江蘇省2013高考物理一輪復習精選精練專題九 電磁感應規(guī)律的綜合應用2

1、第九章 第3單元 電磁感應規(guī)律的綜合應用一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1如圖1所示，豎直平面內有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為 R(指拉直時兩端的電阻)，磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為的導體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，B點的線速度為v，則這時AB兩端的電壓大小為 ()A. B. C. DBav2如圖2所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，不考慮線框的動能，若外力對環(huán)做的功分別為Wa、Wb，則WaWb為 ()A

2、14 B12C11 D不能確定3如圖3所示，兩光滑平行金屬導軌間距為L，直導線MN垂直跨在導軌上，且與導軌接觸良好，整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導軌和導線的電阻均不計現(xiàn)給導線MN一初速度，使導線MN向右運動，當電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運動，則 ()A電容器兩端的電壓為零B電阻兩端的電壓為BLvC電容器所帶電荷量為CBLvD為保持MN勻速運動，需對其施加的拉力大小為4如圖4所示，有一用鋁板制成的U型框，將一質量為m的帶電小球用絕緣細線懸掛在框中，使整體在勻強磁場中沿垂直于磁場方向向左以速度v勻速運動，懸掛拉力為FT，則()A懸線豎

3、直，F(xiàn)TmgB懸線豎直，F(xiàn)T>mgC懸線豎直，F(xiàn)T<mgD無法確定FT的大小和方向5如圖5甲所示，光滑導軌水平放置在與水平方向夾角為60°的斜向下的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖5乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導體棒ab垂直導軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止狀態(tài)規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力F的正方向，則在0t1時間內，圖6中能正確反映流過導體棒ab的電流i和導體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是 ()二、多項選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分每小題有多個選項符合題

4、意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6如圖7所示，有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B.一根質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm，則 ()A如果B增大，vm將變大B如果變大，vm將變大C如果R變大，vm將變大D如果m變小，vm將變大7如圖8所示的電路中，兩根光滑金屬導軌平行放置在傾角為的斜面上，導軌下端接有電阻R，導軌電阻不計，斜面處在豎直向上的磁感應強度為B的勻強磁場中，電阻可略去不計的金屬棒ab質量為m，受到沿斜面向上且與金屬

5、棒垂直的恒力F的作用，金屬棒沿導軌勻速下滑，則它在下滑h高度的過程中，以下說法正確的是 ()A作用在金屬棒上各力的合力做功為零B重力做功將機械能轉化為電能C重力與恒力F做功的代數(shù)和等于電阻R上產生的焦耳熱D金屬棒克服安培力做功等于重力與恒力F做的總功與電阻R上產生的焦耳熱之和8如圖9所示，光滑的“”形金屬導體框豎直放置，質量為m的金屬棒MN與框架接觸良好磁感應強度分別為B1、B2的有界勻強磁場方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當金屬棒進入磁場B1區(qū)域后，恰好做勻速運動以下說法中正確的有()A若B2B1，金屬棒進入B2區(qū)域后將加速下滑B

6、若B2B1，金屬棒進入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑C若B2<B1，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先加速后勻速下滑D若B2>B1，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先減速后勻速下滑9(2009·福建高考)如圖10所示，固定放置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上的磁感應強度大小為B的勻強磁場中一質量為m(質量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為.當桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離l時，速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導軌保持垂直)設桿接入電路的電阻為r

7、，導軌電阻不計，重力加速度大小為g.則此過程 ()A桿的速度最大值為B流過電阻R的電荷量為C恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量D恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量三、計算題(本題共3小題，共37分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)10(11分)如圖11甲所示，用粗細均勻的導線制成的一只圓形金屬圈，現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內處于靜止狀態(tài)，已知金屬圈的質量為m，半徑為r，導線的電阻率為，截面積為S.金屬圈的上半部分處在一方向垂直圈面向里的有界勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化

8、滿足Bkt(k為常量)，如圖11乙所示金屬圈下半部分在磁場外若絲線所能承受的最大拉力FTm2mg，求：從t0時刻起，經(jīng)過多長時間絲線會被拉斷？11(12分)如圖12所示，兩平行長直金屬導軌置于豎直平面內，間距為L，導軌上端有阻值為R的電阻，質量為m的導體棒垂直跨放在導軌上，并擱在支架上，導軌和導體棒電阻不計，接觸良好，且無摩擦在導軌平面內有一矩形區(qū)域的勻強磁場，方向垂直于紙面向里，磁感應強度為B.開始時導體棒靜止，當磁場以速度v勻速向上運動時，導體棒也隨之開始運動，并很快達到恒定的速度，此時導體棒仍處在磁場區(qū)域內，試求：(1)導體棒的恒定速度；(2)導體棒以恒定速度運動時，電路中消耗的電功率1

9、2(14分)在拆裝某種大型電磁設備的過程中，需將設備內部的處于強磁場中的線圈先閉合，然后再提升直至離開磁場，操作時通過手搖輪軸A和定滑輪O來提升線圈假設該線圈可簡化為水平長為L、上下寬度為d的矩形線圈，其匝數(shù)為n，總質量為M，總電阻為R.磁場的磁感應強度為B，如圖13所示開始時線圈的上邊緣與有界磁場的上邊緣平齊，若轉動手搖輪軸A，在時間t內把線圈從圖示位置勻速向上拉出磁場求此過程中：(1)流過線圈中每匝導線橫截面的電荷量是多少 ?(2)在轉動輪軸時，人至少需做多少功？(不考慮摩擦影響)第九章 第3單元 電磁感應規(guī)律的綜合應用【參考答案與詳細解析】一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35

10、分)1解析：擺到豎直位置時，AB切割磁感線的瞬時感應電動勢EB·2a·(v)Bav.由閉合電路歐姆定律，UAB·Bav，故選A.答案：A2解析：根據(jù)能量守恒可知，外力做的功等于產生的電能，而產生的電能又全部轉化為焦耳熱WaQa·WbQb·由電阻定律知Rb2Ra，故WaWb14.A項正確答案：A3解析：當導線MN勻速向右運動時，導線MN產生的感應電動勢恒定，穩(wěn)定后，電容器既不充電也不放電，無電流產生，故電阻兩端無電壓，電容器兩極板間電壓UEBLv，所帶電荷量QCUCBLv，故A、B錯，C對；MN勻速運動時，因無電流而不受安培力，故拉力為零，D錯答

11、案：C4解析：設兩板間的距離為L，由于向左運動的過程中豎直板切割磁感線，產生動生電動勢，由右手定則判斷下板電勢高于上板，動生電動勢大小EBLv，即帶電小球處于電勢差為BLv的電場中，所受電場力F電qE電qqqvB.設小球帶正電，則所受電場力方向向上同時小球所受洛倫茲力F洛qvB，方向由左手定則判斷豎直向下，即F電F洛，所以FTmg.同理分析可知當小球帶負電時，F(xiàn)Tmg.故無論小球帶什么電，F(xiàn)Tmg.選項A正確答案：A5 解析：由楞次定律可判定回路中的電流方向始終為ba，由法拉第電磁感應定律可判定回路中電流大小恒定，故A、B錯；由F安BIL可得F安隨B的變化而變化，在0t0時間內，F(xiàn)安方向向右，

12、故外力F與F安等值反向，方向向左為負值；在t0t1時間內，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變?yōu)檎担蔆錯誤，D正確答案：D二、多項選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6解析：以金屬桿為研究對象，受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律得mgsinF安ma，其中F安.當a0時，vvm，解得vm，結合此式分析即得B、C選項正確答案：BC7解析：由于金屬棒勻速下滑，故作用在棒上的各個力的合力做功為零，故A對；克服安培力做功將機械能轉化為電能，故B錯誤；列出動能定理方程WGWFW安0，變形可得WGWFW安，可知C正確，D錯誤

13、答案：AC8解析：若B2B1，金屬棒進入B2區(qū)域后，磁場反向，回路電流反向，由左手定則知：安培力并沒有反向，大小也沒有變，故金屬棒進入B2區(qū)域后，mg0，仍將保持勻速下滑，B對；若B2<B1，金屬棒進入B2區(qū)域后，安培力沒有反向但大小變小，由FBILBL知，mg>0，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先加速后勻速下滑，故C也對；同理，若B2>B1，金屬棒進入B2區(qū)域后mg<0，可能先減速后勻速下滑，故D也對答案：BCD9解析：當桿的速度達到最大時，安培力F安，桿受力平衡，故FmgF安0，所以v，A錯；流過電阻R的電荷量為q，B對；根據(jù)動能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代數(shù)和等于桿動能的變化量，由于摩擦力做負功，所以恒力F、安培力做功的代數(shù)和大于桿動能的變化量，C錯，D對答案：BD三、計算題(本題共3小題，共37分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)10 解析：設金屬圈受重力mg、拉力FT和安培力F的作用處于靜止狀態(tài)，則FTmgF，又F2BIr，金屬圈中的感應電流I，由法拉第電磁感應定律得E，·，金屬圈的電阻R，又Bkt，F(xiàn)Tm2mg由以上各式求得t.