高考物理教师备选题库 第4讲 电磁感应定律的综合应用（二）（动力学和能量）2

高考物理教师备选题库 第4讲 电磁感应定律的综合应用（二）（动力学和能量）2内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 教师备选题库1.(2012浙江联考)在如图 1 所示的倾角为 的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场区域，区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为 L，一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t 1 时刻 刚越过 入磁场区域 ，此时导线框恰好以速度 匀速直线运动；t 2 时刻 下滑到 中间位置，此时导线框又恰好以速度 匀速直线运动。 重力加速度为 g，下列说法中正确的有( )图 1At 1 时刻，导线框具有的加速度 a3B导线框两次匀速直线运动的速度之比为 v1v 2 2、41C从 刻到 刻的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量D从 刻到 刻，有 机械能转化为电能32 m解析：选 BDt 1 时刻 刚越过 入磁场区域，此时导线框恰好以速度 匀速直线运动，其加速度为零，A 错误；导线框的 越过 做匀速直线运动直到越过 止， 越过 回路的感应电动势增大，感应电流增大，因此所受安培力增大，安培力阻碍导线框下滑，因此 越过 导线框开始做减速运动，使感应电动势和感应电流均减小，安培力也减小，当安培力减小到与重力沿斜面向下的分力 相等时，导线框以速度 匀速直线运动，因此有 0、 0，v1v 241，B 对；利用动能定理可知从 刻到 刻的过程中，有 由于 v 3、1v 2，则 W，C 错误；12 2 12 21 32W ， D 正确。 32 m2(2012安徽名校模拟)如图 2 所示，图甲、乙所示的是与匀强磁场垂直放置的两个光滑金属框架，导体棒 在金属框上。 图甲中接有一个电阻 R，图乙中接有一个自感系数为 L、直流电阻也为 R 的线圈，其他部分两图都相同。 下列说法中正确的是()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 使导体棒 相同的加速度向右运动相同的位移，则甲图中外力做功多B使导体棒 相同的加速度向右运动相同的位移，则乙图中外力做功多C使导体棒 相同的速度向右匀速运动相同的位移，则甲图中外力做功多D使导体棒 相同的速度向右匀速运动相同的位移，则乙图中外 4、力做功多解析：选 A若导体棒 相同的速度向右匀速运动相同的位移，则电路中产生的感应电流恒定，两电路中的电流等大，外力做功一样多，C 、D 错误；若导体棒 相同的加速度向右运动相同的位移，电路中产生的感应电流越来越大，线圈要产生自感电动势阻碍电流的增大，题图乙中的电流要小一些，故题图甲中外力做功多，A 正确，B 错误。 所示，D 为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。 D 的间距为 L，左右两端均接有阻值为 R 的电阻。 质量为 m、长为 L，且不计电阻的导体棒 在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统。 开始时，弹簧处于自然长度，导体棒 有水平 5、向左的初速度 过一段时间，导体棒 一次运动到最右端，这一过程中 A、C 间的电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则()图 3A初始时刻导体棒所受的安培力大小为2初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为2导体棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为 20D当导体棒再次回到初始位置时， A、C 间电阻 R 的热功率为 始时刻由 E、I 及 F解得 F ，A 正确；2从开始到第一次到达最左端过程光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 大于从左端运动到平衡位置产生的焦耳热，即 Q 2Q，B 错误；13由能量守恒可知 C 正确；当导体棒再次回到平衡位置时，其速度 vv 0，A、C 6、间电阻的实际热功率为 P ，故 D 错误。 入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图 4 所示，则()图 4A若线圈进入磁场的过程是匀速运动，则离开磁场的过程一定是匀速运动B若线圈进入磁场的过程是加速运动，则离开磁场的过程一定是加速运动C若线圈进入磁场的过程是减速运动，则离开磁场的过程一定是减速运动D若线圈进入磁场的过程是减速运动，则离开磁场的过程一定是加速运动解析：选 C由题图可知，线圈的宽度远小于磁场边界的宽度，所以当线圈匀速进入时，速度恒定，但线圈完全进入磁场后，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，线圈只受重力，做加速度为 g 的匀加速运动，所以离开磁场时速度大于进入磁 7、场时的速度，安培力一定大于重力，线圈一定做减速运动，所以 A 错误；同理，如果进入的过程是加速运动，速度增大，完全进入后又做加速度为 g 的匀加速运动，速度也增大，所以离开时应该有三种可能，仍然加速离开、匀速离开或减速离开，故 B 错误；如果线圈进入的过程是减速运动，速度减小，但完全进入后又是做加速度为 g 的匀加速运动，由题图中的磁场宽度可知，离开时的速度一定会大于进入时的速度，所以离开时一定是做减速运动，所以 错误。 所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒 ab、导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒 ab、质量之比为 21。 用一沿导轨方向 8、的恒力 F 水平向右拉金属棒 过足够长时间以后()图 5A金属棒 ab、做匀速运动B金属棒 的电流方向是由 b 向 金属棒 受安培力的大小等于 2F/3D两金属棒间距离保持不变解析：选 两金属棒 ab、行受力分析和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒 度小于金属棒 度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒 的电流方向由 b 到 a，A、D 错误，B 正确；以两金属棒整体为研究对象有：F3隔离金属棒 析其受力，则有： FF 安 求得金属棒 受安培力的大小 F 安 F，C 正确。 236如图 6 所示，光滑水平面上停放一小车，小车上固定一边长为 L0.5 m 9、 的正方形金属线框 属线框的总电阻 R，小车与金属线框的总质量 m0.5 小车的右侧，有一宽度大于金属线框边长、具有理想边界的匀强磁场，磁感应强度 B，方向水平且与金属线框平面垂直。 现给小车一水平速度使其向右运动并能穿过磁场，当小车上金属线框的 刚进入磁场时，测得小车的加速度 a10 m/下列结论正确的是( )图 6A金属线框线刚进入磁场时，小车的速度为 5 m/车完全离开磁场时的速度为 3 m/金属线框进入与离开磁场的过程中，金属线框中产生的焦耳热是相等的D从金属线框刚要进入磁场开始到其完全离开磁场，金属线框中产生的焦耳热为 解析：选 小车初速度为 金属线框刚进入磁场时，由于切割磁感线而产生 10、的电动势为 E，回路中的电流 I ，根据牛顿运动定律有 以 m/s， A 正确；在金属线框进入磁场的过程中，根据牛顿第二定律得a ，在短时间 t 内速度的变化量 vt，对上述过程取和，有2 v s，即 v0v 1 ，则金属线框全部进入磁场时小车速度 m/s；同2 m/s，可见 B 正确；根据能量守恒定律可知，金属线框从进入到离开磁场产生的焦耳热等于系统损失的机械能，即 Q ；金12 20 12 2光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，而离开磁场12 20 12 21的过程中产生的焦耳热 ，二者显然是不相等的，所以 C 错误，1 12 2正确。 7如图 7 所示，两足够长的平行光滑金属导轨 Q 11、 相距为 L，导轨平面与水平面的夹角 30 ，导轨电阻不计。 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上，长为 L 的金属棒 直于 Q 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。 两金属导轨的上端连接右端电路，电路中 一电阻箱，已知灯泡的电阻 R ，定值电阻 R ，调节电阻箱使 2R，重力加速度为 g，现将金属棒由静止释放。 图 7(1)求金属棒下滑的最大速度 2)若金属棒下滑的距离为 速度恰好达到最大，求金属棒由静止开始下滑 2过程中，整个电路产生的电热。 (3)改变电阻箱 值，当 何值时，金属棒匀速下滑时 耗的功率最大。 最大值为多少。 解析：(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，此时有，F 安 ，F 安 总 R 2R 64大速度。 3)由动能定理得，W GQ 出的电热 Q2 9)金属棒匀速下滑时，有， ，为定值BL I 42上消耗的功率 262 4R2 162 4当 R 时，R 2消耗的功率最大，最大功率 2R1) (2) (3)4 R3。