【全程復習方略】2020-2021學年高中物理選修3-2-課時提升卷(四)-第四章-5

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時提升卷（四）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類狀況（40分鐘50分）一、選擇題（本題共5小題，每小題6分，共30分）1.如圖所示，在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在槽內(nèi)沿順時針做勻速圓周運動，現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強磁場，且B漸漸增加，則（）A.小球速度變大B.小球速度變小C.小球速度不變D.以上三種狀況都有可能2.（多選）如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）A.因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢B.動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)C.動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D.動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的緣由是一樣的3.如圖所示，兩個比荷相同的都帶正電荷的粒子a和b以相同的動能在勻強磁場中運動，a從B1區(qū)運動到B2區(qū)，已知B2>B1；b開頭在磁感應(yīng)強度為B1的磁場中做勻速圓周運動，然后磁場漸漸增加到B2。則a、b兩粒子的動能將（）A.a不變，b增大B.a不變，b變小C.a、b都變大 D.a、b都不變4.（2021·上海高考）如圖，通電導線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當MN中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向（）A.向左 B.向右C.垂直紙面對外 D.垂直紙面對里5.（多選）（2021·臨沂高二檢測）如圖所示，兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導軌的左端接有電阻R，導軌自身的電阻可忽視不計。斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面對上。質(zhì)量為m、電阻可以不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑，并上上升度h，在這一過程中（）A.作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零B.作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱二、非選擇題（本題共2小題，共20分。需寫出規(guī)范的解題步驟）6.（8分）（2021·玉溪高二檢測）如圖所示，長L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直，求將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程中，（1）拉力的大小F；（2）線圈中產(chǎn)生的電熱Q。7.（12分）（力氣挑戰(zhàn)題）如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個裝置處在垂直于導軌平面對上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問：（1）通過cd棒的電流I是多少？方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？答案解析1.【解析】選A。磁場的變化使空間產(chǎn)生感應(yīng)電場。依據(jù)楞次定律得出如圖所示感應(yīng)電場，又因小球帶正電荷，電場力與小球速度同向，電場力對小球做正功，小球速度變大，A項正確。2.【解析】選A、B。依據(jù)動生電動勢的定義，A項正確；動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)，B項正確，C、D項錯誤。3.【解析】選A。a粒子在磁場中運動，受到的洛倫茲力不做功，動能不變；b粒子在變化的磁場中運動，由于變化的磁場要產(chǎn)生感生電場，感生電場會對它做正功，所以A選項是正確的。4.【解析】選B。當MN中電流突然減小時，單匝矩形線圈abcd垂直紙面對里的磁通量減小，依據(jù)楞次定律，單匝矩形線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針方向，由左手定則可知，線圈所受安培力的合力方向向右，選項B正確。【變式備選】如圖所示，在一均勻磁場中有一導線框abcd，導線框處于水平面內(nèi)，磁場與導線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一段導體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動，桿ef及導線框中導線的電阻都可不計。開頭時，給ef一個向右的初速度，則（）A.ef將減速向右運動，但不是勻減速B.ef將勻減速向右運動，最終停止C.ef將勻速向右運動D.ef將來回運動【解析】選A。ef向右運動，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，依據(jù)楞次定律，ef桿受安培力將阻礙其向右運動，即ef要克服安培力做功而使動能削減，故ef是向右做減速運動。由F=BIL=B25.【解析】選A、D。金屬棒勻速上滑的過程中，對金屬棒受力分析可知，有三個力對棒做功：恒力F做正功、重力做負功、安培力阻礙相對運動，沿斜面對下，做負功。勻速運動時，所受合力為零，故合力做功為零，A項正確，B、C項錯誤；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電路中的電能，電能又等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，D正確。6.【解題指南】由電磁感應(yīng)定律確定安培力的表達式，利用平衡條件確定拉力F的大??；由焦耳定律直接求得電熱Q?！窘馕觥浚?）線圈出磁場時：F=BIL2I=EE=BL2v有：F=B（2）t=L所以：Q=I2RtQ=B答案：（1）B2L7.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析：（1）對棒cd受力分析，列平衡方程，求安培力，求解電流；（2）對棒ab受力分析，依據(jù)平衡條件求力F；（3）依據(jù)焦耳定律及功能關(guān)系求解力F所做的功?！窘馕觥浚?）棒cd受到的安培力Fcd=IlB①棒cd在共點力作用下平衡，則Fcd=mgsin30°②由①②式代入數(shù)據(jù)解得I=1A方向由右手定則可知由d到c。（2）棒ab與棒cd受到的安培力大小相等，F(xiàn)ab=Fcd對棒ab由共點力平衡有F=mgsin30°+IlB③代入數(shù)據(jù)解得F=0.2N。④（3）設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，由焦耳定律可知Q=I2Rt⑤設(shè)ab棒勻速運動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv⑥由閉合電路歐姆定律知I=E2R由運動學公式知，在時間t內(nèi)，棒ab沿導軌的位移x=vt⑧力F做的功W=Fx⑨綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得W=0.4J。答案：（1）1A方向由d到c（2）0.2N（3）0.4J【總結(jié)提升】解答力和電磁現(xiàn)象問題的技巧力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系，相互制約，解決問題首先要建立“動→電→動”的思維挨次，可概括為：（1）找準主動運動者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解電動勢