2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題九 電磁感應(yīng) 第3講 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用學(xué)案.doc

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第3講　電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2017年江西南昌十所省重點(diǎn)中學(xué)高三二模)如圖K931所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為r的圓環(huán)，以速度v勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場．當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示位置(∠aOb＝90)時(shí)，a、b兩點(diǎn)的電勢差為(　　) 圖K931 A.Brv B.Brv C.Brv D.Brv 2．如圖K932所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于(　　) 圖K932 A．棒的機(jī)械能增加量 B．棒的動(dòng)能增加量 C．棒的重力勢能增加量 D．電阻R上放出的熱量 3．如圖K933所示，固定在同一水平面內(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(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿受到水平向左、垂直于桿的恒力F作用，從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)距離為l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)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(jì)，重力加速度大小為g.對于此過程，下列說法正確的是(　　) 圖K933 A．桿的速度最大值為 B．流過電阻R的電量為 C．恒力F做的功與安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量 D．安培力做功的絕對值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱 4．如圖K934所示，兩根間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為α，圖中虛線下方區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于斜面向上．兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，垂直于導(dǎo)軌放置．開始時(shí)金屬桿ab處在距磁場上邊界一定距離處，金屬桿cd處在導(dǎo)軌的最下端，被與導(dǎo)軌垂直的兩根小柱擋?。F(xiàn)將金屬桿ab由靜止釋放，金屬桿ab剛進(jìn)入磁場便開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度為g，則(　　) 圖K934 A．金屬桿ab進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到b B．金屬桿ab進(jìn)入磁場時(shí)速度大小為 C．金屬桿ab進(jìn)入磁場后產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 D．金屬桿ab進(jìn)入磁場后金屬桿cd對兩根小柱的壓力大小為零 5．(2017年遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校高三月考)如圖K935所示，間距為d的兩條水平虛線之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形線圈abcd邊長為l(l3a)，在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置速度又為v0并開始離開勻強(qiáng)磁場．此過程中vt圖象如圖乙所示，則(　　) 甲　 　乙 圖K937 A．t＝0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0 B．在t0時(shí)刻線框的速度為v0－t0 C．線框完全離開磁場的瞬間(位置3)的速度一定比t0時(shí)刻線框的速度大 D．線框從進(jìn)入磁場(位置1)到完全離開磁場(位置3)的過程中產(chǎn)生的電熱為2Fb 8．(2016年貴州黔南州三校大聯(lián)考)如圖K938所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R，C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域C1中磁場的磁感強(qiáng)度隨時(shí)間按B1＝B0＋kt(k>0)變化，C2中磁場的磁感強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長度為l的金屬桿AB穿過區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止．則(　　) 圖K938 A．通過金屬桿的電流大小為 B．通過金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到A C．定值電阻的阻值為R＝－r D．整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率P＝ 三、非選擇題 9．(2016年河北唐山模擬)在同一水平面上的光滑平行導(dǎo)軌P、Q間距為l＝1 m，導(dǎo)軌左端接有如圖K939所示的電路．其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N間距為d＝10 mm，定值電阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金屬棒ab的電阻r＝2 Ω，其他電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容器兩極板之間的質(zhì)量m＝110－14 kg、電荷量q＝－110－14 C的微粒恰好靜止不動(dòng)．g取10 m/s2，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且速度保持恒定．試求： (1)勻強(qiáng)磁場的方向． (2)ab兩端的路端電壓． (3)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度． 圖K939 10．如圖K9310所示，空間分布著水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的水平寬度d＝0.4 m，豎直方向足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T．正方形線框PQMN邊長l＝0.4 m，質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻R＝0.1 Ω，開始時(shí)放在光滑絕緣水平板上“Ⅰ”位置，現(xiàn)用一水平向右的恒力F＝0.8 N拉線框，使其向右穿過磁場區(qū)，最后到達(dá)“Ⅱ”位置(MN邊恰好出磁場)．設(shè)線框平面在運(yùn)動(dòng)中始終保持在豎直平面內(nèi)，PQ邊剛進(jìn)入磁場后線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2.試求： (1)線框進(jìn)入磁場前運(yùn)動(dòng)的距離s. (2)上述整個(gè)過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱． (3)線框進(jìn)入磁場過程中通過的電量． 圖K9310 11．(2017年黑龍江哈爾濱第六中學(xué)高三期末)如圖K9311所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟的細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿．在豎直平面內(nèi)有間距為l的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降．運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好(忽略摩擦，重力加速度為g)，求： (1)重物勻速下降的速度v. (2)重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR. (3)若將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記為t＝0，速度記為v0，從此時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式． 圖K9311