《2019年高考物理一轮复习第十章 电磁感应 第3讲 电磁感应规律的综合应用练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理一轮复习第十章 电磁感应 第3讲 电磁感应规律的综合应用练习（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、配餐作业电磁感应规律的综合应用A组基础巩固题1如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力。重力加速度为g，下列说法中正确的是()A在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下C磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D磁铁落地时的速率一定等于解析当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环)
2、，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环)，A项正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，B项错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，机械能不守恒，C项错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度v，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，D项错误。答案A2(多选)如图所示，ABC为等腰直角三角形，AB边与x轴垂直，A点坐标为(a,0)，C点坐标为(0，a)，三角形区域内存在垂直平面向里的磁场，磁感应强度B与
3、横坐标x的变化关系满足B(k为常量)，三角形区域的左侧有一单匝矩形线圈，线圈平面与纸面平行，线圈宽为a，高为2a，电阻为R。若线圈以某一速度v匀速穿过磁场，整个运动过程中线圈不发生转动，则下列说法正确的是()A线圈穿过磁场的过程中感应电流的大小逐渐增大B线圈穿过磁场的过程中产生的焦耳热为QC线圈穿过磁场的过程中通过导线截面的电荷量为零D穿过三角形区域的磁通量为2ka解析线圈穿过磁场的过程中，感应电动势为EBLv，根据欧姆定律可得感应电流大小为I，由几何关系知，切割边运动距离为x时，L2x，解得I，为定值，所以A项错误；产生的焦耳热为QI2Rt，而t，解得Q，所以B项错误；线圈穿过磁场的过程中，
4、通过线圈的磁通量变化量为0，则q0，C项正确；穿过三角形区域的磁通量等于线圈发生位移a时的磁通量变化，qIt，则IRtR2ka，D项正确。答案CD3(多选)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量m0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L10.2 m，线圈电阻R2 。t0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示。则下列说法正确的是()A恒定拉力大小为0.
5、1 NB线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C线圈ab边长L20.5 mD在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C解析在第1 s末，i1，EBL1v1，v1a1t1，Fma1，联立得F0.05 N，A项错误；在第2 s内，由题图分析知线圈做匀加速直线运动，第2 s末，i2，EBL1v2，v2v1a2t2，解得a21 m/s2，B项正确；在第2 s内，vv2a2L2，得L21 m，C项错误；q0.2 C，D项正确。答案BD4(多选)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应
6、强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则 ()A金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为abB金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为C金属棒的最大速度为D金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为2R解析金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律知，流过电阻R的电流方向为ba，A项错误；金属棒的速度为v时，金属棒中感应电动势EBLv，感应电流I，所受的安培力大小为FBIL，B项正确；当安培力Fmg时，金属棒下滑速度最大，金属棒的最大速度为v，C项错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R和r的总热功率为Pmgv2(Rr)，电阻R的热功率为2R，D项正确。答案BD5(
7、多选)如图所示，平行金属导轨与水平面间的夹角为，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动，最远到达ab的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为。则()A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B上滑过程中电流做功放出的热量为mv2mgs(sincos)C上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2D上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2mgssin解析上滑过程中，开始时导体棒的速度最大，受到的安培力最大为，A项错；根据能量守恒，上滑过程中电流做功放出的热量为
8、mv2mgs(sincos)，B项对；上滑过程中导体棒克服安培力做的功等于电流做功产生的热，也是mv2mgs(sincos)，C项错；上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2mgssin，D项对。答案BD6如图所示，正方形导线框abcd的边长为L10 cm，线框平面位于竖直平面内，上下两边处于水平状态。当它从某高处落下时通过一匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，线框的ab边刚进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动。已知磁场的宽度h4L，线框刚进入磁场时的速度v02.5 m/s。那么若以向下为力的正方向，则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象可能是以下四图中的()解析由于ab边刚进入磁场时
9、线框恰能匀速运动，所以线框受力平衡，安培力等于重力且方向向上；当线框完全进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，线框在重力作用下做匀加速运动；当线框从下边离开磁场时，安培力大于重力，线框做减速运动，安培力逐渐减小且方向向上，故选B项。答案B7(多选)如图甲所示，质量m3.0103 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD长l0.20 m，处于磁感应强度大小B11.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一个匝数n300匝、面积S0.01 m2的线圈通过开关S与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所
10、示。t0.22 s时闭合开关S，瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力)，跳起的最大高度h0.20 m。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是()A00.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 VB开关S闭合瞬间，CD中的电流方向由C到DC磁感应强度B2的方向竖直向下D开关S闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.05 C解析由图象可知，00.10 s内，由电磁感应定律可知EnnS30 V，A项错误；细杆CD所受安培力竖直向上，由左手定则知，电流方向由C到D，B项正确；穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律得磁感应强度B2方向竖直向上，C项错误；对细杆应用动量定理得BILtmv，
11、细杆做竖直上抛运动得v22gh，qIt，代入数据联立解得q0.05 C，D项正确。答案BD8(多选)如图所示，水平长度无限大的匀强磁场上下两边界是水平的。边长为L，质量为m的正方形导线框从磁场的上边界以初速度v0水平向左抛出。匀强磁场的宽度H大于导线框的边长L，匀强磁场的磁感应强度为B，线框的电阻为R。运动过程中导线框上下边始终保持水平，重力加速度为g，下列说法正确的是()A线框完全进入磁场的过程中，穿过线框某个横截面的电荷量为B线框完全穿过磁场时水平速度可能小于v0C若线框完全穿过磁场的瞬间竖直速度为v，则整个过程中线框产生的热量为mg(HL)m(v2v)D线框穿过磁场的过程中，瞬时竖直分速
12、度可能等于解析线框进入磁场的过程中，穿过线框某个横截面的电荷量为Q，A项正确；线框在水平方向的速度保持不变，线框完全穿过磁场时水平速度等于v0，B项错误；若线框完全穿过磁场的瞬间合速度为v，则整个过程在线框产生的热量为mg(HL)m(v2v)，C项错误；线框穿过磁场的过程中，在竖直方向重力可能等于安培力，瞬时竖直分速度可能等于，D项正确。答案AD9(多选)如图所示，倾角为37的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d0.2 m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L0.4 m，现将质量为m1 kg、宽度为d的薄矩形板上边缘
13、与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放。已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上)，下列说法正确的是()A矩形板受到的摩擦力为f4 NB矩形板的重力做功为WG3.6 JC产生的热量为Q0.8 JD矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为 m/s解析矩形板从与橡胶带接触到离开过程中，受到的摩擦力随位移先均匀增大后均匀减小，摩擦力最大值为fmmgcos4 N，A项错误；因摩擦产生的热量Q2d220.2 J0.8 J，C项正确；从静止下滑到完全离开橡胶带的过程中，重力做功WGm
14、g(Ld2d)sin3.6 J，B项正确；由动能定理得WGQmv2，计算得v m/s，D项正确。答案BCD10(多选)如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中()A通过R的电流方向为由外向内B通过R的电流方向为由内向外CR上产生的热量为D流过R的电量为解析金属棒从轨道最低位置cd运动到ab处的过程中，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得知通过R的电流方
15、向为由外向内，故A项正确，B项错误；金属棒做匀速圆周运动，回路中产生正弦式交变电流，可得产生的感应电动势的最大值为EmBLv0，有效值为EEm，根据焦耳定律有Qt，时间为t，联立解得Q，故C项正确；通过R的电量，由公式qt，故D项错误。答案ACB组能力提升题11如图所示，在半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场，PQM为圆内接三角形线圈，且PM为圆的直径，三角形线圈的各边由材料相同的细软弹性导线组成(不考虑导线中电流间的相互作用)。设线圈的总电阻为r，且不随形状改变，此时PMQ37，下列说法正确的是()A穿过线圈PQM中的磁通量大小为0.96BR2B若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且BB0kt，则此时线圈中产生的感应电流大小为IC保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近
