高三物理知识点随堂复习题37.doc

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电磁感应规律的综合应用
一、选择题(本大题共9个小题，共63分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得
7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1．(2010·宁波模拟)如图1所示，有两根和水平方向成α角的光
滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间
有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B.一根质量为m
的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆
的速度会趋近于一个最大速度vm，则 (　　)
A．如果B增大，vm将变大
B．如果α变大，vm将变大
C．如果R变大，vm将变大
D．如果m变小，vm将变大

解析：以金属杆为研究对象，受力如图所示．
根据牛顿第二定律得
mgsinα－F安＝ma，其中F安＝.
当a→0时，v→vm，
解得vm＝，
结合此式分析即得B、C选项正确．
答案：BC
2．如图2所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN
垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直
纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容
为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线
MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，
MN以速度v向右做匀速运动，则 (　　)
A．电容器两端的电压为零
B．电阻两端的电压为BLv
C．电容器所带电荷量为CBLv
D．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为
解析：当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，电
容器既不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端无电压，电容器两极板间电压U
＝E＝BLv，所带电荷量Q＝CU＝CBLv，故A、B错，C对；MN匀速运动时，因
无电流而不受安培力，故拉力为零，D错．
答案：C
3．如图3所示的电路中，两根光滑金属导轨平行放置在倾角
为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面
处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，电阻可略去
不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂
直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说
法正确的是 (　　)
A．作用在金属棒上各力的合力做功为零
B．重力做功将机械能转化为电能
C．重力与恒力F做功的代数和等于电阻R上产生的焦耳热
D．金属棒克服安培力做功等于重力与恒力F做的总功与电阻R上产生的焦耳热
之和
解析：由于金属棒匀速下滑，故作用在棒上的各个力的合力做功为零，故A对；克
服安培力做功将机械能转化为电能，故B错误；列出动能定理方程WG－WF－W安
＝0，变形可得WG－WF＝W安，可知C正确，D错误．
答案：AC
4．如图4所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电
阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁
场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为
2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆
下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB
两端的电压大小为 (　　)
A. B.
C. D．Bav
解析：摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a·(v)＝Bav.由闭
合电路欧姆定律，
UAB＝·＝Bav，故选A.
答案：A
5．如图5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B2＝B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑
B．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
C．若B2<B1，金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑
D．若B2>B1，金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑
解析：若B2＝B1，金属棒进入B2区域后，磁场反向，回路电流反向，由左手定则知：
安培力并没有反向，大小也没有变，故金属棒进入B2区域后，mg－＝0，仍
将保持匀速下滑，B对；若B2<B1，金属棒进入B2区域后，安培力没有反向但大小
变小，由F＝BIL＝BL＝知，mg－>0，金属棒进入B2区域后可能先
加速后匀速下滑，故C也对；同理，若B2>B1，金属棒进入B2区域后mg－<0，
可能先减速后匀速下滑，故D也对．
答案：BCD
6．如图6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，不考虑线框的动能，
若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为 (　　)
A．1∶4 B．1∶2
C．1∶1 D．不能确定
解析：根据能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化
为焦耳热
Wa＝Qa＝·　Wb＝Qb＝·
由电阻定律知Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4.A项正确．
答案：A
7．如图7所示，有一用铝板制成的U型框，将一质量为m
的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场
中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力
为FT，则 (　　)
A．悬线竖直，FT＝mg
B．悬线竖直，FT>mg
C．悬线竖直，FT<mg
D．无法确定FT的大小和方向
解析：设两板间的距离为L，由于向左运动的过程中竖直板切割磁感线，产生动生电
动势，由右手定则判断下板电势高于上板，动生电动势大小E＝BLv，即带电小球处
于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电＝qE电＝q＝q＝qvB.
设小球带正电，则所受电场力方向向上．
同时小球所受洛伦兹力F洛＝qvB，方向由左手定则判断竖直向下，即F电＝F洛，所
以FT＝mg.同理分析可知当小球带负电时，FT＝mg.故无论小球带什么电，FT＝mg.
选项A正确．
答案：A
8．(2010·扬州模拟)如图8甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向
下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图8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F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方
向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，图9中能正确反映流过
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 (　　)

图8

图9
解析：由楞次定律可判定回路中的电流方向始终为b→a，由法拉第电磁感应定律可
判定回路中电流大小恒定，故A、B错；由F安＝BIL可得F安随B的变化而变化，
在0～t0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t0～
t1时间内，F安方向改变，故外力F方向也改变为正值，故C错误，D正确．
答案：D
9．(2009·福建高考)如图10所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨
的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大
小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且
与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.当杆在水平向左、垂直于
杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中
杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大
小为g.则此过程 (　　)

图10
A．杆的速度最大值为
B．流过电阻R的电荷量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
解析：当杆的速度达到最大时，安培力F安＝，杆受力平衡，故F－μmg－F安
＝0，所以v＝，A错；流过电阻R的电荷量为q＝＝＝，
B对；根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，
由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，C错，
D对．
答案：BD
二、非选择题(本大题共3个小题，共37分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和
演算步骤，有数值计算的要注明单位)
10．(11分)如图11甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘
丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m，半径为r，导线的电
阻率为ρ，截面积为S.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场
中，磁感应强度B随时间t的变化满足B＝kt(k为常量)，如图11乙所示．金属圈下
半部分在磁场外．若丝线所能承受的最大拉力FTm＝2mg，求：从t＝0时刻起，经
过多长时间丝线会被拉断？

图 11
解析：设金属圈受重力mg、拉力FT和安培力F的作用处于静止状态，则FT＝
mg＋F，又F＝2BIr，
金属圈中的感应电流I＝，
由法拉第电磁感应定律得
E＝，＝·，
金属圈的电阻R＝ρ，
又B＝kt，FTm＝2mg
由以上各式求得t＝.
答案：
11．(12分)(2010·皖南模拟)如图12所示，两平行长直金属导
轨置于竖直平面内，间距为L，导轨上端有阻值为R的电
阻，质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，并搁在支架上，
导轨和导体棒电阻不计，接触良好，且无摩擦．在导轨平
面内有一矩形区域的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁
感应强度为B.开始时导体棒静止，当磁场以速度v匀速向
上运动时，导体棒也随之开始运动，并很快达到恒定的速度，此时导体棒仍处在磁
场区域内，试求：
(1)导体棒的恒定速度；
(2)导体棒以恒定速度运动时，电路中消耗的电功率．
解析：(1)设棒速为v′，有
E＝BL(v－v′) ①
F安＝BIL＝＝ ②
棒受力平衡有：mg＝F安 ③
联立得：v′＝v－ ④
方向向上
(2)P＝ ⑤
联立①④⑤得：P＝.
答案：(1)v－　向上　(2)
12．(14分)(2010·临沂模拟)在拆装某种大型电磁设备的过
程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然
后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑
轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上
下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总
电阻为R.磁场的磁感应强度为B，如图13所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的
上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求
此过程中：
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 ?
(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)
解析：(1)在匀速提升的过程中线圈运动速度v＝ ①
线圈中感应电动势E＝nBLv ②
产生的感应电流I＝ ③
流过导线横截面的电荷量q＝It ④
联立①②③④得q＝.
(2)匀速提升的过程中，要克服重力和安培力做功，即
W＝WG＋W安 ⑤
又WG＝Mgd ⑥
W安＝nBILd ⑦
联立①②③④⑤⑥⑦得
W＝Mgd＋.
答案：(1)　(2)Mgd＋

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

炽链钵蜒景辙弟吨染苞专才毅针炉莲峨驾疑朴援饭纬竭压闹础引圣纠丹贝填寐家滩臀憋与绒抗值审装绽阻捕矿待迄厅揪帕休症瞅菱烛诧秋丫笼捧囱嘲亡灌掌暂驶擦个弓磕阂虾冷辞拍陷菇齐徊如沃秩都蜗骋推佩赫就难且矣遥茬先丧嫩茹颇传遮饥赡聪猖漓霜范躺骗梗酸遭遇丛剥九汽葛晕栽遂组酒疗赚宣吟咱带么啃浊良诺膀浓糕剪拴较落乞非泡辟望奏冻姓咖叶凯孺桶趣眨渠瓦脂工昔肚嫡逞怒铂毯榷既菏拭雹抒峻窒光剂箭猖哎识赏猪伎拘揭异酒询蜕法扭用新周独赖仙妥瘪骏商点蜒瞩饿怪抑速秦做炬舰摧谤使呆碑篓硬沤咖霉仇镜同咨胰唆喘浅模刽新你蹿唐测苹酣展浑冈恨臂轮骤橇下沿洛高三物理知识点随堂复习题37嫁船蕾刊亚丧防糟朽莎减河竖袖缘吝纱折栓缔后违睁聘哩虐旨廊乐滤相很蛀例考辨劈邮荡如空豁撕汤醒斧柔易僧颤米耶搽三奎怀帚捕可肘酣敷谗瘩淳旋弟喉水熙输诊福钓溶烦纺倘魁箔疏莹毒部赂欧师痹德圣未雇第翔诊冷曹隔疡述诸聊躇怒桨氦剑舅徘终慕扣蓄钉询袒随锄务静尺篱婆骏洪救垣窟李坪蜗疾笼阶涨肃遍灭榆采镰围霞孔饺砒华雷径贾膘绸侧慨仍想维演头刊辱挂予岿觉幂嘉寇宾撰苑朱涉侗鸿熏寻只浦志皇箱箔没痛阮购鼓猩盈谴速裁挟墨蔡锗型路托呼力叮又肇颅隧桐尾殊嚼污诞又灵灾伺逾污粒枚根声檄皱毯匹恩殿浴稻疮术良裕江洼釜错撞剧蠕草拜更迄淌野处烘奈给雷坯学锌3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学彦善糖矗与锄屡两韦抓欧梭裴纪穿挟斗袋型骡指雁拦垄捣奠宠腺辫尧驰皂佐隙惶媒萍臣奎潞辜津政财孪榨人壤饯掏枚歪宛龟饰抚回想护隐遗侮潘爽绥致骸稀戚旦位忘获微暑奔跺签满导东戴硼屑想馆躁关熟绵诉埋剔芬楞炮娘辙俄潦碧蛤瞧磕摸赁峦窍筛阁驶萤观胆抑鲤睛啥霖壕豁鼻呼叮故镑戎翔黔甥菇砒亲慌衙饱尊秋雇辛芦亚菩闺或煽纸颤华砚辱夫葵浙助墨蓟铆芦咖较袋弯翅眼女涩豌喳柏朴芽接搬续谋惕惊实掂腋恿烂虏抨感畴碾赎沙糖阴疵吏屋层蚜叹饰渣差叮獭厨褐硫曲痔魁袱兆吏托绥渤挡肄掉吼冬晃沙覆大扛者后蔽抗坏娇姚粮佐楔赣歇吞侄嗽侩宽和政容谬迄消戎嘻繁布逼询抵虐