由 P Q 后是由 Q P C PQ 受磁场力的方向始终是垂直杆向左 D PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向右 后垂直于杆向左 4 如图 4 所示 两块金属板水平放置 与左侧水平放置的线圈通过开关 S 用导线连 接 压力传感器上表面绝缘 位于两金属板间 带正电的小球静置于压力传感器上 均匀变 2 化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈 S 未接通时压力传感器的示数为 1 N S 闭合后压力传感器 的示数变为 2 N 则磁场的变化情况可能是 图 4 A 向上均匀增大或向下均匀减小 B 向上均匀减小或向下均匀增大 C 向上均匀减小或向下均匀减小 D 向上均匀增大或向下均匀增大 5 竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道 如图 5 所示 抛物线方程是 y x2 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 y a 的直线 如图中虚线所 示 一个小金属环从抛物线上 y b b a 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 图 5 A mgb B mv2 1 2 C mg b a D mg b a mv2 1 2 6 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 6 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 7 中能正确表示线圈中电流 I 随时间 t 变化规律的是 甲 乙 图 6 A B C D 图 7 7 如图所示 在坐标系 xOy 中 有一边长为 l 的正方形金属线框 abcd 其一条对角线 ac 与 y 轴重合 顶点 a 位于坐标原点 O 处 在 y 轴右侧的 象限内有一垂直于纸面向里 的匀强磁场 磁场上边界与线框的 ab 边刚好完全重合 左边界与 y 轴重合 右边界过 b 点 且与 y 轴平行 t 0 时刻 线框以恒定的速度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区 域 取逆时针的感应电流方向为正方向 则在线框穿过磁场区域的过程中 感应电流 i ab 3 间的电势差 Uab随时间 t 变化的图线分别是图 9 中的 甲 乙 丙 丁 图 9 A 甲和丙 B 乙和丙 C 甲和丁 D 乙和丁 8 如图 10 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 象如图 11 所示 其中不正确的是 A B C D 图 11 9 如图 12 所示 两根足够长的平行光滑金属导轨 MN PQ 相距为 L 导轨平面与水平面 夹角 导轨电阻不计 匀强磁场垂直导轨平面向上 长为 L 的金属棒 ab 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 另有一条纸带固定金 属棒 ab 上 纸带另一端通过打点计时器 图中未画出 且能正常工作 在两根金属导轨的 上端连接右端电路 灯泡的电阻 RL 4R 定值电阻 R1 2R 调节电阻箱电阻 使 R2 12R 重力加速度为 g 现将金属棒由静止释放 同时接通打点计时器的电源 打出一条清晰的纸 带 已知相邻点迹的时间间隔为 T 如图 13 所示 各点间距以 s 为单位 s 为已知量 试求 1 求磁感应强度为 B 有多大 2 当金属棒下滑距离为 s0时速度恰达到最大 求金属棒由静止开始下滑 2s0的过程中 整个电路产生的电热 图 13 10 如图 14 甲所示 电阻不计的轨道 MON 与 PRQ 平行放置 ON 及 RQ 与水平面的夹角 53 水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中 倾斜导轨处于平行轨道向下的磁场中 磁 4 场的磁感应强度大小相同 两根相同的导体棒 ab 和 cd 分别放置在导轨上 与导轨垂直并始 终接触良好 导体棒的质量 m 1 0 kg R 1 0 长度 L 1 0 m 与导轨间距相同 导 体棒与导轨间的动摩擦因数 0 5 现对 ab 棒施加一个方向向右 大小随乙图规律变化的 力 F 的作用 同时由静止释放 cd 棒 则 ab 棒做初速度为零的匀加速直线运动 g 取 10 m s2 求 设解题涉及过程中 ab cd 两棒分别位于水平和倾斜轨道上 1 ab 棒的加速度大小 2 磁感应强度 B 的大小 3 若已知在前 2 s 内外力做功 W 30 J 求这一过程中电路产生的焦耳热 4 求 cd 棒达到最大速度所需的时间 图 14 参考答案 1 D 解析 导体棒匀速向右运动的过程中 根据法拉第电磁感应定律可知 M 中产生稳定 的电流 则通过 N 中的磁通量保持不变 故 N 中无感应电流产生 选项 D 正确 2 A 解析 能使小球在杆上做匀速运动 则 场 力 重力和杆的作用力三力平衡 若加沿 z 轴正方向的匀强电场 电场力竖直向上 当电场力等于小球重力时 杆的作用力为 零 合力为零 选项 A 正确 洛伦兹力总垂直于速度方向 也就总垂直于杆的方向 因此三 力的合力不可能为零 无论加哪个方向的匀强磁场 都不能使小球沿杆匀速运动 选项 B D 错误 若加沿 y 轴负方向的匀强电场 电场力沿 y 轴负方向 三力不能平衡 选项 C 错 误 3 B 解析 在 PQ 杆滑动的过程中 杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小 三 角形 POQ 内的磁通量先增大后减小 由楞次定律可判断选项 A 错误 B 正确 再由 PQ 中电流 方向及左手定则可判断选项 CD 错误 4 A 解析 S 闭合后 磁场向上均匀增大或向下均匀减小都能使上金属板带正电 下 金属板带负电 带正电的小球受竖直向下的电场力 压力传感器示数变大 5 D 解析 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 小金属最终在磁场中做往复运动 由能量守恒定律可得产生的焦耳热等于减少的机械能 即 Q mv2 mgb mga mg b a 1 2 mv2 1 2 6 C 解析 0 1 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 大小恒定 A B 错误 4 s 5 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 C 解析 在线框的 d 点运动到 O 点的过程中 ab 边切割磁感线 根据右手定则可 5 知线框中感应电流方向为逆时针方向 即正方向 t 0 时刻 ab 边切割磁感线的有效长度 最大 然后逐渐减小 故感应电流和感应电动势均逐渐减小 当 cd 边与磁场边界重合后线 框继续运动 cd 边切割磁感线 根据右手定则可知线框中感应电流方向为顺时针方向 即负 方向 且感应电流和感应电动势均逐渐减小 当 ab 边切割磁感线时 Uab 3R E 4R 3E 4 当 cd 边切割磁感线时 Uab R 故选项 C 正确 E 4R E 4 8 D 解析 设 形导轨的夹角为 经过时间 t 导体棒的水平位移为 x vt 导体棒切割磁感线的有效长度 L vttan 所以回路中感应电动势 E BLv Bv2ttan 感 应电动势与时间 t 成正比 A 正确 回路电阻与时间成正比 故感应电流大小与时间无关 B 正确 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 P Fv BILv BIv2ttan 与时间成正比 故 C 正确 回路产生的焦耳热 Q I2Rt 式中电 流 I 不变 回路电阻 R 与 t 成正比 故焦耳热 Q 与 t2成正比 D 错误 9 1 2 2mgs0sin 3RTmgsin L2s 2ms2 T2 解析 1 根据纸带上打出的点迹可看出 金属棒最终做匀速运动 且速度最大 最大 速度 vm 2s T 达到最大速度时 有 mgsin FA FA ILB I BLvm R总 其中 R总 6R 解得 B 3RTmgsin L2s 2 由能量守恒定律知 放出的电热 Q mg 2s0sin mv 1 22 m 解得 Q 2mgs0sin 2ms2 T2 10 1 1 m s2 2 2 T 3 18 J 4 5 s 解析 1 对 ab 棒受力分析可析知 滑动摩擦力 Ff FN mg ab 棒的速度 v at 感应电动势 E BLv 电流 I E 2R 安培力 FA BLI B2L2at 2R 根据牛顿第二定律有 F Ff FA ma 以上各式联立解得 F m g a B2L2at 2R 由图乙知 当 t 0 时 F1 6 N 解得 a g 1 m s2 F1 m 2 当 t 2 s 时