【立体设计】2013高考物理第9章第3节电磁感应定律的综合应用独.

1、【立体设计】2013 高考历史 第 9 章 第 3 节 电磁感应定律的综合应用独有鲁科版选修 3-21.内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内， 有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率 v0 沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B 随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么（如图所示）（）A. 小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B. 小球所受的磁场力一定不断增大C. 小球先沿逆时针方向减速运动，之后沿顺时针方向加速运动D. 磁场力对小球一直不做功【解析】变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由干其电场幾是闭令的，也称为涡 谨电场，其场强方向可借助电磁

2、感应现彖中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断. 当磁场增强时，会产生顺时皆方向的涡祓电场，削场力先対小球做负功使其速度减为霖，后 对小球做正功使其沿顺时針方向做加速运軌所以C正确；徹场力始蜒与小球运幼方向垂直, 因此始终对小妹不做功，0正确;小輔在水平面内沿半徨方向受两个力作用:环的压力F和磁场的洛伦兹力F,这两个力的會力充当小球做圆周运动的向心力，其申F=Eq旳磯爛在增 强，球速先减小，后増丸，所以洛伦玆力不一定总在掩丸向&力F” =附二其大小随Y速度先减小后増尢，因此压力F也不一定始终増尢”故正确嚳案为 U .【答案】G D2.如图所示，有一匝接在电容器 C 两端的圆形导线回

3、路， 垂直于回路平面内存在着向里的匀 强磁场 B,已知圆的半径 r=5 cm,电容 C= 20 卩 F,当磁场 B 以 4X10-2T/s 的变化率均匀增 加时，则（）A. 电容器 a 板带正电，电荷量为 2nX10 CB. 电容器 a 板带负电，电荷量为 2nX10-9CC. 电容器 b 板带正电，电荷量为 4nX10-9CD. 电容器 b 板带负电，电荷量为 4nX10-9C【解析】根据楞次定律可判断a 板带正电，线圈中产生的感应电动势E=.：Bnr2=n X10-4V,板上带电荷量 Q= CE= 2n X10-9C ,选项 A 正确.【答案】A3.（2008 上海高考）如图所示，平行于y

4、 轴的导体棒以速度 v 向右做匀速直线运动，经过半径为 R、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势&与导体棒位置 x 关系的图象是（）【解析】在山 左侧，设导体棒与匾的交点和區 I 心的连线与忑轴正方向成 8 魚 则导 悴棒切剧有效长度 L=2Rsm 9电动势与有效长度咸正比，故在 xR 左侧，电动势与 x 的关 系为正弦图象关系.由对称性可知在右则与左侧的图家对称一【答案】A4.如图所示，在 O 点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在 A 点由静止释放，向右摆至最高点 B,不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（）A. A、B 两点在同一水平线上B. A 点咼于 B

5、 点C. A 点低于 B 点D. 铜环将做等幅摆动【解析】铜环在进入和穿出敵场的过程中，穿过环的鑛通量发生变化，故铜环中产生感 应电流，因此铜环畳到阻碍其适动的安堵力作用，所以铜环上升的高度小千下降的高虞，故 R 対，这墨电鑑阻尼现象.【答案】B5.两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，如图所示，两板间有一个质量为m电荷量+q的油滴恰好处于静止，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tdmgB竖直向下且正增强，:=nq7A. 磁感应强度B. 磁感应强度C. 磁感应强度dmgR+r）B竖直向上且正减

6、弱，汀=nRqtdmgR+r)D.磁感应强度B竖直向下且正减弱，.=nRq.：t【解护】由平衡条件知*下金属板带正电，故电流应从幾圈下端流出，由楞次定律可 叹判定做感应强度占竖直向上且正减弱或竖直向下且正増强，4D轄论 因 吨=右匸=总讥=?: 联立可求得丄 =吨.：+；故只有C项正确*【答巽】C6.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN PQ 相距为 L,导轨平面与水平面夹角为a,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强磁场中，长为 L 的金属棒 cd 垂直于 MN PQ 放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的 质量为 m电阻为 r，现将金属棒由静

7、止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s 时，速度达到最大值 Vm重力加速度为 g.求：(1) 匀强磁场的磁感应强度大小(2)金属棒沿导轨下滑距离为s 的过程中，电阻 R 上产生的电热.【解析】M)设匀强曦场的磁感应强度尢小为则金厲棒达劉最大速度时产生的电迫 势E-SLv回路中产生的感应电流T丄，R+尸金厲棒所受安堵力F-8TL,刖棒所受舍外力为霸时，下滑的速度达劃最尢，则F-mgj i nttP由式解得B- 1吹：皿“(2)设电阻R上产生的电热为Q,整个电路产生的电热为Q=,则mg站ina -i+Q -,731Q- * Q *R+r由式解朴予尹咎發】(!)1粗畫(R+F)心云那&2妙如 氐

8、一1三)5- 2盘 + 7.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abed，每边长为L,总电阻为R总质量为m将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.线框由静止自由下落， 线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行当cd边刚进入磁场时，_ 1X X X X M X X KKXXXXXMXBXXK XXXMXK M M X M X X X(1) 求线框中产生的感应电动势大小；(2) 求cd两点间的电势差大小；(3) 若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h应满足的条件.【解护】显边刚进入徹场时，线櫃速度= 阿一践框中产生的感应电动势E=BLv-BLy2gh.(2)f

9、c时践框中电流=号cd两点阖的电势差匸=找营尸丰評迈莎(3安培力7=昭=鱼月乏根据牛颉第二定律ma,由x=o解得F暮高度满足为=疇答巽】 肛两埠匸两需8.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MNPQ相距为L,导轨平面与水平面夹角a= 30,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，两根长为L的完全相同的金属棒ab、cd垂直于MN PQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，每根棒的质量均 为m电阻均为R现对ab施加平行导轨向上的恒力F,当ab向上做匀速直线运动时，cd保持静止状态.若施加在ab上的力的大小突然变为 2mg方向不变，则当两棒运动的加速度刚好相同时回路中的电流强度I和电功率P分别为多大?(1)求力F的大小及ab运动速度v的大小;【解析】 胡棒所受合外力为零，FF-ina=O.刃棒所受合外力为零,jsina