2014高考物理复习大一轮题库专题三-电磁感应的综合应用(精)

1、C .安培力水平向左D .安培力水平向右解析明确R右手定则感应电流方左手定则-WV所受安亠前方向jI向为 NM， 力水平向左r 1正答案 AC 2.在下列四个情景中，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).XXXXX X XXXXXXXKXXSCXXXXXX X XXX解析 线框转动 90后开始进入磁场，由楞次定律结合右手定则可得，若线框顺时针转动进入磁场时产生的感应电流由0 点指向 P 点为负值，线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由 P 点指向 0 点

2、为正值，所以 B、D 错误；线框若为正方形，进入磁场后的 一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大，产生的电动势不为定值， 感应电流不恒定，A 错误；线框若为扇形，进入磁场后转动90。的时间内切割的有效长度恒为半径，为定值，产生的电动势恒定，电流恒定，C 正确.答案 C专题三电磁感应的综合应用1.如图 9 3 1 所示，光滑平行金属导轨 PP和 QQ，都处于 同一水平面内，P 和 Q 之间连接一电阻 R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力 F 拉动导体棒 MN，以下关于导体棒 MN 中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( ).A .感应

3、电流方向是 N MB.感应电流方向是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 0 点的方向为感应电流 i 的正方向.则四个情景中,产生的感应电流i 随时间 t 的变化规律符合图 93 2 所示的i t 图像的是XXXXXXXXX3如图 9- 3-3 所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框 abed，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中， 线框平面与磁场垂直，线框be 边与磁场左右边界平行若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出直至全部离开磁场，在此过程中（ ）A .流过 ab 边的电流方向相反B . ab 边所受安培力的大小相等C 线框中产

4、生的焦耳热相等D .通过电阻丝某横截面的电荷量相等解析 线框离开磁场，磁通量减小，由楞次定律可知线框中的感应电流方向为Ea d e ba，故 A 错误；由法拉第电磁感应定律得E = BLv, 1=R,F = BIL =2 22 3BLvLBLvR ,v 不同，F 不同，故 B 错误；线框离开磁场的时间 t = v,产生的热量 Q= I Rt = R ,BL2故 C 错误；通过导体横截面的电荷量q= lt=R，故 D 正确.答案 D4如图 9 3 4 甲所示，abed 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下 方有一磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，MN 和 M N是匀强磁场区域的水

5、平边界， 并与线框的be 边平行，磁场方向与线框平面垂直.现金属线框由距 MN 的某一高度从静止开始下落，图 9 3 4 乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v t图像已知金属线框的质量为m，电阻为 R，当地的重力加速度为 g，图像中坐标轴上所标出的字母 Vi、V2、V3、ti、t2、t3、t4均为已知量.（下落过程中 be 边始终水平）根据题中 所给条件，以下说法正确的是（）A 可以求出金属框的边长B 线框穿出磁场时间（t4 t3）等于进入磁场时间（t2 tl）C .线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同D .线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等解析 由线框运动的 Vt

6、 图像，可知0ti线框自由下落，tlt2线框进入磁场，t2t3线框在磁场中只受重力作用加速下降，t3t4线框离开磁场.线框的边长1 = V3（t4 t3）选项 A 正确；由于线框离开时的速度 V3大于进入时的平均速度， 因此线框穿出磁场时间小于进入磁场时间，选项 B 错；线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向都竖直向上,1212mgl = Qi+ 2mv2 2mvi，线框离开磁场选项 D 错.答案 AC5.如图 9 3 5 甲所示，bacd 为导体做成的框架，其平面与水平面成B角，质量为 m 的导体棒 PQ 与 ab、cd 接触良好，回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感

7、应强度 B 的变化情况如图 9 3 5 乙所示，PQ 能够始终保持静止，则 0t2时 间内，M-选项 C 正确；线框进入磁场mgl = Q2,可见 QiBIL，则 f 刚开 始时沿斜面向上，若 t=0 时刻，mgsin0BIL，贝 U f 刚开始时沿斜面向下，C、D 都有可能正确（极限思维法）答案 ACD6如图 9-36 甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图9-3 6 乙所示，面积为 S 的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R 相连若金属框的R电阻为 2，则下列说法正确的是（）图 9-3-5A 流过电阻 R 的感应电流由 a 到 bB .线框 cd 边受到的安培力方向

8、向下2BoSC .感应电动势大小为t0解析本题考查电磁感应及闭合电路相关知识.由乙图可以看出磁场随时间均匀增加,根据楞次定律及安培定则可知，感应电流方向由b，选项 A 正确；由于电流由 dd,根据左手定则可判断出 cd 边受到的安培力向下， 选项 B 正确；回路中感应电动势应为 E2B0SD ab 间电压大小为3t02B BoS BosE U2BoSto= t0.选项 C 错误；因为 1 = R，解得U= 3t0R+ 2R，选项 D 正确.答案 ABD7.个闭合回路由两部分组成，如图9 3 7 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Bi中；左侧是光滑的倾角为B的平行导轨

9、，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是( ).A .圆形线圈中的磁场，可以向上均匀增强，也可以向下均匀减B .导体棒 ab 受到的安培力大小为mgsin0mgs in0C .回路中的感应电流为B2d22.2八m g sin0D .圆形导线中的电热功率为B22d2(r + R)解析导体棒此时恰好能静止在导轨上，依据平衡条件知导体棒ab 受到的安培力大小为mgsin0方向沿斜面向上，由左手定则判定电流方向为a,再由楞次定律判定 A、B正确;F mgsi n0回路中的感

10、应电流为1= B2d= B2d , C 正确；由焦耳定律得圆形导线中的电热m2g2sin20功率为 Pr=B22d2r, D 错(单杆倾斜式).答案 D&如图 9 3 8 所示，abcd 是一个质量为 m,边长为 L 的正方形金属线框.如从图示位置自由下落， 在下落 h 后进入磁感应强度为 B 的磁场,恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为 L.在这个磁场的正下方 h + L处还有一个未知磁场，金属线框 abed 在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是A .未知磁场的磁感应强度是2Bh+LB .未知磁场的磁感应强度是.2BC.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4

11、mgLD .线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL解析 设线圈刚进入第一个磁场时速度大小为Vi,那么 mgh= 2mv12, V1= . 2gh.设线圈刚进入第二个磁场时速度大小为V2，那么 V22 vi2= 2gh, V2h2vi.根据题意还可得到,B2L2V1BX2L2V2“ 2mg=, mg=R整理可得出 BX=2 B, A、B 两项均错穿过两个磁场时都做匀速运动，把减少的重力势能都转化为电能，所以在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 4mgL, C 项正确、D 项错.答案 C9.如图 9 3 9 所示，间距 I = 0.3 m 的平行金属导轨 aibici和 32b2C2分别

12、固定在两个竖直 面内在水平面 aibib2a2区域内和倾角9=37的斜面 Cibib2C2区域内分别有磁感应强度Bi= 0.4 T,方向竖直向上和 B2= 1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R= 0.3Q、质量 m1= 0.1 kg、长为 I 的相同导体杆 K、S、Q 分别放置在导轨上，S 杆的两端固定在 3、b2点，K、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2= 0.05 kg 的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动.不计导轨电阻

13、和滑轮摩擦，绳不可伸长.取g = 10 m/s2, sin 37 = 0.6,cos 37 = 0.8.求(1) 小环所受摩擦力的大小；(2) Q 杆所受拉力的瞬时功率.解析(1)以小环为研究对象，在环沿绳下滑过程中，受重力m2g 和绳向上的摩擦力 f,由牛顿第二定律知m2g f = m2a.代入数据解得 f = m2(g a)= 0.05x(10 6) N = 0.2 N.(2)根据牛顿第二定律知，小环下滑过程中对绳的反作用力大小f = f= 0.2 N，所以绳上的张力 FT= 0.2 N .设导体棒 K 中的电流为 IK,则它所受安培力FK= B1|K|，对导体棒 K ,5由平衡条件知 F

14、T=FK,所以电流 IK=3A.因为导体棒 Q 运动切割磁感线而产生电动势，相当于电源等效电路如图所示，因 K、S、Q 相同，所以导体棒 Q10中的电流 IQ= 2IK=3 A设导体棒 Q 运动的速度大小为v,则 E= B2lvE由闭合电路的欧姆定律知 IQ=RR+ 2解得 v= 5 m/s导体棒 Q 沿导轨向下匀速下滑过程中，受安培力FQ= B2IQI由平衡条件知 F + migsi n 37 = FQ代入数据解得 F = 0.4 N所以 Q 杆所受拉力的瞬时功率P = F v= 0.4X5 W = 2 W（程序思维法）.答案（1）0.2 N （2）2 W10.相距 L = 1.5 m 的足

15、够长金属导轨竖直放置，质量为m1= 1 kg 的金属棒 ab 和质量为 m2=0.27 kg 的金属棒 cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图9- 3 10(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强 度大小相同.ab 棒光滑，cd 棒与导轨间的动摩擦因数为尸 0.75，两棒总电阻为 1.8Q,导轨电阻不计.ab 棒在方向竖直向上，大小按图9 3 10(b)所示规律变化的外力 F 作9 3 10(1)求出磁感应强度 B 的大小和 ab 棒加速度的大小；已知在 2 s 内外力 F 做功 40 J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热. 解析(1)经过时间 t,金属棒 ab 的速率 v = atE BLv用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd 棒也由静止释放.XRX XXXXXX14.6141312 L110X X此时，回路中的感应电流为1= R=R对金属棒 ab,由牛顿第二定律得F BIL mig= mia由以上各式整理得：2