高考物理一輪復(fù)習(xí)第章電磁感應(yīng)練案電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用新人教

1、練案30電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用一、選擇題(本題共8小題，14題為單選，58題為多選)1(2018遼寧沈陽高三期末)如圖(甲)所示，一個U型光滑足夠長的金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，電阻R10，其余電阻均不計(jì)，兩導(dǎo)軌間的距離L0.2m，有垂直于桌面向下并隨時間變化的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化規(guī)律如圖(乙)所示。一個電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌兩邊垂直在t0時刻，金屬桿緊靠在最左端，桿在外力的作用下以速度v0.5m/s向右做勻速運(yùn)動。當(dāng)t4s時，下列說法中錯誤的是(B)A穿過回路的磁通量為0.08WbB電路中感應(yīng)電動勢大小E0.02VC金屬桿所受到的安培力的大小為1

2、.6104ND流過電阻R的感應(yīng)電流隨時間均勻增加解析當(dāng)t4s時，金屬桿的位移為：xvt0.54m2m，則穿過回路的磁通量為：BSBLx0.20.22Wb0.08 Wb，A正確；電路中感應(yīng)電動勢大小為：EBLv0.20.20.5VV0.04V，B錯誤；根據(jù)歐姆定律可得電路中的電流為：IA0.004A，金屬桿所受到的安培力的大小為：FBIL0.20.0040.2N1.6104N，C正確；電路中的感應(yīng)電動勢EBLvSkLvtLvt(k為Bt圖象的斜率)，電路中的總電阻保持不變，則流過電阻R的電流隨時間均勻增加，D正確。2(2018河北冀州檢測)如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體線框abcd，置于垂直紙面向

3、里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場外，線框的ab邊平行磁場邊界MN，線框以垂直于MN的速度勻速地完全進(jìn)入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1，現(xiàn)將線框進(jìn)入磁場的速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則有(C)AQ2Q1q2q1BQ22Q1q22q1CQ22Q1q2q1DQ24Q1q22q1解析設(shè)ab長為L，ad長為L，則電動勢EBLv，感應(yīng)電流I，產(chǎn)生的熱量QI2RtR，Q與速度成正比，所以Q22Q1；通過導(dǎo)體橫截面的電荷量qt，三式聯(lián)立解得q，與速度無關(guān)，所以q1q2，選項(xiàng)C正確。3(2018江蘇無錫期中)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂

4、直紙面向里，半徑為L的圓形金屬環(huán)總電阻為4R，圓心為O，與長為4L、電阻為2R的金屬棒OA處于同一平面內(nèi)，如圖所示。O點(diǎn)在金屬環(huán)圓心的正上方，OM2L?，F(xiàn)讓金屬棒繞O點(diǎn)以角速度沿順時針勻速轉(zhuǎn)動，已知金屬棒與金屬環(huán)接觸良好，金屬棒轉(zhuǎn)至圖中虛線位置時，下列說法正確的是(D)A金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為16BL2B圓環(huán)所受安培力大小為CM、N兩點(diǎn)的電勢差大小為8BL2D圓環(huán)上的電功率為解析金屬棒轉(zhuǎn)至圖中虛線位置時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlONB4L8BL2，選項(xiàng)A錯誤；金屬棒轉(zhuǎn)至圖中虛線位置時，MN部分相當(dāng)于電源，電動勢EMNBlMNB2L6BL2，此時外電路的總電阻R外R，金屬棒MN部分的電阻rR，則

5、MN兩點(diǎn)的電勢差，即電源MN的路端電壓UMNEMN3BL2，選項(xiàng)C錯誤；圓環(huán)左右兩側(cè)中的電流I，左右兩個半圓的等效長度均等于2L，故圓環(huán)所受安培力大小F2BIlMN，選項(xiàng)B錯誤；圓環(huán)上的電功率P，選項(xiàng)D正確。4(2018福建寧德月考)如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中(C)APQ中電流先增大后減小BPQ兩端電壓先減小后增大CPQ上拉力的功率先減小后

6、增大D線框消耗的電功率先減小后增大解析設(shè)PQ左側(cè)電路的電阻為Rx，則右側(cè)電路的電阻為3RRx，所以外電路的總電阻為R，外電路電阻先增大后減小，所以路端電壓先增大后減小，所以B錯誤；電路的總電阻先增大后減小，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得PQ中的電流：I先減小后增大，故A錯誤；由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動，拉力等于安培力，即FBIL，拉力的功率PBILv，先減小后增大，所以C正確；外電路的總電阻R最大為3R/4，小于電源內(nèi)阻R，又外電阻先增大后減小，所以外電路消耗的功率先增大后減小，故D錯誤。5(2018山東棗莊檢測)如圖甲所示，在水平桌面上放置邊長L0.2m的正方形閉合金屬線圈abcd，線圈的匝數(shù)n10

7、匝、質(zhì)量m0.1kg，總電阻R0.1。線圈與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)0.2，線圈受水平桌面的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。線圈的右半邊處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的左邊界MN與線圈ab、cd兩邊平行且等距。從t0時刻起，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。取g10m/s2，下列說法正確的是(BC)At1s時刻線圈中的感應(yīng)電動勢的大小E0B線圈開始滑動時，將向左滑動C線圈滑動前，其導(dǎo)線中的電流不變，一直為I0.2AD線圈滑動前，其產(chǎn)生的焦耳熱為Q8.0103J解析由En可知，t1s時線圈中的感應(yīng)電動勢不為零，A錯誤。由楞次定律可知：線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向，01s內(nèi)，由

8、左手定則可知安培力方向向右，整個變化過程中，線圈中的感應(yīng)電流大小和方向均不變，En10V0.02V，感應(yīng)電流I0.2A，C正確。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.1T時，安培力FBIL0.10.20.2N0.004N0，所以金屬棒將一直加速，A正確，B錯誤；由右手定則可知，金屬棒a端(M板)電勢高，C項(xiàng)正確；若微粒帶負(fù)電，則靜電力向上與重力反向，開始時靜電力較小，如果靜電力小于重力，微粒向下加速，當(dāng)靜電力增大到大于重力時，微粒的加速度向上，可以向下減速到零后再向上運(yùn)動，D正確。8(2018河北張家口期中)如圖所示，在傾角為的粗糙斜面上(動摩擦因數(shù)t2B克服摩擦力做功Wf1Wf2C在磁場中產(chǎn)生的焦耳熱Q1

9、Q2D在第一次進(jìn)入磁場的過程中通過線圈某截面的電荷量q1q2解析兩線圈在未進(jìn)入磁場時，均做勻減速直線運(yùn)動，由動能定理可知兩線圈在剛進(jìn)入磁場時速度相同，將這一速度設(shè)為v，設(shè)為材料電阻率，為材料密度，線圈邊長為L，線圈所受安培力為FBIL；而R，故F，此時線圈加速度agsingcos，可知線圈進(jìn)入磁場過程中的加速度與線圈質(zhì)量無關(guān)，即兩線圈進(jìn)入磁場時的加速度同步變化，速度也同步變化，同理，在返回過程中也是這樣，所以全程運(yùn)動時間相等，路程也相等，與二者的質(zhì)量無關(guān)，A錯誤。克服摩擦力做功Wfmgcoss，線圈2的質(zhì)量較大，故Wf1Wf2，B正確。由F，以及速度同步變化這兩方面，可知安培力做功功率只與質(zhì)量

10、有關(guān)，因?yàn)閙1m2，所以在磁場中產(chǎn)生的焦耳熱Q1Q2，C錯誤。電荷量q，因線圈2是粗線圈，橫截面積大，電阻小，故在第一次進(jìn)入磁場的過程中通過線圈某截面的電荷量q1q2，D正確。二、非選擇題9(2018山西省太原高三上學(xué)期期末)如圖甲所示，光滑絕緣斜面的傾角30，矩形區(qū)域GHIJ(GH與IJ相距為d)內(nèi)存在著方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場質(zhì)量為m、邊長為d的正方形閉合金屬線框abcd平放在斜面上，開始時ab邊與GH相距也為d，現(xiàn)用一平行于斜面的恒力拉動線框，使其由靜止開始(t0)沿斜面向上運(yùn)動，當(dāng)線框完全通過磁場后運(yùn)動一段時間再撤去外力。已知線框運(yùn)動的過程中產(chǎn)生的電流I隨時間t變化的 It圖象如圖乙所

11、示(規(guī)定電流沿abcd方向?yàn)檎?。已知向上穿過磁場時線框中電流大小為I0，前后兩次通過磁場產(chǎn)生電流的時間之比為21，重力加速度為g，斜面足夠長，線框ab邊始終與GH平行，求： (1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；(2)線框的電阻阻值；(3)撤去外力之前線框位移的大小答案：(1)，方向垂直斜面向上(2)(3)4d解析(1)由It圖象知道，線框向上和向下穿過磁場的過程都做勻速運(yùn)動，設(shè)向上穿過磁場時線框的速度大小為v1，向下穿過磁場時線框的速度大小為v2，線框中電流大小為I；根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式和歐姆定律可得：向上時，v1t12d，I0RBdv1；向下時，v2t22d，IRBdv2；根據(jù)共點(diǎn)力的平衡

12、可得：mgsin30BId，由題設(shè)條件知道t1t221，聯(lián)立解得：B；根據(jù)右手定則可知磁場方向垂直斜面向上；(2)線框向上穿過磁場時根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得：Fmgsin30BI0d，線框從開始運(yùn)動到ab邊向上剛好進(jìn)入磁場的過程中，根據(jù)動能定理可得：(Fmgsin30)dmv，再由I0RBdv1聯(lián)立解得R；(3)設(shè)撤去外力前位移大小為x，線框離開磁場后作用的位移為x3d，從線框離開磁場到再次進(jìn)入磁場的過程中，根據(jù)動能定理可得：F(x3d)mvmv，聯(lián)立可得：x4d。10(2018山東省昌邑一中高三上學(xué)期第二次月考)如圖所示，一面積為S的單匝圓形金屬線圈與阻值為R的電阻連接成閉合電路，不計(jì)圓形金屬線圈

13、及導(dǎo)線的電阻。線圈內(nèi)存在一個方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加且變化率為k的磁場B，電阻R兩端并聯(lián)一對平行金屬板M、N，兩板間距為d，N板右側(cè)xOy坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點(diǎn)O在N板的下端)的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場邊界OA和y軸的夾角AOy45，AOx區(qū)域?yàn)闊o場區(qū)。在靠近M板處的P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)過N板的小孔，從點(diǎn)Q(0，L)垂直y軸進(jìn)入第一象限，經(jīng)OA上某點(diǎn)離開磁場，最后垂直x軸離開第一象限。求：(1)平行金屬板M、N獲得的電壓U；(2)粒子到達(dá)Q點(diǎn)時的速度大小；(3)yOA區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；答案：(1)kS(2)v(3)B(4) t(2dL)解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：EkS因平行金屬板M、N與電阻并聯(lián)，故M、N兩板間的電壓為：UU