重難強(qiáng)化訓(xùn)練2　電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用

1、.重難強(qiáng)化訓(xùn)練二電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用時(shí)間：40分鐘分值：90分一、選擇題此題共10小題，每題6分，17題為單項(xiàng)選擇，810題為多項(xiàng)選擇1.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖8所示，在以下幾段時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢最小的是圖8A02 sB24 sC45 sD510 sD圖線斜率的絕對值越小，說明磁通量的變化率越小，感應(yīng)電動(dòng)勢也就越小2如圖9甲所示，平面上的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著光滑導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒用細(xì)線系住，細(xì)線拉直但沒有張力開場時(shí)勻強(qiáng)磁場的方向如圖甲所示，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，不計(jì)ab、cd間電流的互相作用，那么細(xì)線中的張力大小隨時(shí)間變化的情況為選項(xiàng)圖中的 【

2、導(dǎo)學(xué)號：97752051】甲乙圖9ABCDD0到t0時(shí)間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，感應(yīng)電流恒定，但因磁場均勻變?nèi)?，故兩?dǎo)體棒上的安培力均勻變小，根據(jù)左手定那么和平衡知識知細(xì)線上有拉力，大小等于每個(gè)棒受到的安培力，當(dāng)t0時(shí)刻磁場為零，安培力為零大于t0時(shí)刻后，磁場反向變強(qiáng)，兩棒間距變小，線上無力故只有D圖正確3.如圖10所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從圖示位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場假設(shè)第一次用0.3 s 時(shí)間拉出，外力所做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2，那么圖10AW1W2，q1q2 BW

3、1W2，q1q2DW1W2，q1q2C設(shè)拉出磁場的位移為x，因勻速拉出，F(xiàn)F安，外力做功WFxF安xBIlxxv通過導(dǎo)線截面電荷量qItt.因?yàn)関1v2，所以W1W2，q1q2.4.如圖11所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一個(gè)電阻為R、半徑為L、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)O軸位于磁場邊界，周期為T.t0時(shí)刻，線框置于如下圖位置，那么線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的圖象為規(guī)定電流順時(shí)針方向?yàn)檎龍D11ABCDA由于扇形導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此導(dǎo)線框進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流都是恒定的，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；線框在進(jìn)入磁場和分開磁場時(shí)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，當(dāng)

4、完全進(jìn)入時(shí)，由于磁通量不變，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生由楞次定律可知?jiǎng)傔M(jìn)入磁場時(shí)電流為逆時(shí)針方向，分開磁場時(shí)產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故A正確5在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，程度放置一圓形導(dǎo)體環(huán)規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖12甲所示，磁場向上為正當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖12乙變化時(shí)，以下能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是【導(dǎo)學(xué)號：97752052】甲乙圖12ABCDC根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有EnnS，因此在面積、匝數(shù)不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢與磁場的變化率成正比，即與Bt圖象中的斜率成正比，由圖象可知02 s，斜率不變，故形成的感應(yīng)電流不變，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向順時(shí)針即為正值，24 s斜率不變，電流方

5、向?yàn)槟鏁r(shí)針，整個(gè)過程中的斜率大小不變，所以感應(yīng)電流大小不變，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確6如圖13所示，間距為L、電阻不計(jì)的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌程度放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、有效電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，假設(shè)金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中通過的電荷量為q.以下說法正確的選項(xiàng)是圖13A金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng)B整個(gè)過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為C整個(gè)過程中金屬棒抑制安培力做功為mv2D整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv2C因?yàn)榻饘侔粝蛴疫\(yùn)動(dòng)時(shí)受到向左的安培力作用，且

6、安培力隨速度的減小而減小，所以金屬棒向右做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)E，qItt，解得x；整個(gè)過程中金屬棒抑制安培力做功等于金屬棒動(dòng)能的減少量mv2；整個(gè)過程中電路中產(chǎn)生的熱量等于機(jī)械能的減少量mv2，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv2.7如圖14所示，足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37，寬度為0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1 .一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 ，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒

7、MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6【導(dǎo)學(xué)號：97752053】圖14A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 WD15 m/s9 WB小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)，導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定，所受合力為零，在沿斜面方向上：mgsin 37mgcos 37ILB，又I，其中R總2 ，代入數(shù)據(jù)可得v5 m/s，閉合回路的總功率P2 W，小燈泡和導(dǎo)體棒MN的電阻相等，消耗的電功率相等，都為1 W8如圖15所示，將一個(gè)與勻強(qiáng)磁場垂直的正方形多匝線圈從磁場中勻速拉出的過程中，拉力做功的功率圖15A與線圈匝數(shù)成正比B與線圈邊長的平方成正比C與導(dǎo)線

8、的電阻率成正比D與導(dǎo)線橫截面積成正比AD磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線的橫截面積為S，電阻率為，拉出磁場時(shí)的速度為v，設(shè)線圈邊長為L，勻速拉出時(shí)EnBLv，I，R，l4nL，F(xiàn)F安nBIL，所以PFvnBILv，所以A、D正確9.如圖16所示，電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌程度放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的程度外力F的作用由靜止開場運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是FF0kvF0、k是常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流

9、的功率為P，它們隨時(shí)間t變化圖象可能正確的有圖16ABCDBC當(dāng)金屬棒MN的速度為v時(shí)，MN受到的安培力FABIl，根據(jù)牛頓第二定律得金屬棒MN的加速度a v，且i，URBlv，P.假設(shè)k，金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，it圖象為直線，F(xiàn)At圖象為直線，URt圖象為直線，Pt圖象為拋物線假設(shè)k，那么金屬棒做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)那么it圖象、FAt圖象、URt圖象、Pt圖象為曲線，斜率越來越大，此時(shí)選項(xiàng)B正確；假設(shè)k，那么金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速度減為零后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)it圖象、FAt圖象、URt圖象、Pt圖象為曲線，斜率越來越小，此時(shí)選項(xiàng)C正確10.法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖17

10、所示銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過電阻R的電流，以下說法正確的選項(xiàng)是【導(dǎo)學(xué)號：97752054】圖17A假設(shè)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，那么電流大小恒定B假設(shè)從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，那么電流沿a到b的方向流動(dòng)C假設(shè)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，那么電流方向可能發(fā)生變化D假設(shè)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，那么電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍AB由右手定那么知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流沿a到b的方向流動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由感應(yīng)電動(dòng)勢EBl2知，角速度恒定，那么感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，電流大小恒定，選

11、項(xiàng)A正確；角速度大小變化，感應(yīng)電動(dòng)勢大小變化，但感應(yīng)電流方向不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；假設(shè)變?yōu)樵瓉淼?倍，那么感應(yīng)電動(dòng)勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由PI2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤二、非選擇題此題共2小題，共30分11. 12分如圖18所示，有一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1 T的程度勻強(qiáng)磁場，垂直于勻強(qiáng)磁場放置一很長的U型金屬框架，框架上有一導(dǎo)體ab保持與框架垂直接觸，且由靜止開場下滑ab長1 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為0.1 ，框架光滑且電阻不計(jì)，取g10 m/s2，求：圖181導(dǎo)體ab下落的最大加速度大小；2導(dǎo)體ab下落的最大速度大??；3導(dǎo)體ab到達(dá)最大

12、速度時(shí)產(chǎn)生的電功率【解析】1對導(dǎo)體ab受力分析可知，其開場運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合力最大，即為重力由牛頓第二定律可知，最大加速度為ag10 m/s2.2導(dǎo)體ab下落的速度最大時(shí)，加速度為零，此時(shí)有mgF安F安BILIEBLvmax聯(lián)立以上各式得：vmax m/s10 m/s.3導(dǎo)體ab到達(dá)最大速度時(shí)其電功率為PIE由以上各式得PW10 W.【答案】110 m/s2210 m/s310 W1218分如圖19甲所示，程度面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過導(dǎo)線與阻值R2 的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值RL4 的小燈泡L連接在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，CE長l2 m，有一阻值r2 的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖19乙所示在t0至t4 s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t4 s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)從t0開場到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場邊界