2014高考物理江苏专版一轮复习活页规范训练-9.3专题电磁感应.

1、 A. ab 中电流增大 B. ab 中电流不变 C. ab 中电流不变 D. ab 中电流增大 ab棒所受摩擦力增大 ab棒所受摩擦力不变 ab棒所受摩擦力增大 ab棒所受摩擦力不变 AB 解析 由法拉第电磁感应定律 E = =AtS 知，磁感应强度均匀增大，则 ab 中感应电动势和电流不变，由 Ff= F安=BIL 知摩擦力增大，选项 C 正确. 答案 C 2. 如图 9 3 18所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁 图 9 3 18 感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b I x 和下边界 d 水平.在竖直面内有一矩形金属线圈，线 X 圈上下边的距离很短，下边水平.线圈从水平面

2、 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（ ）. A . FdFcFb B . FcFdFbFd D . FcFbVb，当线圈在进入和离开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线 2 2 Blv B I v 圈中产生感应电流，受磁场力作用，其大小为：F = Bll = BRI= R，因 VdVb， 所以 FdFbFc，选项 D 正确. 答案 D 3. 如图 9-3- 19 所示，MN、PQ 是间距为 L 的平行金 属导轨，置于磁感应强度为 B，方向垂

3、直导轨所在平 面向里的匀强磁场中，M、P 间接有一阻值为 R 的电 R 阻.一根与导轨接触良好、有效阻值为 2 的金属导线 ab 垂直导轨放置，并在水平外力 F 的作用下以速度 v 向右匀速运动，则（不计 导轨电阻） （）. A .通过电阻 R 的电流方向为 PR M B. a、b 两点间的电压为 BLv C. a 端电势比 b 端高 D. 外力 F 做的功等于电阻 R 上发出的焦耳热 解析 由右手定则可知通过金属导线的电流由 b 到 a，即通过电阻 R 的电流 方向为M R P，A 错误；金属导线产生的电动势为 BLv，而 a、b 两点间的 2 电压为等效电路路端电压， 由闭合电路欧姆定律可

4、知， a、b 两点间电压为 3BLv， B错误；金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势， 所以 a端电势高于 b 端电势，C 正确；根据能量守恒定律可知，外力做功等 于电阻 R 和金属导线产生的焦耳热之和，D 错误. A x x x X R _ V J X X X X 图 9-3- 19 尸 X X Xb X Q 答案 C 二、多项选择题 4. 闭合回路由电阻 R 与导线组成，其内部磁场大小按 B-1 图变化，方向如图 93- 20 所示，则回路中 图 9 3 20 A 电流方向为顺时针方向 B 电流强度越来越大 C.磁通量的变化率恒定不变 D .产生的感应电动势越来越大 解

5、析 由楞次定律可以判断电流方向为顺时针方向， A 项正确；由法拉第电 AB AB 磁感应定律 E= NQ 可得，E= N：S,由图可知匚是恒量，所以电动势恒定, D 项错误；根据欧姆定律，电路中电流是不变的， B 项错误；由于磁场均匀 增加，线圈面积不变所以磁通量的变化率恒定不变， C 项正确. 答案 AC 5. 一空间有垂直纸面向里的匀强磁场 B,两条电阻不计的 平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图 9 3 21 所示, 磁感应强度 B = 0.5 T,导体棒 ab、cd 长度均为 0.2 m， 电阻均为 0.1 Q ,重力均为 0.1 N,现用力向上拉动导体 棒 ab,使之匀速上升(导体棒

6、ab、cd 与导轨接触良好), 此时 cd 静止不动，则 ab 上升时，下列说法正确的是 (). A . ab 受到的拉力大小为 2 N B. ab 向上运动的速度为 2 m/s C. 在 2 s 内，拉力做功，有 0.4 J 的机械能转化为电能 图 9 3 XXX XXX XXX B D .在 2 s 内，拉力做功为 0.6 J 2 2 B2|2V 解析 对导体棒 cd 分析：mg= BII = R总，得V=2 m/s,故 B 选项正确；对 导体棒 ab 分析：F= mg+ Bll = 0.2 N,选项 A 错误；在 2 s 内拉力做功转化的 电能等于克服安培力做的功，即 W= F安 vt=

7、 0.4 J,选项 C 正确；在 2 s 内拉 力做的功为 Fvt = 0.8 J,选项 D 错误. 答案 BC 6. 在如图9-3-22所示的虚线框内有匀强磁场， 磁感应 图9-3-22 强度随时间变化，半径为 r、匝数为 n 的圆形线圈有一 半处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，此时线圈 甘 I x X X 的发热功率恒为 P,要使线圈的发热功率变为 2P，下 列措施可行的是 （）. A .只需将线圈全部置于磁场中 B .只需将线圈的半径增大到原来的 2 倍 C.只需将线圈的匝数增大到原来的 2 倍 1 D .将线圈全部置于磁场中，同时将线圈的半径减小到原来的 2 解析 线圈发热功率恒定，

8、说明线圈中磁感应强度的变化规律恒定，设线圈 在磁场中的面积为 SB,导线的横截面积为 S,则产生的感应电动势 E= n 匚注, E2 2n 巧 空 i2nSBS 线圈的发热功率 P= R ,其中 R= p S ,联立得 P=卫I 2 冗p，若只将线圈 全部置于磁场中，则 SB= 4SB, P#P； A 错；若只将线圈的半径增大到原 来的2 倍，则 SB2 = 4 曲 r2r,则 P= 2P, B 项正确；若 n=2n,则 P= 2P, 1 C 项正确；若将线圈全部置于磁场中，同时将线圈的半径减小到原来的 2,则 2 r 2 2 1 2 1 1 SB 2 2 二 4 盘，L 帀，则 P丄尹，D

9、错. 答案 BC 7. 如图 9-3-23 甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线 L1、L2、L3、L4,在 LIL2之间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为 1 T,方向垂直于虚线 所在平面现有一矩形线圈 abed，宽度 cd= L = 0.5 m,质量为 0.1 kg ,电阻 为 2 Q ,将其从图示位置静止释放（cd 边与 Li重合）,速度随时间的变化关系 如图乙所示，ti时刻 cd 边与 L2重合，t2时刻 ab 边与 L3重合，t3时刻 ab 边与 L4重合，已知 tit2的时间间隔为 0.6 s,整个运动过程中线圈平面始终处于 竖直方向.（重力加速度 g 取 10 m/s2

10、）则（）. 图 9-3-23 A 在 0t1时间内，通过线圈的电荷量为 0.25 C B 线圈匀速运动的速度大小为 8 m/s C.线圈的长度为 1 m D . 0t3时间内，线圈产生的热量为 4.2 J 解析 E t2t3时间 ab 在 L3L4内匀速直线运动，而 E= BLV2, F = BRL , F = mg 解得： mgR V2= BL28 m/s,选项 B 正确.从 cd 边出 L2到 ab 边刚进入 L3一直是 匀加速，因而ab刚进磁场时，cd也应刚进磁场，设磁场宽度是 d,有：3d= 1 2 V2t 2gt，得：d= 1 m,有：ad= 2d = 2 m,选项 C 错误，在 0

11、t3时间内由 1 2 . 能量守恒得：Q = mg 5d 2mv2= 1.8 J,选项 D 错误.0t1时间内，通过线圈 BdL 的电荷量为 q= R = R = 0.25 C,选项 A 正确. 答案 AB I考能提升I 8. 如图 9 3 24 甲所示，水平面上固定一个间距 L 二 1 m 的光滑平行金属导轨, XX X X X X X X RX XXX X XX 丈 _ xx 甲 4 lR+ r 丿 4+ r 丿 t= 0.04t 整个导轨处在竖直方向的磁感应强度 B= 1T 的匀强磁场中，导轨一端接阻值 R= 9 Q的电阻.导轨上有质量 m= 1 kg、电阻 r = 1 Q、长度也为 1

12、 m 的导 体棒，在外力的作用下从 t= 0 开始沿平行导轨方向运动，其速度随时间的变 化规律是 v= 2 t，不计导轨电阻.求: (1) t=4 s 时导体棒受到的安培力的大小； 请在如图乙所示的坐标系中画出电流平方与时间的关系 (I2-1)图象. XXX XXX B XXX 图 9 -3 -24 解析 (1)4 s 时导体棒的速度 v= 2 t = 4 m/s 感应电动势 E= BLv E 感应电流 I = R+ r 此时导体棒受到的安培力 F 安=BIL = 0.4 N 由可得 BL 作出图象如图所示.XXX 答案(1)0.4 N (2)见解析图 9. 如图 9 3 25 所示，Ri =

13、 5 Q, R2= 6 Q , 电压表与电流表的量程分别为 010 V 和 03 A，电表均为理想电表.导体棒 ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平 面水平，ab 棒处于匀强磁场中. (1) 当变阻器 R 接入电路的阻值调到 30 Q,且用Fi = 40 N 的水平拉力向右拉 ab 棒并使之达到稳定速度 vi时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全 使用，贝吐匕时 ab 棒的速度 vi是多少? (2) 当变阻器 R 接入电路的阻值调到 3 Q,且仍使 ab 棒的速度达到稳定时， 两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于 ab 棒的水平向右 的拉力 F2是多大? 解析(1)假

14、设电流表指针满偏，即 1= 3 A，那么此时电压表的示数应为 U = IR并=15 V,此时电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意.因此, 应该是电压表正好达到满偏. U1 当电压表满偏时，即U1 = 10 V,此时电流表的示数为11 =只并=2 A /7A2 设 ab 棒稳定时的速度为 V1,产生的感应电动势为 E1,则 E1= BLV1，且 E1 = h(R1 + R 并)=20 V ab 棒受到的安培力为 F1 = BI1L= 40 N 解得 V1= 1 m/s. 利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即 12= 3 A，此时电压表的示 数为 U2= I2R并二 6 V，可以安全

15、使用，符合题意. 由 F= BIL 可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以 乜 3 F2= |1FI= 2X 40 N = 60 N. 答案 (1)1 m/s (2)60 N 10. 如图 9-3-26 所示，电阻可忽略的光滑平行 金属导轨长 s= 1.15 m,两导轨间距 L = 0.75 m,导轨倾角为 30，导轨上端 ab 接一阻值 R= 1.5 Q的电阻，磁感应强度 B= 0.8 T 的 匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值 r = 0.5 Q，质量 m= 0.2 kg 的金属棒与轨 道垂直且接触良好，从轨道上端 ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金 属棒产生的焦耳热 0.1

16、 J.(取 g= 10 m/s2)求： (1)金属棒在此过程中克服安培力的功 W安； 金属棒下滑速度 v = 2 m/s 时的加速度 a. (3) 为求金属棒下滑的最大速度 Vm，有同学解答如下：由动能定理， W重一 W安 1 =2mvm， .由此所得结果是否正确？若正确， 说明理由并完成本小题；若 不正确，给出正确的解答. 解析(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于 R= 3r， 因此 QR= 3Qr = 0.3 J 故 W安=Q= QR+ Qr = 0.4 J (2) 金属棒下滑时受重力和安培力 2 2 B2L2 F 安=BIL = R+v 2 2 B2L2 由牛顿第二定律 mgsin 30O-R+ rv= ma 2 2 B L 所以 a = g sin 30 n (R+ r) _ 1 0.82X 0.752X 2 I =HOX2-o.2x (1.5+ 0.5) m/s2 2 =3.2 m/s2 (3) 此解法正确.