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1、 Revised as of 23 November 2020通用版备战届高考复习冲刺测试题电磁感应规律的综合应用选修一、选择题1.如右图所示，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ab边向下摆动过
2、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：D2.一质量为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，如右图所示，磁场垂直斜面向上，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
3、小为v，()A向上滑行的时间大于向下滑行的时间B在向上滑行时电阻R上产生的热量小于向下滑行时电阻R上产生的热量C向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等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错；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错；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)，D错； 本题中等难度答案：C3.矩形线圈abcd，长ab20 cm，宽bc
4、10 cm，匝数n200，线圈回路总电阻R5 .整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如右图所示，则()A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为0.2 AC当t s时，线圈的ab边所受的安培力大小为 ND在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J解析：由EnnS可知，由于线圈中磁感应强度的变化率 T/s T/s为常数，则回路中感应电动势为En2 V，且恒定不变，故选项A错误；回路中感应电流的大小为I A，选项B错误；当t s时，磁感应强度B T，则安培力为FnBIl200 N N，故选项C错误；1 min内线圈回路产生
5、的焦耳热为QI2Rt560 J48 J选项D正确答案：D4(2010扬州模拟)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角60斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0t时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()解析：由楞次定律可判定回路中的电流始终为ba方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定，故A、B错；由F安BIL可得F安
6、随B的变化而变化，在0t0时间内，F安方向向右，故外力F与F安等值反向，方向向左为负值；在t0t时间内，F安方向改变，故外力F方向也改变为正值，综上所述，D项正确答案：D5.如右图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值为R，其余电阻不计，则()A该过程中导体棒做匀减速运动B该过程中接触电阻产生的热量为mvC开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为D当导体棒的
7、速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半解析：产生的感应电动势为EBlv，电流为IBlv/R，安培力为FBIlB2l2v/R，l、v都在减小，根据牛顿第二定律知，加速度也在减小，故A错；该过程中，动能全部转化为接触电阻产生的热量为mv；B错；该过程中，通过的总电荷量为QBS/R，整理后得开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的S，C对；由产生的感应电动势为EBlv和电流为IBlv/R，可知D错答案：C6.如右图所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为 T，导体棒ab与cd的电阻均为 ，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉
8、ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰好静止，已知棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，则()Aab棒向上运动的速度为1 m/sBab棒受到的拉力大小为 NC在2 s时间内，拉力做功为 JD在2 s时间内，ab棒上产生的焦耳热为 J解析：cd棒受到的安培力等于它的重力，BLmg，v2 m/s，A错误ab棒受到向下的重力G和向下的安培力F，则ab棒受到的拉力FTFG2mg N，B正确在2 s内拉力做的功，WFTvt22 J J，C不正确在2 s内ab棒上产生的热量QI2Rt2Rt J，D不正确答案：B7.如右图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强
9、磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，则()A此时线框中的电功率为4B2a2v2/RB此时线框的加速度为4B2a2v/(mR)C此过程通过线框截面的电荷量为Ba2/RD此过程回路产生的电能为解析：线框左右两边都切割磁感线则E总2Ba，P，A错误；线框中电流I，两边受安培力F合2BIa，故加速度a，B错误；由，.qt得q.从B点到Q点Ba2，故C正确；而回路中产生的电能Emv2m2mv2，故D错误答案：C二、非选择题8(2010江苏单科)如右图
10、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.(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
11、流的最大值Im解得Im.答案：(1)B(2)v(3)Im9.如右图所示，两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上，弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连，弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒，金属棒始终处于宽度为d的垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中开始时弹簧处于原长金属棒从静止释放，其下降高度为h时达到了最大速度已知弹簧始终在弹性限度内，且当弹簧的形变量为x时，它的弹性势能为kx2，不计空气阻力和其他电阻，求：(1)金属棒的最大速度是多少(2)这一过程中R消耗的电能是多少解析：(1)当金属棒有最大速度时，加速度为零，金属棒受向上的弹力、安培力和
12、向下的重力作用，有2khBIdmgIvmax.(2)根据能量关系得mgh2mvE电又有R、r共同消耗了总电能，ERErE电整理得R消耗的电能为ERE电mghkh2答案：(1)(2)mghkh210如图所示，在距离水平地面h0.8 m的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场正方形线框abcd的边长l0.2 m，质量m0.1 kg，电阻R .一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连线框，另一端连一质量M0.2 kg的物体A.开始时线框的cd在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的cd
13、边进入磁场时物体A恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10 m/s2.求：(1)匀强磁场的磁感应强度B.(2)线框从开始运动到最高点，用了多长时间(3)线框落地时的速度多大解析：(1)设线框到达磁场边界时速度大小为v，由机械能守恒定律可得：Mg(hl)mg(hl)(Mm)v2代入数据解得：v2 m/s线框的ab边刚进入磁场时，感应电流：I线框恰好做匀速运动，有：MgmgIBl代入数据解得：B1 T(2)设线框进入磁场之前运动时间为t1，有：hlvt1代入数据解得：t1 s线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间：t2 s此后轻绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间：t3 s线框从开始运动到最高点，所用时间：tt1t2t3 s(3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即IBl(Mm)gmg因此，线框穿过磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动由机械能守恒定律可得：mvmv2mg(hl)代入数据解得线框落地时的速度：v14 m/s.答案：(1)1 T(2) s(3)4 m/s
