【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】（廣東專用）高考物理二輪復(fù)習(xí)簡(jiǎn)易通 第一部分 高頻考點(diǎn)突破專題四 第9講 電磁感應(yīng)及綜合應(yīng)用活頁規(guī)范訓(xùn)練(1).docVIP

第9講電磁感應(yīng)及綜合應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題1如圖4915所示，虛線mn表示正方形金屬框的一條對(duì)稱軸，a、b、c是三個(gè)磁感線均勻分布的有界磁場(chǎng)區(qū)，區(qū)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律都滿足bkt，金屬框按照?qǐng)D示方式處在磁場(chǎng)中，測(cè)得金屬框在a區(qū)中的感應(yīng)電流為i0，在b區(qū)和c區(qū)內(nèi)感應(yīng)電流分別為ib、ic，以下判斷中正確的是()圖4915aib2i0，ic2i0 bib2i0，ic0cib0，ic0 dibi0，ic0解析a、b、c的磁通量分別為ab，bbl2和c0，由法拉第電磁感應(yīng)定律得，eak，ebkl2和ec0.回路的電阻一定，由i，可知ib2i0，ic0，則選項(xiàng)b正確答案b2. 如圖4916所示，質(zhì)量為m的金屬環(huán)用線懸掛起來金屬環(huán)有一半處于水平且與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從某時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，則在磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的過程中，關(guān)于線拉力的大小的下列說法正確的是()圖4916a大于環(huán)的重力mg，并逐漸減小b始終等于環(huán)的重力mgc小于環(huán)的重力mg，并保持恒定d大于環(huán)的重力mg，并保持恒定解析在磁場(chǎng)均勻減小的過程中，金屬環(huán)由于受安培力作用要阻礙磁通量的減小，所以有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即線拉力大于環(huán)的重力由于感應(yīng)電流不變，而磁場(chǎng)逐漸減小，所以拉力逐漸減小，答案為a.答案a3(2013浙江卷，15)磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測(cè)線圈當(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其et關(guān)系如圖4917所示如果只將刷卡速度改為，線圈中的et關(guān)系圖可能是()圖4917解析當(dāng)以不同速度刷卡時(shí)，磁卡的不同的磁化區(qū)經(jīng)過線圈時(shí)，線圈內(nèi)的磁通量的變化量是相同的，刷卡速度由v0變?yōu)闀r(shí)，完成相同磁通量變化的時(shí)間t變?yōu)樵瓉淼?倍，由en得線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相應(yīng)的都變?yōu)樵瓉淼?，故d選項(xiàng)正確答案d4面積為s，帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖4918甲所示有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示，欲使重力不計(jì)、電荷量為q的微粒在平板之間處于靜止?fàn)顟B(tài)，所施加的外力f隨時(shí)間t的變化關(guān)系是(豎直向下為力f的正方向)()圖4918解析01 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，因微粒帶正電，則微粒所受電場(chǎng)力方向豎直向上，為使微粒靜止，故外力f應(yīng)豎直向下；12 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，因微粒帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向下，為使微粒靜止，外力f應(yīng)豎直向上；23 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，微粒受電場(chǎng)力方向豎直向下，故外力f豎直向上；34 s內(nèi)情況：上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，微粒所受電場(chǎng)力方向豎直向上，故外力f應(yīng)豎直向下整個(gè)過程，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小e，電場(chǎng)力為.正確答案為b.答案b5如圖4919所示，兩根完全相同的導(dǎo)線構(gòu)成匝數(shù)分別為n1和n2的圓形閉合線圈a和b.兩線圈平面與磁場(chǎng)垂直當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，兩線圈中的感應(yīng)電流之比iaib為()圖4919an1n2 bn2n1 cnn dnn解析導(dǎo)線總長度l2rn由法拉第電磁感應(yīng)定律得enr2由電阻定律得ri由得：i所以，故選項(xiàng)b對(duì)答案b二、雙項(xiàng)選擇題6. 如圖4920所示，圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路若將滑動(dòng)變阻器的滑片p向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()圖4920a線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流b穿過線圈a的磁通量變大c線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)d線圈a對(duì)水平桌面的壓力fn將增大解析通過螺線管b的電流如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，滑片p向下滑動(dòng)，接入電路的電阻減小，電流增大，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向豎直向上，再由右手螺旋定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，a選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于螺線管b中的電流增大，所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，線圈a中的磁通量應(yīng)變大，b選項(xiàng)正確；根據(jù)楞次定律，線圈a將阻礙磁通量的增大，因此，線圈a縮小，線圈a對(duì)水平桌面的壓力增大，c選項(xiàng)錯(cuò)誤，d選項(xiàng)正確答案bd7. 如圖4921所示，在傾角為的斜面上固定兩條光滑導(dǎo)軌mn、pq，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌處于垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，并對(duì)其施加一平行斜面向上的恒定作用力，使其加速向上運(yùn)動(dòng)某時(shí)刻在導(dǎo)軌上再由靜止放置一個(gè)與ab相同的金屬棒cd，cd棒恰好能保持靜止，且ab棒同時(shí)由加速運(yùn)動(dòng)變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，則()圖4921a外力大小為mgsin b外力大小為2mgsin c放置cd棒前外力的功率保持不變d金屬棒cd受到的安培力大小為mgsin 解析cd棒置于導(dǎo)軌上時(shí)，恰好能保持靜止，則f安mgsin ，選項(xiàng)d正確；cd棒置于導(dǎo)軌上之前，ab棒雖然切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但沒有形成回路，沒有電流，不受安培力，放上cd棒瞬間電路閉合，產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就受到安培力，此時(shí)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，故有f外f安mgsin ，顯然，f外2mgsin ，選項(xiàng)b正確，a錯(cuò)誤；放置cd棒前外力不變，速度不斷增大，所以外力的功率逐漸增大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤答案bd8. 如圖4922所示，一個(gè)高度為l的矩形線框無初速度地從高處落下，設(shè)下落過程中，線框保持水平向下平動(dòng)在線框的下方，有一個(gè)上、下界面都是水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)區(qū)高度為2l，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直閉合線框下落后，剛好可以勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，整個(gè)過程中，線框中的感應(yīng)電流 i隨位移變化的圖象可能是()圖4922解析線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流恒為i0，方向不變線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，安培力立即消失，線框勻加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)下邊剛出磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，故電流大于i0，線框所受安培力大于重力，做減速運(yùn)動(dòng)，但上邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度不會(huì)小于線框進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度，故x3l處電流不小于i0，選項(xiàng)a、c都錯(cuò)答案bd9(2013四川卷，7)如圖4923所示，邊長為l、不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化關(guān)系為bkt(常量k0)回路中滑動(dòng)變阻器r的最大阻值為r0，滑動(dòng)片p位于滑動(dòng)變阻器中央，定值電阻r1r0、r2.閉合開關(guān)s，電壓表的示數(shù)為u，不考慮虛線mn右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則()圖4923ar2兩端的電壓為b電容器的a極板帶正電c滑動(dòng)變阻器r的熱功率為電阻r2的5倍d正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)kl2解析由楞次定律可知，正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，所以電容器b極板帶正電，選項(xiàng)b錯(cuò)誤根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ekr2，選項(xiàng)d錯(cuò)誤r2與的并聯(lián)阻值r并.根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)可知：ur2uu，選項(xiàng)a正確由p得：pr2，pr，所以pr5pr2選項(xiàng)c正確答案ac10如圖4924甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌mn、pq相距l(xiāng)，在mp之間接一個(gè)阻值為r的電阻，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0.現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力f拉棒ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab離開磁場(chǎng)區(qū)域前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，f隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖4924乙所示，f0已知下列判斷正確的是()圖4924a棒ab在ac之間的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)b棒ab在ce之間可能先做加速度減小的運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)c棒ab在ce之間不可能一直做勻速運(yùn)動(dòng)d棒ab經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，通過電阻r的電荷量為解析棒ab在ac之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向只受到恒定拉力f0作用，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a正確；棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后立即受到安培力的作用，若水平拉力大于安培力，則棒ab加速運(yùn)動(dòng)，但加速度隨著速度的增大而減小，直到勻速運(yùn)動(dòng)，b正確；若棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后安培力與水平拉力恰好平衡，則棒ab在磁場(chǎng)中可能一直做勻速運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤；棒ab經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，通過電阻r的電荷量為，d錯(cuò)誤答案ab三、非選擇題11兩根平行、光滑的、相距l(xiāng)1 m的長金屬導(dǎo)軌(電阻不計(jì))被固定在絕緣水平面上，左端接有r2 的電阻，導(dǎo)軌間區(qū)域加上與導(dǎo)軌垂直、方向垂直紙面的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向分布如圖4925所示，磁場(chǎng)寬度相同且其寬度d0.6 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度b1 t、b20.8 t現(xiàn)有電阻r1 的導(dǎo)體棒ab(長為l)垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以v5 m/s的速度從邊界mn進(jìn)入磁場(chǎng)后始終做勻速運(yùn)動(dòng)，求：圖4925(1)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)b1區(qū)域時(shí)拉力的功率；(2)導(dǎo)體棒ab經(jīng)過任意一個(gè)磁場(chǎng)b2區(qū)域過程中通過電阻r的電荷量；(3)導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)過程中電阻r兩端的電壓有效值解析(1)導(dǎo)體棒ab在磁場(chǎng)b1區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1b1lv，感應(yīng)電流i1所受安培力f安b1i1l，導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)，則f拉f安故拉力的功率pf拉v w0.67 w.(2)經(jīng)過任意一個(gè)磁場(chǎng)b2區(qū)域過程中，通過電阻r的電荷量qi2t2由題意得i2，位移dvt2解得q0.16 c.(3)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)b2區(qū)域時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2b2lv4 v，進(jìn)入磁場(chǎng)b1區(qū)域時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1b1lv v設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為e，一個(gè)周期t中，一半時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1，一半時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e2，則有t解得e3 v電阻r兩端電壓有效值為urr2 v.答案(1)0.67 w(2)0.16 c(3)2 v12(2013廣東卷，36)如圖4926(a)所示，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)b的平面內(nèi)，半徑為r的金屬圓盤繞過圓心o的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓心o和邊緣k通過電刷與一個(gè)電路連接，電路中的p是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件，流過電流表的電流i與圓盤角速度的關(guān)系如圖(b)所示，其中ab段和bc段均為直線，且ab段過坐標(biāo)原點(diǎn)，0代表圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)已知：r3.0 ，b1.0 t，r0.2 m忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻圖4926(1)根據(jù)圖(b)寫出ab、bc段對(duì)應(yīng)的i與的關(guān)系式；(2)求出圖(b)中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的p兩端的電壓ub、uc；(3)分別求出ab、bc流過p的電流ip與其兩端電壓up的關(guān)系式解析(1)由題圖(b)得出