【高考導(dǎo)航】屆高考物理一輪復(fù)習鞏固測試 9.3 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用

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1、 《高考導(dǎo)航》2013屆高考物理一輪復(fù)習鞏固測試：9.3 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用（人教版） (時間：45分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題7分，共計42分，每小題只有一個選項符合題意) 1．如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出．設(shè)在整個過程中，棒的取向不變且不計空氣阻力，則在金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變化情況是(　　) A．越來越大　　　　　　　 B．越來越小 C．保持不變 D．無法判斷 解析：金屬棒水平拋出后，在垂直于磁場方向的

2、速度不變，由E＝BLv可知，感應(yīng)電動勢也不變．C項正確． 答案：C 2．物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電量．如圖所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強度．已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180，沖擊電流計測出通過線圈的電量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應(yīng)強度為(　　) A. B. C. D. 解析：翻轉(zhuǎn)180時磁通量變化ΔΦ＝2BS，設(shè)經(jīng)歷時間為Δt，則平均感應(yīng)電動勢＝n，平均感應(yīng)電流＝/R，故q＝Δt＝n＝

3、，所以B＝. 答案：C 3．用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進入右側(cè)勻強磁場，如圖所示．在每個線框進入磁場的過程中，M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是(　　) A．Ua＜Ub＜Uc＜Ud B．Ua＜Ub＜Ud＜Uc C．Ua＝Ub＜Uc＝Ud D．Ub＜Ua＜Ud＜Uc 解析：每個導(dǎo)體線框進入磁場后都是MN切割磁感線，所以每個導(dǎo)體線框的MN邊都相當于電源，其余部分相當于電源的外電路，導(dǎo)體線框a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是c、d電動勢的一半，而不同的線框的電阻不同．設(shè)a線框電阻為4r，b、c、d線框的

4、電阻分別為6r、8r、6r，則由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得：Ua＝BLv＝，Ub＝BLv＝，Uc＝B2Lv＝，Ud＝B2Lv＝，所以選項B正確． 答案：B 4．如圖所示，圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里．a(chǎn)bcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l.t＝0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合(如圖)．現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是圖中的(　　) 解析：當線圈進入磁場的過程中，由楞次定律可判斷感應(yīng)

5、電流的方向為a→d→c→b→a，與規(guī)定的電流正方向相反，所以電流值為負值，當線圈出磁場的過程中，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→a，與規(guī)定的電流方向相同，所以電流值為正值，又兩種情況下有效切割磁感線的長度均不斷增加，則感應(yīng)電動勢逐漸增大，感應(yīng)電流逐漸增大，所以B選項正確． 答案：B 5．如右圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊剛進入磁場時的一半，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中發(fā)出的焦耳熱為(　　) A．2mgL B．2mgL＋m

6、gH C．2mgL＋mgH D．2mgL＋mgH 解析：設(shè)剛進入磁場時速度為v1，剛穿出磁場時的速度為v2＝① 線框自開始進入到磁場到完全穿出磁場共下落高度為2L 由題意mv＝mgH② mv＋mg2L＝mv＋Q③ 由①②③得Q＝2mgL＋mgH. 答案：C 6．如圖所示，金屬棒AB垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌接觸良好，棒AB和導(dǎo)軌電阻均忽略不計．導(dǎo)軌左端接有電阻R，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過平面．現(xiàn)以水平向右的恒定外力F拉著棒AB向右移動，t秒末棒AB速度為v，移動的距離為l，且在t秒內(nèi)速度大小一直在變化，則下列判斷正確的是(　　)

7、 A．t秒內(nèi)AB棒所受的安培力方向水平向左，大小逐漸增大 B．t秒內(nèi)外力F做的功等于電阻R釋放的電熱 C．t秒內(nèi)AB棒做加速度逐漸增大的加速運動 D．t秒末外力F做功的功率等于 解析：導(dǎo)體棒受到恒力的作用，速度增大，受到向左的安培力，安培力增大，合外力減小，加速度減小，最終應(yīng)達到勻速，選項A正確；選項C錯誤．由能量守恒得W外＝Q＋mv2，選項B錯誤；t秒末外力F做功的功率等于Fv，選項D錯誤． 答案：A 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題7分，共計28分，每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得4分，錯選或不答的得0分) 7．如圖所示，有兩根和水平方向成α角

8、的光滑平行金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端WL1014.TIF足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm，下列說法不正確的是(　　) A．如果B增大，vm將變大 B．如果α變大，vm將變大 C．如果R變大，vm將減小 D．如果m變大，vm將變大 解析：金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)足夠長時間后，速度達最大值vm，此后金屬桿做勻速運動，桿受重力、軌道的支持力和安培力作用，受力如圖所示．安培力F＝LB，對金屬桿列平衡方程mgsin α＝，則vm＝，由此式可知，B增大，vm減??；α

9、增大，vm增大；R變大，vm變大；m變大，vm變大．因此B、D選項正確，A、C錯誤，選A、C. 答案：AC 8．如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中．一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離l時，速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)．設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為g.則此過程(　　) A．桿的速度最大值為 B．流過電

10、阻R的電量為 C．恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量 D．恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量 解析：當v最大時有F＝f＋F安，即F＝μmg＋，v＝；通過電阻R的電量q＝＝，故B對；由動能定理有WF＋Wf＋WF安＝ΔEk，因為Wf＜0，故D對． 答案：BD 9.兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示．除電阻R外其余電阻不計．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則(　　) A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g

11、 B．金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為a→b C．金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為F＝ D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少 解析：釋放瞬間，金屬棒只受重力作用，所以其加速度等于重力加速度．金屬棒向下切割磁感線，產(chǎn)生的電流由b→a流經(jīng)R，當速度為v時，感應(yīng)電流I＝，則安培力F＝BIL＝.從能量守恒方面看，重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量與電阻R上產(chǎn)生的總熱量之和． 答案：AC 10．半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖(上)所示．有一變化的磁場垂

12、直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖(下)所示．在t＝0時刻平板之間中心有一重力不計，電荷量為q的靜止微粒．則以下說法正確的是(　　) A．第2秒內(nèi)上極板為正極 B．第3秒內(nèi)上極板為負極 C．第2秒末微粒回到了原來位置 D．第2秒末兩極板之間的電場強度大小為0.1πr2/d 解析：由圖知第2秒內(nèi)，磁場向里并均勻減小，由楞次定律知，環(huán)中電流方向為順時針，因而上極板帶正電，A項正確；第3秒內(nèi)磁場向外且均勻增大，由楞次定律知，環(huán)中電流方向為順時針，上極板仍帶正電，B項錯誤；同理第1秒內(nèi)上極板帶負電，此微粒2秒內(nèi)先做勻加速直線運動，再做勻減速直線運動，方向不變，C項錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)

13、定律知，電路中感應(yīng)電動勢為E感＝＝πr2＝0.1πr2，場強為E＝＝0.1πr2/d，D項正確． 答案：AD 三、計算題(本題共2小題，共計30分，解答時請寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．) 11．(15分)如圖所示，兩平行長直金屬導(dǎo)軌置于豎直平面內(nèi)，間距為L，導(dǎo)軌上端有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨放在導(dǎo)軌上，并擱在支架上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計，接觸良好，且無摩擦．在導(dǎo)軌平面內(nèi)有一矩形區(qū)域的勻強磁場，方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度為B.開始時導(dǎo)體棒靜止，當磁場以速度v勻速向上運動時，導(dǎo)體棒也隨之開始運

14、動，并很快達到恒定的速度，此時導(dǎo)體棒仍處在磁場區(qū)域內(nèi)，試求： (1)導(dǎo)體棒的恒定速度； (2)導(dǎo)體棒以恒定速度運動時，電路中消耗的電功率． 解析：(1)設(shè)棒速為v′，有 E＝BL(v－v′)① F安＝BIL＝＝② 棒受力平衡有：mg＝F安③ 聯(lián)立得：v′＝v－④ 方向向上 (2)P＝⑤ 聯(lián)立①④⑤得：P＝. 答案：(1)v－　向上　(2) 12．(15分)(2012年連云港模擬)在小車上豎直固定著一個高h＝0.05 m、總電阻R＝10 Ω、n＝100匝的閉合矩形線圈，且小車與線圈的水平長度l相同．現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運動，速度為v1＝1.0 m/s，隨后穿過

15、與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度B＝1.0 T的水平有界勻強磁場，方向垂直紙面向里，如圖甲所示．已知小車運動(包括線圈)的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示．求： (1)小車的水平長度l和磁場的寬度d； (2)小車的位移x＝10 cm時線圈中的電流大小I； (3)小車的位移x＝35 cm時線圈所受的安培力大小及方向如何？ 解析：(1)由題圖乙可知，從x＝5 cm開始，線圈進入磁場，線圈中有感應(yīng)電流，受安培力作用，小車做減速運動，速度v隨位移x減小，當x＝15 cm時，線圈完全進入磁場，線圈中無感應(yīng)電流，小車做勻速運動．因此小車的水平長度l＝10 cm. 當x＝30 cm時，線圈開始離開磁場，則 d＝(30－5)cm＝25 cm. (2)當x＝10 cm時，由圖象可知線圈右邊切割磁感線的速度v2＝0.8 m/s 由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I＝＝ 解得I＝A＝0.4 A. (3)當x＝35 cm時，切割磁感線的速度v3＝0.4 m/s. 線圈中的電流I＝＝ 則安培力F＝nBIh＝ 代入數(shù)據(jù)得F＝1 N 由左手定則得安培力方向水平向左． 答案：(1)10 cm　25 cm　(2)0.4 A　(3)1 N　水平向左 . 7