《高考物理二轮复习专题练习 12.3法拉第电磁感应定律的综合应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习专题练习 12.3法拉第电磁感应定律的综合应用（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、拉第电磁感应定律的综合应用一、选择题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得 6 分，漏选的得 3 分，错选的得 0 分)1如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和 2L 的两只闭合线框 a 和 b，以相同的速度从磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的重力，若外力对环做的功分别为 b，则 )A14 B12C11 D不能确定【解析】根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热 a ( b (b2R a，故 b14.【答案】2010北京四校联考)如图所示，金属棒 直跨搁在位于水平
2、面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，棒 导轨的电阻均忽略不计导轨左端接有电阻R，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面现以水平向右的恒定外力 F 拉着棒 右移动，t 秒末棒 度为v，移动的距离为 s，且在 t 秒内速度大小一直在变化，则下列判断正确的是 ()At 秒内 所受的安培力方向水平向左，大小逐渐增大Bt 秒内外力 F 做的功等于电阻 R 释放的电热Ct 秒内 做加速度逐渐减小的加速运动Dt 秒末外力 F 做功的功率等于2析】由左手定则可知 所受的安培力方向水平向左，棒 t 秒内一直做加速度减小的加速运动根据能量守恒定律可知：外力 F 做的功一部分用来克服安培力做功转化为电能，
3、另一部分用来增加棒的动能t 秒末外力 F 做功的功率为 P只有 A、答案】直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，抛物线方程是 yx 2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是 ya 的直线(图中虚线所示 )，一个小金属环从抛物线上 yb( ba)处以速度 v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()AB. mg(ba) Dba) 析】小金属环进入或离开磁场时，磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即 Q b
4、a) 2【答案】图所示，两光滑平行金属导轨间距为 L，直导线 与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为 ，除电阻R 外，导轨和导线的电阻均不计现给导线 初速度，使导线 右运动，当电路稳定后，速度 v 向右匀速运动时()A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为 容器所带电荷量为 保持 速运动，需对其施加的拉力大小为析】当棒匀速运动时，电动势 E变，电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两板间的电压为 UE 带电荷量Q故选项 C 是正确的【答案】图所示，ab、两根水平放置且相互平行的金属轨道，相距 L，左右两端各连接一个阻值均匀 R 的定值电阻，轨
5、道中央有一根质量为 m 的导体棒 垂直放在两轨道上且与两轨道接触良好，棒及轨道的电阻不计整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为 N 在外驱动力作用下做简谐运动，其振动周期为 T，振幅为 A，通过中心位置时的速度为 )A. 2 2析】棒做简谐运动，其速度随时间按正弦规律变化，切割磁感线时产生的感应电动势也随时间按正弦规律变化电动势的有效值：E I 2 案】江西重点中学联考)如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为 ，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 m 长为 l 的导体棒从 置获得平行斜面的大小为 v 的初速度向上运动，最远到达
6、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 )A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为滑过程中电流做功发出的热量为 2C上滑过程中导体棒克服安培力做的功为 滑过程中导体棒损失的机械能为 12【解析】电路中总电阻为 2R，故最大安培力的数值为 ；由能量守恒定律可知：公式表示为： 电热 ，则有：12Q 电热 即为安培力做的功， B 正确，C 错误；导体棒损失的机12械能即为安培力和摩擦力做功的和，W 损失 D 正确12【答案】图所示，平行金属导轨与水平面成 角，导轨与固定电阻 连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒 量为m，导体棒的电阻与固定电阻 阻值均相等，与导轨之
7、间的动摩擦因数为 ，导体棒 导轨向上滑动，当上滑的速度为 v 时，受到安培力的大小为 ()A电阻 耗的热功率为 B电阻 耗的热功率为 C整个装置因摩擦而消耗的热功率为 个装置消耗的机械功率为 (Fv【解析】棒 滑速度为 割磁感线产生感应电动势 E棒电阻为R，则 2 R，回路的总电阻为 R 总 R，通过棒的电流 I ，棒所受安培力32 ，通过电阻 2的电流相等，即 2 ，则电阻22 1I R ，电阻 2I R fmg 摩擦消耗的热功率为 PF f vmg 个装置消耗的机械功率为mg Fmg 、C 、D 选项正确【答案】图所示，用铝板制成 U 型框，将一质量为 m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，
8、使整体在匀强磁场中沿4垂直于磁场方向向左以速度 v 匀速运动，悬挂拉力为 ()A悬线竖直，F T线竖直，F T线竖直，F BE 1E 2CE 1 D无法判定 2 大小【解析】设 的质量为 m，匀速运动的速度为 v，导轨宽 l，则由平衡条件，得 I ，E以 v ，可见 匀速运动的速度与何时闭合开关无关，Q 棒两种情况下落地速度相同，由能量守恒定律得：机械能的损失完全转化为电能，故两次产生的电能相等【答案】光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示，两个磁场的边界，磁场范围足够大一个半径为 a、质量为m、电阻为 R 的金属环垂直磁场方向，以速度 v 从如图所
9、示位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线 合时，圆环的速度为 ，则下列说法正确)A此时圆环中的电功率为4时圆环的加速度为4过程中通过圆环截面的电荷量为过程中回路产生的电能为 析】感应电动势 E2B2a 2应电流 I ，此时圆环中的R 2I 2R( )2R ，安培力 F2B2，此过程中通过圆环2q t t m( ) R 2R 2 12 案】述、计算题(本题共 3 小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11如图所示，导线框 质量为 m，电阻为 r，长为 l1，长为 ，长均为 正下方 h 处有一单边有
10、界匀强磁场区域，其水平边界为 感应强度为 B，方向垂直于纸面向里使线框从静止开始下落，下落过程中 始终水平，且进入磁场前的某一时刻，线框已开始匀速运动重力加速度为 g，不计空气阻力(1)求 进入磁场瞬间线框的加速度；(2)此后，当 进入磁场前的某一时刻，线框又开始匀速下落，求从 刚进入磁场到线框完全进入磁场过程中，线框损失的机械能【解析】(1)匀速运动时 l 1 1I 1 进入磁场瞬间线框的电动势( l1) 2 ，13 I 2(3得 ag gB2(f(1,3)9(2)再次达到匀速时，同理可得 f(1,3) 9进入磁场到线框完全进入磁场过程中损失的机械能 E( 12 2 12 2165案】(1)
11、 g(2) 9 65高考上海卷)如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为 l，左侧接一阻值为 R 的电阻区域 存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为 m，电阻为 r 的金属棒 于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F)(v 为金属棒速度)的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大(已知：l1m，m1rs1m)(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度 B 的大小；(3)若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 vv 0 x，且棒在运动到 r)时恰好静止，则外力 F 作用的时间为多少？(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线【解析】(1)金属棒做匀加速运动R 两端电压 UI v，U 随时间均匀增大，
