高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 高考專項(xiàng)突破十一力、電、磁綜合問題課時(shí)作業(yè)

1、高考專項(xiàng)突破（十一）力、電、磁綜合問題一、單項(xiàng)選擇題1.(2017·河南信陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，一邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、電阻為r的正方形金屬線框豎直放置在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直方框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大小沿y軸的變化規(guī)律為bb0ky(k為常數(shù)且大于零)，在x軸方向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同現(xiàn)將線框從圖示位置水平向右拋出，已知重力加速度為g，磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣阻力，則()a線框?qū)⒁恢弊銮€運(yùn)動(dòng)b線框最終將做直線運(yùn)動(dòng)c線框最終的速度等于d線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向解析：由楞次定律得，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，d錯(cuò)誤；線框在磁場(chǎng)中，做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，直至最后加速度為零，即

2、做勻速直線運(yùn)動(dòng)因水平方向速度不知，故無法得出最終速度，a、c錯(cuò)誤，b正確答案：b2(2017·安徽蚌埠期末)如圖甲所示，bacd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒pq與ab、cd接觸良好，回路的電阻為r，整個(gè)裝置放于垂直框架平面的變化的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b的變化情況如圖乙所示，pq始終靜止，則0t2內(nèi)(t0時(shí)刻，安培力大于mgsin )，pq受到的摩擦力ff的分析情況正確的是()aff先減小后增大，且在t1時(shí)刻為零bff先減小后增大，且在t1時(shí)刻ffmgsin cff先增大后減小，且在t1時(shí)刻為最大值dff先增大后減小，且在t1時(shí)刻ffmgsin 解析：0t1，p

3、q平衡，無論磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向哪，都有f安mgsin ff，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小，安培力減小，靜摩擦力向下先減小后反向增大，t1時(shí)刻，安培力為零，靜摩擦力沿框架向上，ffmgsin ；t1以后，安培力方向向下，mgsin f安ff，安培力增大，靜摩擦力沿框架向上增大，a、c、d錯(cuò)誤，b正確答案：b3.(2017·浙江杭州五校聯(lián)盟一診)如圖所示，在置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的平行導(dǎo)軌上，橫跨在兩導(dǎo)軌間的導(dǎo)體桿pq以速度v向右勻速移動(dòng)，已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直于導(dǎo)軌平面(紙面)向外，導(dǎo)軌間距為l，閉合回路acqp中除電阻r外，其他部分的電阻忽略不計(jì)，則()a回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eilbb回路

4、中的感應(yīng)電流ic通過電阻r的電流方向是由a向cd通過pq桿中的電流方向是由q向p解析：導(dǎo)體桿垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eblv，故a錯(cuò)誤；電路中的感應(yīng)電流i，故b正確；由右手定則可知，pq中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從p流向q，通過r的電流方向從c流向a，故c、d錯(cuò)誤答案：b4(2017·江西南昌模擬)如圖甲所示，在水平面上固定有平行直金屬導(dǎo)軌ab、cd，bd端接有電阻r.導(dǎo)體棒ef垂直軌道放置在光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌右端區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻，導(dǎo)體棒以速度v0從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間2t0開始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，取磁場(chǎng)

5、方向豎直向下為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，導(dǎo)體回路中順時(shí)針為電流正方向，則導(dǎo)體回路中的電流隨時(shí)間t的變化規(guī)律圖象可能是()解析：02t0時(shí)間內(nèi)，由es可知，該段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，由楞次定律得電流沿逆時(shí)針方向，b、d錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)外不受安培力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，導(dǎo)體棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受向左的安培力，做減速運(yùn)動(dòng)，fma，隨著v的減小，加速度逐漸減小，i，電流逐漸減小，變化率逐漸減小，a正確，c錯(cuò)誤答案：a5(2017·湖北四地七校聯(lián)考)如圖所示，平行于y軸的長(zhǎng)為2r的導(dǎo)體棒以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過由兩個(gè)半徑均為r的半圓和中間一部分長(zhǎng)為2r、寬為r

6、的矩形組合而成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)w棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與導(dǎo)體棒的位置x關(guān)系的圖象是()解析：由eblv可知：隨著x的增加，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度增大，根據(jù)磁場(chǎng)的形狀可知l增大得逐漸變慢，當(dāng)xr時(shí)，l2r，電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大，當(dāng)x在r2r之間時(shí)，電動(dòng)勢(shì)不變，e2brv，當(dāng)x在2r3r之間時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸減小，根據(jù)磁場(chǎng)的形狀可知，隨著x的增大，l減小得逐漸變快，a正確答案：a二、多項(xiàng)選擇題6.(2017·安徽江南十校聯(lián)考)如圖所示，磁場(chǎng)與線圈平面垂直，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，v13v2.在先后兩種情況下()a線圈中的感應(yīng)電流

7、之比i1i213b線圈中的感應(yīng)電流之比i1i231c線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比q1q231d通過線圈某截面的電荷量之比q1q211解析：v13v2，根據(jù)eblv，知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為31，感應(yīng)電流i，則感應(yīng)電流之比i1i231，故a錯(cuò)誤，b正確v13v2，知t1t213，根據(jù)qi2rt，知焦耳熱q1q231，故c正確根據(jù)qit，知通過某截面的電荷量之比q1q211，故d正確答案：bcd7(2017·湖北襄陽(yáng)調(diào)考)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌pp、qq傾斜放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌的上端與水平放置的兩金屬板m、n相連，板間距離足夠大，板間有一帶電微粒，金屬棒ab水平跨放在

8、導(dǎo)軌上，下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)在同時(shí)由靜止釋放帶電微粒和金屬棒ab，則()a金屬棒ab一直加速下滑b金屬棒ab最終可能勻速下滑c金屬棒ab下滑過程中m板電勢(shì)高于n板電勢(shì)d帶電微粒可能先向n板運(yùn)動(dòng)后向m板運(yùn)動(dòng)解析：金屬棒沿光滑導(dǎo)軌加速下滑，棒中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而對(duì)電容器充電，充電電流通過金屬棒時(shí)受安培力作用，只有金屬棒速度增大時(shí)才有充電電流，因此總有mgsin bil>0，所以金屬棒將一直加速，a正確，b錯(cuò)誤；由右手定則可知，金屬棒a端(m板)電勢(shì)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(shí)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(shí)，微粒的加速度

9、向上，可以向下減速到零后再向上運(yùn)動(dòng)，d正確答案：acd8(2017·山西太原模擬)如圖(a)，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為l、電阻為r的正方形導(dǎo)線框，導(dǎo)線框右側(cè)有兩個(gè)寬度也為l的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b、方向分別豎直向下和豎直向上t0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框在外力作用下，以速度v勻速進(jìn)入并通過磁場(chǎng)區(qū)域規(guī)定電流i沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，磁感線豎直向下時(shí)磁通量為正，安培力的合力f向左為正則以下關(guān)于、i、f和線框中的電功率p隨時(shí)間變化的圖象大致是圖(b)中的()解析：線框進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，電流大小i1，當(dāng)導(dǎo)線框右邊進(jìn)入磁場(chǎng)b2時(shí)，左邊進(jìn)入磁場(chǎng)b

10、1中，電流沿順時(shí)針方向，大小i2，當(dāng)右邊出磁場(chǎng)時(shí)，左邊在磁場(chǎng)b2中切割磁感線，產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，大小i3，b正確；磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，a錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)過程中安培力的方向一直向左，大小分別為f1bi1l，f22bi2l，f3bi3l，c錯(cuò)誤；電功率pi2r，可知p24p14p3，d正確答案：bd9(2017·吉林白山模擬)如圖所示，在、區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域中間為寬為s的無磁場(chǎng)區(qū)，有一邊長(zhǎng)為l(ls)、電阻為r的均勻正方形金屬線框abcd置于區(qū)域，ab邊與磁場(chǎng)邊界平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，金屬線框在水平向右的拉力作用下，以速度v向右

11、勻速運(yùn)動(dòng)，則()a當(dāng)ab邊剛進(jìn)入中央無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，c、d兩點(diǎn)間電壓大小為bab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，通過ab邊的電流大小為，方向?yàn)閎ac把金屬線框從區(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域的過程中，拉力所做的功為(2ls)d在cd邊剛出區(qū)域到剛進(jìn)入?yún)^(qū)域的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為(ls)解析：當(dāng)ab邊剛進(jìn)入中央無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，c、d兩點(diǎn)間的電壓大小為ueblv，a正確；ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過ab的電流大小為i，由右手定則可得，方向?yàn)閍b，b錯(cuò)誤；把金屬線框從區(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域過程中，拉力所做功w2s·(2ls)，故c正確；在cd邊剛出區(qū)域到剛進(jìn)區(qū)域的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為qi2rt()2·r&

12、#183;·s，d錯(cuò)誤答案：ac三、非選擇題10.(2017·福建漳州八校聯(lián)考)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率k，k為負(fù)的常量用電阻率為、橫截面積為s的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框?qū)⒄叫螌?dǎo)線框固定于紙面內(nèi)，其右半部分位于磁場(chǎng)區(qū)域中求：(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??；(2)磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線框作用力的大小隨時(shí)間的變化率解析：(1)導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e·l2導(dǎo)線框中的電流為i式中r是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有r聯(lián)立式，將k代入得i(2)導(dǎo)線框所受磁場(chǎng)的作用力的大小為fbil它隨時(shí)間的變化率為il得答案：(1)(2)11(2017

13、·遼寧本溪模擬)如圖所示，在傾角37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域mnpq，磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大小為5 t，磁場(chǎng)寬度d0.55 m，有一邊長(zhǎng)l0.4 m、質(zhì)量m10.6 kg、電阻r2 的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量m20.4 kg的物體相連，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，物體到定滑輪的距離足夠長(zhǎng)(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)(1)求線框abcd還未進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)線中的拉力大??；(2)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

14、求線框剛釋放時(shí)ab邊距磁場(chǎng)mn邊界的距離x；(3)在(2)問中的條件下，若cd邊恰離開磁場(chǎng)邊界pq時(shí)，速度大小為2 m/s，求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中ab邊產(chǎn)生的熱量解析：(1)線框還未進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，以整體法有m1gsin m2g(m1m2)a，a2 m/s2.以m2為研究對(duì)象有tm2gm2a，或以m1為研究對(duì)象有m1gsin tm1a.解得t2.4 n.(2)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以整體法有m1gsin m2g0，解得v1 m/s.ab到mn前線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，有v22ax，解得x0.25 m.(3)線框從開始運(yùn)動(dòng)到cd邊恰離開磁場(chǎng)邊界pq時(shí)，有m1gsin (xdl)m2g(xdl)

15、(m1m2)v12q.解得q0.4 j，所以qabq0.1 j.答案：(1)2.4 n(2)0.25 m(3)0.1 j12.(2017·遼寧葫蘆島模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，b、c兩點(diǎn)間接一阻值為r的電阻ef是一水平放置的導(dǎo)體桿，其質(zhì)量為m，有效電阻值為r，桿與ab、cd保持良好接觸整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直現(xiàn)用一豎直向下的力拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為1.5g的勻加速運(yùn)動(dòng)，下降了h高度，這一過程中b、c間電阻r產(chǎn)生的焦耳熱為q，g為重力加速度，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用求：(1)導(dǎo)體桿下降h過程中通過桿的電荷量；(2)導(dǎo)體桿下降h時(shí)所受拉力f的大??；(3)導(dǎo)體桿下降h過程中拉力做的功解析：(1)根據(jù)電磁感應(yīng)定律，得，根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過桿的電荷量qt.聯(lián)立解得q.(2)設(shè)ef下降h時(shí)，速度為v1、拉力為f，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得v1.根據(jù)牛頓第二定律，得fmgbi1lma.根據(jù)閉合電路歐姆