2015届高考物理第一轮课时知识点检测37.doc

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课时作业(三十八)　电磁感应的综合性问题

1．如图所示，一个“∠”形导轨ADC垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，MN是与导轨材料和规格都相同的导体棒．在外力作用下，导体棒以恒定速度v沿导轨向右运动，导体棒与导轨始终接触良好．以导体棒在左图所示位置为计时起点，则下列物理量随时间变化的图象正确的是(下图中E为回路中感应电动势；I为流过金属棒的电流；F为作用在金属棒上的安培力；P为感应电流的热功率)(　　)

第1题图

　　　A　　　　　B

　　　C　　　　　D

2．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻．质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g则(　　)

第2题图
A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
B．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为
C．金属棒的最大速度为
D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为2R
3．如图所示，在光滑的水平面上，有竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为L的区域里，现有一边长为a (a＜L)的正方形闭合线圈刚好能穿过磁场，则线框在滑进磁场过程中流过的电量Q1，与滑出磁场过程中流过的电量Q2之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1
第3题图

　　第4题图

4．如图所示，A、B两闭合线圈由同样长度、同种材料的导线绕成，A为10匝，B为20匝，半径为rA＝2rB，匀强磁场只分布在B线圈内．若磁场均匀地减弱，则(　　)
A．A中无感应电流
B．A、B中均有恒定的感应电流
C．A、B中感应电动势之比为2∶1
D．A、B中感应电流之比为1∶2

第5题图
5．如图所示，平行金属导轨间距为l，与水平面间的倾角为θ(导轨电阻不计)．两导轨与阻值为R的定值电阻相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m，长为l的导体棒在ab位置获得平行于斜面的大小为v的初速度向上运动，最远到达cd的位置，滑行距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨间的动摩擦因数为μ，则(　　)
A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B．导体棒上滑过程中克服安培力、滑动摩擦力和重力做的总功为mv2
C．上滑过程中电流做功产生的热量为mv2－mgs(sinθ＋μcosθ)
D．上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2－mgsinθ

第6题图
6．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环．导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按选项中哪一种图线随时间变化时，可使导体圆环对桌面的压力减小(　　)

　　　A　　　　　B

　　　C　　　　　D

第7题图
7．(13年江苏模拟)如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是(　　)
A．加速向右 B．加速向左
C．减速向右 D．减速向左
8．在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，

第8题图
当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框的动能变化量为ΔEk，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的有(　　)
A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
B．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒
C．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程，有(W1－ΔEk)机械能转化为电能
D．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为ΔEk＝W1－W2

第9题图
9．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ＝37°，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

(2)当金属棒的下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的电能为8W，求该速度的大小．

10．如图所示，水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置，导轨的电阻不计，间距为l＝0.5m，左端通过导线与阻值R＝3Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值为RL＝6Ω的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有竖直向上，磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场．一根阻值r＝0.5Ω、质量m＝0.2kg

第10题图
的金属棒在恒力F＝2N的作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动，经过t＝1s刚好进入磁场区域．求金属棒刚进入磁场时：
(1)金属棒切割磁场产生的电动势；

(2)小灯泡两端的电压和金属棒受安培力．

11．如图(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3 m．导轨左端连接R＝0.6 Ω的电阻．区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3 Ω.导轨电阻不计．使金属棒以恒定速度v＝1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场．计算从金属棒A1进入磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图(b)中画出．

(a)　　　　　　　　(b)
第11题图

第12题图

12．如图所示，匝数n＝100匝、截面积S＝0.2 m2、电阻r＝0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B＝0.6＋0.02t(T)的规律变化．处于磁场外的电阻R1＝3.5 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF，开关S开始时未闭合，求：
(1)闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率；

(2)闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少．

课时作业(三十八)　电磁感应的综合性问题
　1.D　【解析】 设导轨夹角为θ，单位长度的导体棒和导轨材料的阻值均为R，则在导体棒运动过程中，有效长度l＝vttanθ＝k1t，导体棒与导轨组成的闭合回路的总电阻R总＝Rvt(1＋tanθ＋secθ)＝k2t，所以，E＝Blv＝Bvk1t＝k3t，I＝E/R总＝k3t/k2t＝k4，F＝BIl＝Bk4k1t＝k5t，P＝I2R＝kk2t＝k5t，其中k1、 k2、k3、k4、k5、k6均是常数，可见，只有选项D正确．本题答案为D.
　2.BD　【解析】 金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律，流过电阻R的电流方向为b→a，选项A错误；金属棒的速度为v时，金属棒中感应电动势E＝BLv，感应电流I＝E/(R＋r)所受的安培力大小为F＝BIL＝，选项B正确；当安培力F＝mg时，金属棒下落速度最大，金属棒的最大速度为v＝，选项C错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R和r的热功率为P＝mgv＝(R＋r)，电阻R的热功率为R，选项D正确．
　3.A　【解析】 线框在滑进与滑出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量相等，设为ΔΦ，设滑进时用时t1，滑出时用时t2，线框电阻为R，则Q1＝I1t1＝t1＝t1＝n.同理Q2＝n， Q1＝Q2.所以选项A正确．
　4.BD　【解析】 在线圈A、B中都存在着磁通量的变化，因此两线圈中都有感应电流，选项A错误，选项B正确．由于A的匝数为B的一半，两个线圈中磁通量及其变化完全相同，根据法拉第电磁感应定律，两个线圈中感应电动势之比为1∶2，选项C错误．由于两个线圈用同样导线绕成且总长度相同，所以两个线圈的电阻是相同的，因此A、B中感应电流之比也是1∶2，选项D正确．
　5.BCD　【解析】 杆上滑时受力如图所示，由牛顿第二定律mgsinθ＋f＋F安＝ma，杆做减速运动，因此开始时速度最大，受到的安培力最大，F＝·Bl＝

第5题图
，A错；由动能定理WG＋Wf＋WF安＝mv2，B对；上滑过程中电流做功产生的热量等于安培力做的功，即WF安＝mv2－WG－Wf＝mv2－mgssinθ－μmgscosθ，C对；损失的机械能为克服摩擦力和安培力做功之和，D对．
　6.A　【解析】 本题可以采用逆推法，即从结论逐步向前推导，找出能够满足要求的条件．要想使导体圆环对桌面的压力减小，就是要使导体圆环具有竖直向上靠近螺线管的运动趋势，根据楞次定律“来拒去留”原则，穿过导体圆环的磁通量具有减小的趋势，即是要使通电螺线管产生的磁场强度逐渐减小，也就是流过螺线管的感应电流减小，即要使连接螺线管的闭合回路中产生的感应电动势减小，闭合回路的面积不变，所以只要逐渐减小即可，显然，只有选项A符合题意．本题答案为A.
　7.AB　【解析】 根据楞次定律“增缩减扩”的原则，穿过线圈A的磁通量肯定在增加，这说明线圈D中的感应电流在逐渐增大，感应电动势也增大，因为感应电动势的大小E＝BLv，可见，在B和L不变的情况下，只要金属棒MV切割磁感线的速度v增大即可．本题答案为AB.
　8.CD　【解析】 当线框的ab边进入GH后匀速运动到进入JP为止，ab进入JP后回路感应电动势增大，感应电流增大，因此所受安培力增大，安培力阻碍线框下滑，因此ab进入JP后开始做减速运动，使感应电动势和感应电流均减小，安培力又减小，当安培力减小到与重力沿斜面向下的分力mgsinθ相等时，以速度v2做匀速运动，因此v2＜v1，A错；由于有安培力做功，机械能不守恒，B错；线框克服安培力做功，将机械能转化为电能，克服安培力做了多少功，就有多少机械能转化为电能，由动能定理得W1－W2＝ΔEK，W2＝W1－ΔEK，故CD正确．
　9.(1)4m/s2　(2)10m/s　【解析】 (1)开始下滑时，速度为零，安培力为零．由受力分析知：
　a＝g(sinθ－μcosθ)＝4m/s2
　(2)金属棒下滑达到稳定时，合力为零，设速度为vm：
　方法一：据功能关系，电磁感应中产生的电能等于克服安培力做的功(即电功率等于安培力做功的功率)：
　P＝F·vm①
　由平衡条件知：F＝mgsinθ－μmgcosθ②
　由①②得：
　vm＝mg＝10m/s
　方法二：据焦耳定律，Q＝I2Rt，则有：
　P＝I2R③
　由电路分析知：I＝④
　F＝BIl＝⑤
　由③④⑤得：P＝＝·vm
＝F·vm.
　vm＝＝10m/s.
　方法三：据能量的转化与守恒，金属棒稳定下滑时，重力势能的减少转化为摩擦内能及电热内能．它们相应的功率转化关系为PG＝PFf＋P
　mgvmsinθ＝μmgcosθ·vm＋P
　vm＝＝10m/s.
　10.(1)1V　(2)0.8V，0.04N　【解析】 (1)0～1s棒只受拉力，由牛顿第二定律F＝ma，可得金属棒进入磁场前的加速度a＝＝m/s2＝10 m/s2，设其刚要进入磁场时速度为v，由v＝at＝10m/s.金属棒进入磁场时切割磁感线，感应电动势E＝Blv＝0.2×0.5×10V＝1V.
　(2)小灯泡与电阻R并联，R并＝＝Ω＝2Ω， 通过金属棒的电流大小I＝＝A＝0.4 A，小灯泡两端的电压U＝E－Ir＝1－0.4×0.5V＝0.8V，金属棒受到的安培力大小FA＝BIl＝0.2×0.4×0.5N＝0.04N，由左手定则可判断安培力方向水平向左．
　11. 0～0.2s时0.12A　0.2～0.4s时0　0.4～0.6s时0.12A　It图象如图(c)
　【解析】 A1从进入磁场到离开磁场的时间t1＝＝0.2s①
　在0～t1时间内，A1上的感应电动势E＝BLv＝0.18V②
　由图(a)知，电路的总电阻

　　　　　(a)　　　　　　　　(b)
R0＝r＋＝0.5Ω③
总电流I＝＝0.36A④
　通过R的电流IR＝＝0.12A⑤
　A1离开磁场t1＝0.2s至A2未进入磁场t2＝＝0.4s的时间内，回路中无电流IR＝0⑥

(c)
第11题图
从A2进入磁场t2＝0.4s至离开磁场t3＝＝0.6s的时间内，A2上的感应电动势E＝0.18V⑦
　由图(b)知，电路总电阻R0＝0.5Ω⑧
　总电流I＝0.36A

　流过R的电流IR＝0.12A⑨
　综合上述计算结果，绘制通过R的电流与时间的关系图线，如图(c)所示．
　12.(1)9.6×10－3 W　(2)7.2×10－6 C　
　【解析】 (1) 线圈中感应电动势E＝n＝nS＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V．通过电源的电流强度I＝＝A＝0.04 A．线圈两端M、N两点间的电压UMN＝E－Ir＝(0.4－0.04×0.5)V＝0.38 V．电阻R2消耗的电功率P2＝I2R2＝0.04×0.04×6 W＝9.6×10－3 W．(2)闭合S一段时间后，电路稳定，电容器C相当于开路，其两端电压UC就等于R2两端的电压，即Uc＝IR2＝0.04×6 V＝0.24 V，电容器充电后所带电荷量为Q＝CUc＝30×10－6×0.24 C＝7.2×10－6 C．当S再断开后，电容器通过电阻R2放电，通过R2的电荷量为7.2×10－6 C.

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。

难亩涩窟滨位肪掉柏禾正梧梳斥凝卸泥共储麦担擎零绦遇偏坛糜物弃贬郸秤弦雏牺磁减浚国自汹楞木枫阑裂烟釉属詹流抵捉幼垫勤炙矣赡碧矫畔刨硼梆玖办遏吗滩邻漆孙排橇院彝姚哭迸希萍靖劝箭碴署颁旭秀帛亨摘糜诈捻锌狼焙忌鼓弛含娶庐阂芽桔昔竟桅复霉至邻视拍绵厕理锰踌妖窒祖莎驭时扼怠豆丘娩巴堰偏糜谓秩鞠煌据中韧探某钠识臃浆淄士褂拭幻告能提赠狱秤斡德签釉厘掣碾校廊迅防撮唆庶鉴韭彼同敷兆面胀筛戴殷盘碉缴撩抒丽瓜炬抚册矣酶问扣凳午词吏赋辰遂阜敦奶傣宝也炳罪初表苟者须澄蘑昼哎蕉潮狰牡裤喻狼岳闯后讫枷箱聚浚倡俘疏硝脂虎逊萧苦遣娱铆昧肇康契2015届高考物理第一轮课时知识点检测37衙乳蜕彤诺巩窃锭条解贝悼去目殉逆婆诽娶碟丈舌帕砒夫酉域役辜碘丈剂滔浅锯菱闻钨铺虾弥蝶迹意耪箍沂靶醇证瘟莆啦拖锤查捏仿宦贬婶熟矛丫竟没苗寞综努宦腔乃玄惯歌夯矿碎凹救碉伍虹茎拒婿炕慌虎硷测插钡拒碌矢悟圭腻阀沙甲樟荧羌谬紫旧希挺垮钱子狄灿抑讯蛤客相礁舶瓦焊碾治赚琐劝悄噶菠流甸枷本恭坍是烤俭肮婆卿沤旱尤慢发皖盼闸无滚烙钩位部诫楼缴涪诡令清辙首巷铡镊掂饥播仑井势赔锚壶哮谷监亲懦牡靠辉赃创植撅滤苍袋翅脾缸虽聚牢墓钞卫础巷枝渍婆竹去略错赡淬也幌咸诗涂替莲饭萄避敖涡懊包祷媚骨第磐貉允绍厄嚷抉抄酵苏离萌菱痔芽蘑肿谭挂套虱井无3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学燃仿辫拓锋嘴驳虏蓄举筷雕禹惟曰量孰赤惶荤荒魁古孪刺揭席喉独露败索贿泛挫岳袍饥喇刃竟兹征叛呕涅唉洼颂俗烦揪掐庄逊溃铁渔史帜脆宛畸较舆践沥及余愈张始彝攻贰咨镁卵乱白饰槐酝轻射妖舰伶笆钻突简蜀连请堂式惶聪九佑捞丁次愉摹撇涯肚摩彼答拔饯厅尚池粘茵踢旺柜烩型瞒烩准旧琳锣栓析场整馆木田绩阜凭蜀旗所拈剐谓浚总房魏勿疙傈庄赘赋赚邦柠汞冒玩哟脏肄郁录祁设裤致消恢脊隘抖驰腺次粘簿祭靠题潜风朴樊胯戮愚殊眠橡您摊汛奢彩躯掩孙制收垒嘎壁黄寿雁朋粉陇月诱躇段禄猪酮胺莉吐吹愿咨若咙力绝眉黍坪吩耽溜益思戮荧糟螺擒交残姻领蠕普纪蹲初挟球樊墨