2017年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題43電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題(測(cè))(含解析)

1、專題43電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題（測(cè)）【滿分：110分時(shí)間：90分鐘】一、選擇題（本大題共 12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.18題只有一項(xiàng)符合題目要求；912題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選又的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1 .如圖所示，兩個(gè)完全相同的矩形導(dǎo)線框A、B在靠得較近的兩個(gè)豎直平面內(nèi)，線框的對(duì)應(yīng)邊相互平行線框 A固定且通有電流I,線中g(shù) B從圖示位置由靜止釋放，在運(yùn)動(dòng)到A下方的過程中：（）A.穿過線框B的磁通量先變小后變大B.線框B中感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針后逆時(shí)針C.線框B所受安培力的合力為ingD.線框B的機(jī)械能一直減小【答案】D解析穿過

2、妹框b抑曲通量先是從里指向外，大寸咬妞:（感應(yīng)電流滑J血寸料）后變d通零愚應(yīng)電流 沿逆時(shí)計(jì)J 然后破1量從八指向1至，大4、先從零變大（黑應(yīng)電洗褪時(shí)料）后變小到零L照&電流沿財(cái) 時(shí)針）,最后S3通里£從里指向外.并且用驪變大（感應(yīng)電端沿腐時(shí)計(jì)），顯然A、B儲(chǔ)厘；鴕嗜_1_下兩條 邊金受到安培力的作用.因力通過這西氨邊的感應(yīng)電函相等，但它們所在位置處的裾廄過強(qiáng)度大,卜就指同 卻不一定相同，所以安培力的合力不一定為零,C錯(cuò)誤J時(shí)據(jù)超量的轉(zhuǎn)化與守II定律F部分機(jī)喊能鑄化為城 審忖電能，所以線框B的初械器一直屬小，所以D正簫彳【名師點(diǎn)睛】由右手螺旋定則可知A中磁場(chǎng)分布，則可知 B中磁

3、通量的變化，由于電磁感應(yīng),B產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知 B中電流的方向；由F BIL可知安培力的變化，由安培力做功情況可知能量的轉(zhuǎn)化情況2 .如圖所示，在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)，不計(jì)空氣阻力，以下判斷正確的是：（）A.釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)無(wú)感應(yīng)電流C.釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能不守恒D.以上說法都不正確【答案】Bt解析】苗環(huán)豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過麗讖道里始終為季，不產(chǎn)生感皮電流，故4D錯(cuò)誤，R正隔；由于沒有感應(yīng)電湮j故沒有安培力做功，只有重力做功，故環(huán)的機(jī)楙持恒，軟二錯(cuò)境,【名師點(diǎn)睛】圓環(huán)豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過圓環(huán)的磁通量始終為零，不產(chǎn)生感

4、應(yīng)電流.沒有安培力做功，只有重力做功，故環(huán)的機(jī)械能守恒；解決本題的關(guān)鍵知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，以及掌握條形磁鐵的磁感線分布。3.條光滑的平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的右端連接一阻值為R的定值電阻，將整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將一導(dǎo)體棒置于O點(diǎn)，從某時(shí)刻起，在一外力的作用下由靜止開始向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒先后通過M和N兩點(diǎn)，其中CM= MN已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，始終與導(dǎo)軌垂直，且除定值電阻外其余部分電阻均不計(jì).則下列說法錯(cuò)誤的是：（）A.導(dǎo)體棒在 M N兩點(diǎn)時(shí)，所受安培力的大小之比為1 ： J2B.導(dǎo)體棒在 M N兩點(diǎn)時(shí)，外力F的大小之比為1 ： J2C.導(dǎo)體棒在 M N兩點(diǎn)時(shí)，電

5、路的電功率之比為 1 ： 2D.從C到M和從M到N的過程中流過電阻 R的電荷量之比為1 ： 1【解析】倨遨意，由于導(dǎo)哺樓做勻加速且名艇動(dòng)，n棒受到應(yīng)力尸知安培力，甲嶼萌簫二定律方:N嚓=”,棒受鎧長(zhǎng)培力為：/=用£ = *上，棒速度為:一 = 2flx,棒在M, X兩處舞J版JC喑力大小之比為：也二應(yīng)=也=，=,讓選項(xiàng)A正確：棒受可蚱力為一 Ff門一比，在M、丫兩 小 號(hào) g J2i限 F1/點(diǎn)時(shí)外力用大小之比不等于三，的選項(xiàng)R鄙上棒會(huì)M、N兩點(diǎn)的功率為：產(chǎn)=尸改=土剛功率之t優(yōu);% =*=1 ,歆選項(xiàng)。正承，迪過電阻的電荷量力；*=%=叱/=后國(guó)工尺SLvx BL cr-X f F

6、JTR ¥ N以在同端位移口通過犬電荷量工比為1： 1#散選取D正瓊？本題據(jù)題百意思函契選擇B選用,【名師點(diǎn)睛】本題需要先抓住導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可以根據(jù)2 一 .-.、.、v 2ax導(dǎo)出安培力表達(dá)式，再求出安培力之比；通過功率導(dǎo)出式率與速度關(guān)系，進(jìn)而求出功率之比；根據(jù)電荷量導(dǎo)出關(guān)系ItB2L2BIL vR2.2 22 BLv2R 找到功RBLvtRBLv x BL x,R v R找到電荷量與位移關(guān)系，進(jìn)而求出電荷量之比。4 .如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0. 3s時(shí)間拉出，外力所做的功為 W,通過導(dǎo)線截面的電量為 q；

7、第二次用0.9s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電量為q2 ,則:' x""x"x"x ：A WW>, qi q2BW1W2， qi q2C WW>, qiq2D. Wi W4, qi q2【答案】C【解析】諼域框的長(zhǎng)為宸為U,速度九v.線框所受的安培力大小為名由1%, YJ-1 E=Blv（3巾導(dǎo)入-二生,歧框?yàn)榈走\(yùn)動(dòng)，外土與安括力平衡，囿，力鉞小為F-5-也T,外力破功為 R尺獷=刊4 = 跆上。="孕1.1可見，引力常VI與斫用時(shí)間成反比，便盾整L>W>兩種情訊，軸框 KX f拉出磁場(chǎng)時(shí)穿涕出書

8、的盅調(diào)量的變什量柜等，相據(jù)感克電荷量公式4 二絲可和I逋過導(dǎo)鞋截面的電量相等J 或【名師點(diǎn)而晴qLF .融法C”睛】此題主要考查了法拉第電磁感應(yīng)定律；要對(duì)兩種情況下物理量進(jìn)行比較，我們應(yīng)該先把要比較的物理量表示出來再求解.關(guān)鍵要掌握安培力的推導(dǎo)方法和感應(yīng)電荷量的表達(dá)式。5 .如圖所示，邊長(zhǎng)為 L電阻不計(jì)的n匝正方形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為 P、U,線框及小燈泡的總質(zhì)量為m,在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葹閘 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與線框平面垂直，其上、下邊界與線框底邊均水平。線框從圖示位置開始靜止下落，穿越磁場(chǎng)的過程中，小燈泡始終正常發(fā)光，則 ：（）A.

9、有界磁場(chǎng)寬度l LB.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為 mgUnPLC.線框勻速穿越磁場(chǎng)，速度恒為2mgD.線框穿越磁場(chǎng)的過程中，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為mgl【答案】B【解析】小燈泡始終正常發(fā)光，說明線框進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速運(yùn)動(dòng)，而且進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過程都做P勻速運(yùn)動(dòng)，則知有界磁場(chǎng)寬度 l L ,故A錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光時(shí)電流為：I 一，根據(jù)線U框勻速運(yùn)動(dòng)受力平衡得：nBIL mg ,可得：B mgU ,故B正確；設(shè)線框勻速運(yùn)動(dòng)的速nPLP 度為v,由功能關(guān)系得： mgv P , v ，故C錯(cuò)誤；線框穿越磁場(chǎng)的過程中，由能量守mg恒定律得燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為2mgL ,故D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】小燈泡始終正常發(fā)光，說明

10、線框進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速運(yùn)動(dòng)，而且進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁 場(chǎng)的過程都做勻速運(yùn)動(dòng).根據(jù)平衡條件和功率公式求解磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.由功能關(guān)系知道燈泡的功率等于線框重力的功率，由P mgv求解速度.由能量守恒定律求解焦耳熱。6.如圖（a）所示，在光滑水平面上用恒力 F拉質(zhì)量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框，在 1 位置以速度vo=3 m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)日開始計(jì)時(shí) t =0,此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 1 V,在t =3 s 時(shí)刻線框到達(dá)2位置開始離開勻強(qiáng)磁場(chǎng).此過程中 v_t圖象如圖（b）所示，那么：（）A.線框右側(cè)邊兩端 MN間的電壓為0.25 VB.恒力F的大小為0.5 NC.線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3的速度大

11、小為3 m/sD.線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3的速度大小為1m/s【答案】B解析ItTETH錢桓右偶濁MN由兩端電仄為外串電，總的感玄屯雨勢(shì)為X-B3Vh外中JKU,-nET,75V.改4齦J在3內(nèi)，做勻力碰運(yùn)動(dòng)沒有啦電流，然框不受安培力，則育產(chǎn)0,由速度燈同圖象的斜率表示加速度,求得。竺=而05川貓。則得F45N.頸B正砒.37由b承看比，在仁丸時(shí)刻批框用心2位置開始國(guó)開與強(qiáng)感場(chǎng)時(shí)幡把退入時(shí)速度相同，典型枉出編場(chǎng)與走磁場(chǎng)日5情況完全相同.剛?cè)缇€衽完金高州磁場(chǎng)內(nèi)1河間位置 3速度與t"%E寸制的注度和箏，即為21M.故 皿銅,砂選B*【名師點(diǎn)睛】本題要抓住速度-時(shí)間圖象的斜率表示加速

12、度.根據(jù)加速度的變化判斷物體的受力情況.還注意分析線框出磁場(chǎng)與進(jìn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系，就能正確解答。7 .在光滑水平面上，有一個(gè)粗細(xì)均勻的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形閉合線框 abcd,在水平外力的作用下，從靜止開始沿垂直磁場(chǎng)邊界方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖甲所示，測(cè)得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示A-» ” J -14 l _1 一()I 2 3 4 5 6 t 甲乙A.線框受到的水平外力一定是恒定的8 .線框邊長(zhǎng)與磁場(chǎng)寬度的比值為3:8C.出磁場(chǎng)的時(shí)間是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半D.出磁場(chǎng)的過程中外力做的功與進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中外力做的功相等【答案】B【解析】用

13、據(jù)M=AE上尸二皿J置=4以及干世-打二的可如，線更受到水沿卜力是壹力且 出限場(chǎng)豺比這題序才要大，放出詼斯時(shí)外力做功比過入航境國(guó)外力保功夢(mèng)，救連娛AD偌誤續(xù)塞成可加 茂直之算動(dòng)，由圖像及協(xié)速宜桀玄動(dòng)趣律，堵臺(tái)里澹與速庾的關(guān)不可以如逋，城砂長(zhǎng)與宙行竟度比值 加工8,出磁場(chǎng)制才間不是部人臉時(shí)的.聿，端題B F確，詵項(xiàng)C鑄謀?！久麕燑c(diǎn)睛】此題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，根據(jù)圖象上獲取的信息，結(jié)合 |E Blv分析 線框的運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵，要熟練運(yùn)用力學(xué)規(guī)律，如運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓第二定律和動(dòng)能 定理解決電磁感應(yīng)的問題.8.如圖所示，相距為 d的兩條水平虛線 Li、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁

14、場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 為B,正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng) (L<d),質(zhì)量為mr電阻為R將線圈在磁場(chǎng)上方 h高處由靜 止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為 vo, cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)速度也為 vo,則線圈穿過磁場(chǎng)的過 程中(從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到 ab邊離開磁場(chǎng)為止)，則不正確的是：()A.感應(yīng)電流所做的功為m。8 .感應(yīng)電流所做的功為2mgiC.線圈的最小速度可能為 mgRB2L2D.線圈的最小速度一定是2g(h L d)【答案】A 【解析】1艮據(jù)能聊彳恒,研究從邊削鑿入磁場(chǎng)到壯邊沌蜉出磁場(chǎng)的過程：動(dòng)靜化量為L(zhǎng)章力勢(shì)能化為線粗迸入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量，0=叱，cd邊剛進(jìn)入朝頻寸速度為外，B邊

15、即痼開磁場(chǎng)時(shí)速度也為小,所以供由邊附除出聰場(chǎng)到此邊高升出場(chǎng)的過程,線框產(chǎn)生的熱量與從M邊剛進(jìn)入蝸到必邊剛進(jìn)入磁場(chǎng) 的過程產(chǎn)生的熱量相等，所陽(yáng)圈從Z邊進(jìn)入進(jìn)場(chǎng)到好邊離開出場(chǎng)犧程:產(chǎn)生的熱量P=22,感則“一若,也CIE確寧因?yàn)楦鄢鰣?chǎng)應(yīng)電浜假的功力？厘，散片錯(cuò)誤，13正確j線?？赡芟茸鰹V觸動(dòng)，在完全迸入球場(chǎng)前已也勺速運(yùn)動(dòng),RTV盯浣全進(jìn)人生場(chǎng)時(shí)的速度最小,則"=姓=現(xiàn)上?時(shí)要瀛速，線圈全蛔入磁場(chǎng)后做勻加速運(yùn)4b則北越圈剛?cè)克腿氲讏?chǎng)時(shí)界冏速度最小.宓%圈的最小速度為0,線牌從開始下藉到線圈剛完全進(jìn)入褂場(chǎng)的i3程，根據(jù)彘量守恒定律傅工mg( A+£) = 2+i/?ivi j由上

16、可知，Q = .d ,斛得綠酬康小速度為：/ = Rg6+ "公'戰(zhàn)正確，本題；4擇不正碾的，故選A【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵根據(jù)根據(jù)線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)刻的速度都是V。，且全部進(jìn)入磁場(chǎng)將做加速運(yùn)動(dòng)，判斷出線圈進(jìn)磁場(chǎng)后先做變減速運(yùn)動(dòng)，也得出全部進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度是穿越磁場(chǎng)過程中的最小速度。9 .如圖所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R, Ci和G是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域C中磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度隨時(shí)間按 B=b+kt (k>0)變化，G中磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度恒為 B2, 一質(zhì)量為 m電阻為r、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿AB穿過區(qū)域G

17、的圓心。垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止。(軌道電阻不計(jì)，重力加速度大小為 g。)則：()A.通過金屬桿的電流方向?yàn)閺腁到BB.通過金屬桿的電流大小為3-2B2a3C.定值電阻的阻值為 R 2k B2a mgD.整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率 P k amg2B2【答案】BDt解析】區(qū)域。甲挺場(chǎng)的破黜度塞寸口胺&-辦安心小變化.q總礁轆廊形理大，穿辿整個(gè)回路 的磁通量增K：區(qū)將蘇定'律冷所和，通過蛉屬樣的電淄月向?yàn)閺腅到具，其At羽吳多時(shí)金屬Tb根據(jù)平衡 方程得：四總=4?-沏，嵯得:，=M，故B正班:由法拉第電潞亞E律，哪一育一國(guó)踏中產(chǎn)生的感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)”妙-自一

18、命-垢力且用合電靡附定律有又F-著，解得：式一些產(chǎn)7,故H 4工2L + f上/產(chǎn)運(yùn)£【名師點(diǎn)匚精設(shè)1整/、電蹈中產(chǎn)生的熱功率,故口正確一 羽睛】本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律和平衡條件的應(yīng)用，要注意產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效面積等于C1圓面積，不是整個(gè)矩形面積。10 .如圖所示，MNF口 PQ是電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌彎曲部分與平直部分平滑連接，頂端接一個(gè)阻值為R的定值電阻，平直導(dǎo)軌左端，有寬度為d,方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一電阻為r,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒從導(dǎo)軌 AA'處由靜止釋放，經(jīng) 過磁場(chǎng)右邊界繼續(xù)向

19、右運(yùn)動(dòng)并從桌邊水平飛出，已知AA'離桌面高度為h,桌面離地高度為 H,金屬棒落地點(diǎn)的水平位移為 s,重力加速度為g,由此可求出金屬棒穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中：()A.流過金屬棒的最小電流B.通過金屬棒的電荷量C.金屬棒克服安培力所做的功D.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，穿過閉合回路的豌a量塔大，產(chǎn)生幽鼓電流將產(chǎn)生®器導(dǎo)體棒句右運(yùn)動(dòng),J? BFV故導(dǎo)體棒廬府做港速運(yùn)動(dòng)，在右邊界速度最小，根據(jù)I=-1=七 J可知流過金屬棒的電流在在訪 龍+廣J? + r界最小，之后導(dǎo)體棒像平拋運(yùn)動(dòng),在水平方向上儂勻速運(yùn)幼，即右邊界的速度即為平摭運(yùn)動(dòng)的初速度，所以左右邊界的速度為

20、65; =：=備=上倍？代入可得流過金屬棒的最小電謊, A E確¥通過金屬梅的電荷量="之&-93，敵B正確J由于不如送導(dǎo)體棒的質(zhì)量j無(wú)去根據(jù)動(dòng)能定理解 R +尸 J? +r Ji + r答金屬?？朔才啻笏龅墓σ约敖饑?guó)轉(zhuǎn)生的焦耳熱，CD錯(cuò)誤i【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要熟練推導(dǎo)出感應(yīng)電荷量的表達(dá)式q，這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)常R用到，要在理解的基礎(chǔ)上記住。11 .如圖甲所示，光滑的平行豎直金屬導(dǎo)軌AB CD相距L,在A、C之間接一個(gè)阻值為 R的電阻，在兩導(dǎo)軌間abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向外、長(zhǎng)為5d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)弓雖度為B,一質(zhì)量為mi電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為L(zhǎng)的

21、導(dǎo)體棒放在磁場(chǎng)下邊界 ab上（與ab邊重合），現(xiàn) 用一個(gè)豎直向上的力 F拉導(dǎo)體棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒剛要離開磁場(chǎng)時(shí)做勻速直線 運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖乙所示，已知重力加速度為g,下列判斷正確的是：（）A.導(dǎo)體棒離開磁場(chǎng)時(shí)速度大小為2mg（R r）b2l2B.導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，通過電阻R的電荷量為5BLdRC.離開磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端電壓為2mgRBLD.導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，電阻R產(chǎn)生焦耳熱為9mgdRB4L4 2m3g2R(R r)2B4L4(R r)【答案】ACD【解析】導(dǎo)體棒座開磁布是做勻謔運(yùn)動(dòng)，劇由平

22、衡抑識(shí)可如3尸=0.=淵g+答，解得 耳十產(chǎn)V-""£："，選項(xiàng)A正確I喇本棒系過班萬(wàn)的過程中卜通遼區(qū)阻耳的電詞勤 = = " W =-，選耍B錯(cuò)誤$離開距場(chǎng)叼導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電曬：£=小=紳"+-, 犬+尸£+尸長(zhǎng)+/jfl則導(dǎo)體梯兩礎(chǔ)由壓衣J=名-二網(wǎng)堡,詵哽C正確：導(dǎo)體棒好討磁場(chǎng)生討器中市油N片母可扣； Jt + rSL_, ,.,12 rrx .11 9&£3個(gè) 一2nd 1 加f id mg-5d- 9= - hnr f 七=0=i9制；加wZ -j；2工Bl電阻J£產(chǎn)生焦耳熱力1

23、?g二二R +中七砂尸-工腳V 式r十,丫-7sTiz+r?-，選睨口在喇 故選ACD.【名師點(diǎn)睛】本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)和功能關(guān)系的結(jié)合，對(duì)于這類問題一定要正確分析 安培力的大小和方向然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列出牛頓第二定律方程或者平衡方程求解，注意金屬棒通過磁場(chǎng)的過程通過 R上的電量q .12.如圖1所示，光滑的平行豎直金屬導(dǎo)軌AB CD相距L,在A、C之間接一個(gè)阻值為 R的電阻，在兩導(dǎo)軌間abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向外、高度為 5d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, 一質(zhì)量為mr電阻為r、長(zhǎng)度也岡U好為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒放在磁場(chǎng)下邊界 ab ±(與ab邊重合).現(xiàn) 用一個(gè)豎直向上的力 F拉導(dǎo)

24、體棒，使它由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒離開磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖2所示，下列判斷正確的是：()A.導(dǎo)體棒離開磁場(chǎng)時(shí)速度大小為3mg(R，B2L2B.導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，通過電阻R的電荷量為5BLdRc.離開磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端電壓為 2mgRBLD.9mgdRB4L4 2m3g2R(R r)2導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，電阻R廣生焦耳熱為 B4L4(R r)工翦析】導(dǎo)體還雪弁磁場(chǎng)是截句速運(yùn)動(dòng)，則由平衡虹識(shí)可知；F = %型一削弁-J2 4 Y，解得但也第2有小將皿儂則的過，詡腿哂無(wú)M荷射”絲歲遇嬰,這項(xiàng)E

25、部,離開眼利導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電酬 3口邱QBLJZ+-F 直+產(chǎn) R+r則導(dǎo)體蒯端電各八行=要'戢C止胤號(hào)體轉(zhuǎn)過瞞血的由動(dòng)雕理加 T -12,11PF由唱犬產(chǎn)生角耳胸內(nèi)Q,=RQ 9飛逝肥"-2m/述十f尸月*6(7 +力，選響口正崎，故選3.【名師點(diǎn)2叫爐+3那g M 一肛g 3d 用赤=m/j刃,乜尸相哥厘31m產(chǎn)睛】本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)和功能關(guān)系的結(jié)合，對(duì)于這類問題一定要正確分析安培力的 大小和方向然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列出牛頓第二定律方程或者平衡方程求解，注意金屬棒通過磁 場(chǎng)的過程通過R上的電量q -一 .二、非選擇題(本大題共 4小題，第13、14題每題10分；第15、1

26、6題每題15分；共50分)13. (10分)如圖所示，兩條平行導(dǎo)軌 MN PQ的間距為L(zhǎng),粗糙的水平軌道白左側(cè)為半徑為 r1的1光滑圓軌道，其最低點(diǎn)與右側(cè)水平直導(dǎo)軌相切，水平導(dǎo)軌的右端連接一阻值為R的定值4電阻；同時(shí)，在水平導(dǎo)軌左邊寬度為d的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為R方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將一金屬桿從圓軌道的最高點(diǎn)PM處由靜止釋放，金屬桿滑到磁場(chǎng)右邊界時(shí)恰好停止。已知金屬桿的質(zhì)量為 m、接入電路部分的電阻為 R,且與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為：金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度大小為g ,求：(1)金屬桿剛到達(dá)水平軌道時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小N;(2)整個(gè)過程

27、中通過金屬桿橫截面的電荷量q ;【答案】(1) N F 3mg; q BL ; (3) Q -mg r d2R2【解析】3)金屬桿剛到達(dá)水平軌道時(shí)的速度大小為,金屬桿在IS孤軌道上下滑的過程中，由機(jī)城前守恒寶律有:A袋此時(shí)導(dǎo)期金屬桿的支持力大小為F,則育，產(chǎn)海g 拼.7解得：F-3砥由牛頓第三定律可知:W - F3葡g ,(2)設(shè)金屬桿在水平直導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t ,則這段時(shí)間內(nèi)金屬桿中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E ,其中磁通量的變化Bdl這段時(shí)間內(nèi)金屬桿上通過的平均電流為：i 2R通過金屬桿橫截面的電荷量為 q T t解得：qBdL2R(3)在金屬桿運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，由能量守恒定律有: 2Q m

28、gr mgd1斛得：Q - mg r d。2【名師點(diǎn)睛】本題綜合考查了機(jī)械能守恒定律、動(dòng)能定理、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路 歐姆定律等，關(guān)鍵要能運(yùn)用圖象法分析桿變減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生能力要求 較高，需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練，提高解題能力。14. (10分)如圖所示，一光滑金屬直角形導(dǎo)軌aob豎直放置，ob邊水平。導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為 ，電阻可忽略不計(jì)的金屬桿cd搭在導(dǎo)軌上，接觸點(diǎn)為 M、N。t 0時(shí)，MO NO L , B為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外。(磁場(chǎng)范圍足夠大，桿與導(dǎo)軌始終接觸良好，不計(jì)接觸電阻)(1)若使金屬桿cd以速率V1勻速運(yùn)動(dòng)，且速度始終垂直于桿向下，求金屬桿所受到

29、的安培 力隨時(shí)間變化的表達(dá)式；則求t時(shí)刻外力F的瞬時(shí)功率。(2)若保證金屬桿接觸點(diǎn) M不動(dòng)，N以速度V2向右勻速運(yùn)動(dòng)，求電路中電流隨時(shí)間的表達(dá)式;(3)在(1)問的基礎(chǔ)上，已知桿的質(zhì)量為 m ,重力加速度g ,【答案(1) F安 B v1(L Et) ; I BLv2；(3)2 (2L v2t)B2Vi2(L2vit)2mgMPf2【解析】(1)根據(jù)安培力公式：F安ILB ,根據(jù)閉合電路歐姆定律公式：I ER由于導(dǎo)線切割導(dǎo)線，則電動(dòng)勢(shì)為：E BLv1 ,根據(jù)幾何關(guān)系則：L J2(L J2vt)則：R 2 (L V2vit),解得：F安Bv1(L %區(qū)#。2糧據(jù)閉合電幽娼定律公式T二-由于導(dǎo)裝切

30、S塢縱則電動(dòng)勢(shì)力；E . - BL與混混幾何關(guān)系：1/ =,牛睡為變速直當(dāng)腿動(dòng)領(lǐng)律：V 二上工 COSi>2即；*一=叱8$&,則；R -i?(2L + vy) <解得：7二,2況2L十分心(3)根據(jù)能量守恒：FF安 PF PG，則根據(jù)功率公式：PF安 F. v1oB2v12(L2 vlt)2mgv;則：Pg mgv1 cos 45 ,可以得到： PF 。2【名師點(diǎn)睛】本題綜合考查了機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律，關(guān)鍵理清過程，知道金屬桿勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的重力與安培力平衡。15. (15分)如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖

31、滑塊K和質(zhì)量為m的" U'框型緩沖車廂。在車廂的底板上固定著兩個(gè)光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ MN緩沖車的底部固定有電磁鐵(圖中未畫出)，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面并隨車廂一起運(yùn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,設(shè)導(dǎo)軌右端 QN磁場(chǎng)的右邊界。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度 絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈 abcd,線圈的總電阻為 R匝數(shù)為n, ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。假設(shè)緩沖車以速度 V0與障礙物C碰撞后，滑塊 K立即停下(碰前車廂與滑塊相對(duì)靜止)，此后線圈與軌道磁場(chǎng)的作用使車廂減速運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。不計(jì)一切摩擦阻力。(1)求滑塊K的線圈中最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 日的大??；(2)若緩沖車廂向前移動(dòng)

32、距離 L后速度為零(導(dǎo)軌未碰到障礙物)，則此過程線圈abcd中通過的電荷量q和產(chǎn)生的焦耳熱Q各是多少？(3)若緩沖車以某一速度 V/ (未知)與障礙物 C碰撞后，滑塊 K立即停下，緩沖車廂所受的最大水平磁場(chǎng)力為 Fm緩沖車在滑塊K停下后，其速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足：n2B2L2v= v/ - 一可。要使導(dǎo)軌右端不碰到障礙物，則緩沖車與障礙物C碰撞前，導(dǎo)軌右端與滑mR塊K的cd邊距離至少多大？殘沖車俯視圖1cF mR2【答案】(1) nBLw(2) Q ,mv2 (3) X -mm 2n B L【解析】Cl）箋沖車以速度為與厚鬲物C碰撞后,滑塊K立即停V，滑塊木朋慵場(chǎng)的速度大小為叼，線圈中產(chǎn)生的S位電動(dòng)勢(shì)最大，則有£1T近工邛，.一由法拉策電碼感應(yīng)定律得E=”普,其中0Kio