高考一轮复习随堂练习 专题 电磁感应的综合应用

高考一轮复习随堂练习 专题 电磁感应的综合应用内容摘要：

1、第 3 讲 专题 电磁感应的综合应用图 93121.（2010扬州模拟）如图 9所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角 60 斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度 B 随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向） ，导体棒 直导轨放置，除电阻 R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒 水平外力作用下始终处于静止状态 ab 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在 0t 时间内，能正确反映流过导体棒 电流 i 和导体棒 受水平外力F 随时间 t 变化的图象是解析：由楞次定律可判定回路中的电流始终为 ba 方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定，故 A、B 两项错；由 2、F 安 =得 F 安随 B 的变化而变化，在 0 安 方向向右，故外力 F 与 F 安 等值反向，方向向左为负值；在 t 0t 时间内，F 安方向改变，故外力 F 方向也改变为正值，综上所述， D 项正确.答案：3132如图 9313 所示，在水平桌面上放置两条相距 l 的平行粗糙且无限长的金属导轨 值为 R 的电阻与导轨的 a、c 端相连金属滑杆 直于导轨并可在导轨上滑动，且与导轨始终接触良好整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为 杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为 m 的物块相连，拉滑杆的绳处于水平拉直状态现若从静止开始释放物块， 3、用 I 表示稳定后回路中的感应电流， g 表示重力加速度，设滑杆在运动中所受的摩擦阻力恒为 在物块下落过程中 ()A物体的最终速度为 B物体的最终速度为(2定后物体重力的功率为 D物体重力的最大功率可能大于mg(f)题意分析可知，从静止 释放物块，它将 带动金属滑杆 起运动，当它们稳定时最终将以某一速度做匀速运动而处于平衡状态，设 最 终速度为 v，对 平衡方程：F fv ，所以 A 项正确；又从能量守恒定律角度进行分析，物 块的以有：I 2RF 以，v ，所以 B 项正确， C 项错误；物块重力的最大功率为所以 D 错误(3143如图 9314 所示，半径为 a 的圆环电阻不计，放置在垂直于 4、纸面向里，磁感应强度为 内有一导体棒电阻为 r，可以绕环匀速转动将电阻 R，开关 S 连接在环和棒的 O 端，将电容器极板水平放置，并联在 R 和开关 S 两端，如图 9314 所示(1)开关 S 断开，极板间有一带正电 q，质量为 m 的粒子恰好静止，试判断 转动方向和角速度的大小(2)当 S 闭合时，该带电粒子以 g 的加速度向下运动，则 R 是 r 的几倍。 14解析：(1)由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，绕 O 点逆时针方向转动粒子受力平衡：mgq ，E 断开时，U E，解得 2 2)当 S 闭合时，根据牛顿第二定律 mgq m g，U R，解得 3.Ud 14 r 5、1)绕 O 点逆时针转动 (2)323154如图 9315 所示，在距离水平地面 h0.8 m 的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场，正方形线框 边长 l0.2 m，质量 m0.1 阻 R端连线框，另一端连一质量 M0.2 物体 地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体 A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的 刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的 进入磁场时物体 A 恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g 取 10 m/1)匀强磁场的磁感应强度 B?(2)线框从开始运动到最 6、高点，用了多长时间。 (3)线框落地时的速度多大。 解析：(1)设线框到达磁场边界时速度大小为 v，由机械能守恒定律可得：Mg(hl)mg(hl) (Mm)v 212代入数据解得：v2 m/s线框的 刚进入磁场时，感 应电流：I ：Mg入数据解得：B1 T(2)设线框进入磁场之前运动时间为 ：hl 2代入数据解得：t 10.6 s线框进入磁场过程做匀速运动，所用 时间：t 2 0.1 s1框做竖 直上抛运动，到最高点 时所用 时间：t 3 0.2 s用 时间：t t 1t 2t 30.9 s(3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即 Mm)g此，线框穿出磁场过程还 7、是做匀速运 动，离开磁 场后做竖 直下抛运动由机械能守恒定律可得： hl )12 2t v t4 m/s. 答案：(1)1 T(2)s(3)4 m/3161如图 9316 所示，两个相邻的匀强磁场，宽度均为 L，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小分别为 B、 的正方形线框从位置甲匀速穿过两个磁场到位置乙，规定感应电流逆时针方向为正，则感应电流 i 随时间 t 变化的图象是( )答案：3172如图 9317 所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入较小的有界匀强磁场，线圈平面和磁场保持垂直设线圈下边刚进入磁场到上边刚进入磁场为 A 过程；线圈全部进入磁场内运动为 B 过程；线圈下边刚出磁场到上边刚 8、出磁场为 C 过程，则()A在 A 过程中，线圈一定做加速运动B在 B 过程中，线圈机械能不变，并做匀加速运动C在 A 和 C 过程中，线圈内电流方向相同D在 A 和 C 过程中，通过线圈某截面的电量相同解析：由于线圈从高处落下的高度未知，所以 进入磁场时 的初速度也不知，故 进入磁场时，线圈在安培力和重力的作用下可能加速，也可能匀速或减速B 过程中，线圈内不产生感应电流，只受重力作用，所以做匀加速运动，且机械能守恒由楞次定律知，A、C 过程中电流方向相反，A 过程为逆时针，C 过程为顺时针由公式 q t t ，A 和 C 过程线圈磁通过线 圈某截面的电量相同故正确选项为 B、3183如图 9 9、318 所示，电阻为 R，其他电阻均可忽略，一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为 m，棒的两端分别与 ab、持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒 静止下滑经一段时间后闭合开关 S，则 S 闭合后()A导体棒 加速度可能大于 体棒 加速度一定小于 体棒 终速度随 S 闭合时刻的不同而不同D导体棒 机械能与回路内产生的电能之和一定守恒解析：开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑闭合开关 时有一定的初速度 此时 F 安 mg 安 2Q，B 错误；由能量守恒可知 导体棒再次回到平衡位置时，其速度 vC 间电阻的实际热功率为 P ， 错误答案：3249如图 93 10、24 所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为 ，导轨电阻不计，与阻值为 R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为 m 长为 l 的导体棒从 置获得平行于斜面的，大小为 v 的初速度向上运动，最远到达 ab的位置，滑行的距离为 s，导体棒的电阻也为 R，与导轨之间的动摩擦因数为 )A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为滑过程中电流做功发出的热量为 )12C上滑过程中导体棒克服安培力做的功为 滑过程中导体棒损失的机械能为 12解析：电路中总电阻为 2R，故最大安培力的数值为 体棒动能公式表示 为： Q 电热 ，则有：Q 电热12 )，即 为安培力做的功 导体棒损失的机械能即为安培力和 11、摩12擦力做功的和，W 损失 正确12答案：32510如图 9325 甲所示，位于竖直平面内的边长为 10 正方形闭合金属线框，线框的质量为 m阻为 RN 是匀强磁场区域的水平边界线，并与线框的 平行，磁场方向与线框平面垂直现让线框由距某一高度从静止开始下落，经 0.2 s 开始进入磁场，图乙是线框由静止开始下落的vt 图象空气阻力不计，g 取 10 m/：(1)金属框刚进入磁场时的速度；(2)磁场的磁感应强度解析：(1)由图象可知：线框刚进入磁场后，由于受到重力和安培力的作用线框处于平衡状态设此时线框的速度是 由运动学知识可得：v 0式可解得：v 02 m/s.(2)设磁场的磁感应强度是 B 12、，由电学及力学知识可得以下方程：EBL A 以上方程可解得：B1 T答案：(1)2 m/s(2)1 32611光滑的平行金属导轨长 L2 m ，两导轨间距 d0.5 m，轨道平面与水平面的夹角 30，导轨上端接一阻值为 R 的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度 B1 T，如图 9326 所示有一质量 m0.5 阻 r 的金属棒 在导轨最上端，其余部分电阻不计已知棒 轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中，电阻 R 上产生的热量 ，取 g10 m/s 2，试求：(1)当棒的速度 v2 m/s 时，电阻 R 两端的电压；(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小；(3)棒下滑到轨道最底端时加速度 a 的大小解析：(1)当棒的速度 v2 m/s 时，棒中产生的感应电动势 E 1 A，所以 电阻 R 两端的电压 Ur(2)根据 QI 2 ，可知在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量据能的 转化和守恒定律，有：mgLsin。