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1、2012届高考一轮物理复习（人教版）课时训练第九章 电磁感应第3讲专题 电磁感应的综合应用一、选择题（本题殿7小题，共56分）1图9320如图9320所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框，ab边的质量为m，电阻为R，其他三边的质量和电阻均不计cd边上装有固定的水平轴，将金属框自水平位置由静止释放，第一次转到竖直位置时，ab边的速度为v，不计一切摩擦，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是 ()A通过ab边的电流方向为abBab边经过最低点时的速度vCa、b两点间的电压逐渐变大D金属框中产生的焦耳热为mgLmv2解析：本题考查电磁感应a
2、b边向下摆动过程中，磁通量逐渐减小，根据楞次定律及右手定则可知感应电流方向为ba，选项A错误；ab边由水平位置到达最低点过程中，机械能不守恒，所以选项B错误；金属框摆动过程中，ab边同时受安培力作用，故当重力与安培力沿其摆动方向分力的合力为零时，a、b两点间电压最大，选项C错误；根据能量转化和守恒定律可知，金属框中产生的焦耳热应等于此过程中机械能的损失，故选项D正确答案：D2图9321如图9321所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与
3、磁场的边界平行t0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置)，导线框的速度为v0.经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置)，导线框的速度刚好为零此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置，则 ()A上升过程中，导线框的加速度逐渐增大B下降过程中，导线框的加速度逐渐增大C上升过程中合力做的功与下降过程中的相等D上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多解析：上升过程mgma1，上升过程速度减小，加速度减小，A错；下降过程mgma2，下降过程速度增大，加速度减小，B错；上升过程平均速度大于下降过程的平均速度，所以上升过程的感应电动势大，安培力大，安培力做的功多，C
4、错，D对答案：D3(2011宁夏二校联考)图9322如图9322所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是 ()解析：在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过弹簧线圈的磁通量变大，即穿过弹簧线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即Bt图线的斜率变大
5、，选项D正确答案：D4图9323如图9323所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动以下说法中正确的有 ()A若B2B1，金属棒MN进入B2区域后将加速下滑B若B2B1，金属棒MN进入B2区域后仍将保持匀速下滑C若B2B1，金属棒MN进入B2区域后先减速后匀速下滑解析：当金属棒MN进入磁场B1区域时，金属棒MN切割磁感线而使回路中产生感应电流，当金属棒MN恰好做匀速运动时，其重力和安培力平
6、衡，即有mg.金属棒MN刚进入B2区域时，速度仍为v，若B2B1，则仍满足mg，金属棒MN仍保持匀速下滑，选项B正确；若B2B1，则金属棒MN刚进入B2区域时2r)圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为 ()A. B. C. D.解析：t秒末圆环中感应电动势为EB2rv，由能量守恒知，减少的动能全部转化为焦耳热：Qmvmv2，t秒末圆环中感应电流的功率为P.答案：B6图9325一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑的平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30角，两导轨上端用一电阻R相连，如图9325所示，磁场垂直斜
7、面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则 ()A向上滑行的时间小于向下滑行的时间B在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量C向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电量相等D金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R上产生的热量为m(vv2)解析：导体杆沿斜面向上运动时安培力沿斜面向下，沿斜面向下运动时安培力沿斜面向上，所以上升过程的加速度大于下滑过程的加速度，因此向上滑行的时间小于向下滑行的时间，A对；向上滑行过程的平均速度大，感应电流大，安培力做的功多，R上产生的热量多，B对；由q知C对；由能量守恒定律知回路中产生的总热量为m(vv2)
8、，D错；本题中等难度答案：ABC7图9326如图9326所示，在一水平桌面上有竖直向上的匀强磁场，已知桌面离地高h1.25 m，现有宽为1 m的U形金属导轨固定在桌面上，导轨上垂直导轨放有一质量为2 kg、电阻为2的导体棒，其他电阻不计，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2，将导体棒放在CE左侧3 m处，CE与桌边重合，现用F12 N的力作用于导体棒上，使其从静止开始运动，经过3 s导体棒刚好到达导轨的末端(在此之前导体棒的运动已达到稳定状态)，随即离开导轨运动，其落地点距桌子边缘的水平距离为2 m，g取10 m/s2，则 ()A导体棒先做匀加速运动，再做匀速运动，最后做平抛运动B所加磁场的磁感
9、应强度B2 TC导体棒上产生的焦耳热为24 JD整个过程中通过导体棒横截面的电荷量为3 C解析：导体棒水平方向受安培力、摩擦力和拉力，竖直方向受重力、支持力作用，在拉力F的作用下从静止开始做加速运动，随着速度的增加，安培力增大，合力减小，加速度减小，即开始做加速度减小的加速运动，当合力为零时做匀速运动，直到离开导轨后做平抛运动，A错误；由平抛运动规律hgt2及xvt知导体棒离开桌边缘时速度为vx 4 m/s，而导体棒已处于稳定状态，即FmgBIL，I，所以B2 T，B正确；由法拉第电磁感应定律知2 V，故qtt3 C，D正确；由能量转化及守恒定律得导体棒上产生的焦耳热为QFxmv2mgx8 J
10、，C错误答案：BD二、非选择题（本题共3小题，共44分）8图9327(2010江苏单科，13)如图9327所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：(1)磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值Im.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动BILmg 解得B (2)感应电动势EBLv 感应电流I 由式解得v
11、.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒mvmgh感应电动势的最大值EmBLvm感应电流的最大值Im，解得Im.答案：(1)(2)(3)9(2011浙江六校联考)导体棒的电阻R2 ，质量m0.1 kg，长L0.5 m，导体棒MN架在光滑的金属框架上，金属框架与水平面的夹角为30，如图9328所示，它们处于磁感应强度B为1 T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直.1 s后导体棒沿斜面向上滑行的距离是3 m时，MN刚好获得稳定的速度，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为5 V、1 A，电动机内阻r为1 ，不计框架电阻及一切摩擦，求：图9328(1)导体棒能达到的稳定
12、速度；(2)导体棒上产生的热量解析： (1)电动机的机械功率PUIIr24 W导体棒在斜面上受力如图所示，导体棒在拉力F的作用下做加速度越来越小的加速运动，当导体棒达到稳定速度时，受力平衡，则mgsin FAF即mgsin 解得v4 m/s.(2)在导体棒上升的过程中能量守恒Ptmgssin mv2QQ1.7 J.答案：(1)4 m/s(2)1.7 J10. 图9329如图9329所示，有一足够长的光滑平行金属导轨，电阻不计，间距L0.5 m，导轨沿与水平方向成30倾斜放置，底部连接有一个阻值为R3 的电阻现将一个长也为L0.5 m、质量为m0.2 kg、电阻r2 的均匀金属棒，自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下，下滑中均保持与轨道垂直并接触良好，经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中，如图所示磁场上部有边界OP，下部无边界，磁感应强度B2 T金属棒进入磁场后又运动了一段距离便开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内，金属棒上产生了Qr2.4 J的热量，且通过电阻R上的电荷量为q0.6 C，取g10 m/s2.求：(1)金属棒匀速运动时的速度v0；(2)金属棒进入磁场后速度v6 m/s时，其加速度a的大小及方向；(3)磁场的上部边界OP距导轨顶部的
