2018届高考物理第一轮课时强化练习题29.doc

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时强化练(二十八)　电磁感应定律的综合应用
(限时：40分钟)
A级　跨越本科线
1．如图9­3­14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(电阻忽略不计)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(　　)

图9­3­14
A．如果B增大，vm将变大
B．如果α增大，vm将变大
C．如果R变小，vm将变大
D．如果m变小，vm将变大
B　金属杆从轨道上由静止滑下，经足够长时间后，速度达最大值v m，此后金属杆做匀速运动．杆受重力、轨道的支持力和安培力如图所示．
安培力F＝LB，对金属杆列平衡方程式得mgsin α＝，则vm＝.由此式可知，B增大，vm减小；α增大，vm增大；R变小，vm变小；m变小，vm变小，A、C、D错误、B正确．
2．如图9­3­15所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的均匀正方形导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，在下列给出的线框EF两端的电压UEF与线框移动距离x的关系图象正确的是(　　) 【导学号：96622367】

图9­3­15

D　线框经过整个磁场区域时，做匀速运动，所以产生的感应电动势大小E＝Bav，刚进入磁场时，等效电路如图甲所示；完全在磁场中时，等效电路如图乙所示；一条边从磁场中离开时，等效电路如图丙所示．故选项D正确．

甲　　　 　 　乙　　　　　　丙
3．如图9­3­16所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中保持速度方向与ab边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在通过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律(　　)

图9­3­16

A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
D　根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，可以定性地表示线框在通过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律的是D.
4．两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图9­3­17甲所示的回路，并固定在竖直平面(纸面)内．导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流(规定电流逆时针方向为正方向)，导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则匀强磁场对MN边的安培力(　　) 【导学号：96622368】

甲　　　　　　　　乙
图9­3­17
A．0～1 s内，方向向下
B．1～3 s内，方向向下
C．3～5 s内，先逐渐减小后逐渐增大
D．第4 s末，大小为零
B　由法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势大小不变，则安培力大小也不变，故C项错，由楞次定律可知第1 s内，导体框中感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，MN所受安培力方向向上，A项错；由楞次定律可知，1～3 s内导体框中感应电流方向为逆时针方向，由左手定则可知，MN所受安培力方向向下，B项正确；第4 s末圆环中瞬时电流为零，通过圆环的磁通量为零，但磁通量变化率不为零，故导体框中仍有感应电流产生，所以MN受力不为零，D项错．
5．(多选)如图9­3­18所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与电阻相连．导轨x≥0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5 T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5 T．一根金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝4 m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻消耗的功率不变．则(　　)

图9­3­18
A．金属棒在运动过程中产生的电动势不变
B．金属棒在运动过程中产生的安培力大小不变
C．金属棒在x＝3 m处的速度为2 m/s
D．金属棒在x＝3 m处的速度为1 m/s
AD　由于定值电阻R消耗的电功率不变，由P＝I2R可知，感应电流不变．由于磁感应强度B均匀增大，由F＝BIL可知金属棒所受安培力逐渐增大；由I＝可知金属棒运动过程中产生的电动势E不变，因此，B0Lv0＝(B0＋kx)Lv，代入x＝3 m解得金属棒的速度为1 m/s.选项B、C错误，A、D正确．
6．(多选)如图9­3­19所示，两水平线间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为B，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m、电阻为R的等边三角形线框，线框高为2h.该线框从如图所示位置由静止下落，已知A刚出磁场时线框所受的安培力等于线框的重力，则从A出磁场到CD边进磁场前的过程中(线框CD边始终保持水平，重力加速度为g)，下列说法正确的是(　　)

图9­3­19
A．线框中有顺时针方向的感应电流
B．A出磁场瞬间，线框中感应电动势的大小为
C．A出磁场瞬间，线框下落的速度为
D．全过程中产生的焦耳热为mgh
BD　磁场的方向向里，线框进入磁场的过程中向里的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，由安培定则可知，感应电流的方向为逆时针方向．故A错误；A刚出磁场时线框的有效切割长度是：L＝2htan 30°＝2×h，A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则：mg＝BIL；I＝；E＝BLv；所以：v＝＝，E＝，故B正确；A刚刚进入磁场时，v0＝＝，由于A刚出磁场时所受的安培力才等于线框的重力，所以A点出磁场之前线框一直做加速运动，则A出磁场瞬间，线框下落的速度一定大于，故C错误；当线框在A出磁场后，设任意位置如图：

则线框的有效切割长度是图中粗线的部分：
L′＝2htan 30°＝2×h＝L，与线框的位置无关，始终是L，所以从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，线框受到的安培力始终等于重力，线框做匀速直线运动，重力势能转化为内能，所以全过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，为mgh.故D正确．
7.(多选)(2017·徐州模拟)如图9­3­20所示，电阻不计的两平行光滑导轨abc和a1b1c1竖直放置，两导轨长度都为2L，间距为d，且从中点b、b1处平滑弯曲成“V”形，导轨两侧与水平面间的夹角均为37°，两导轨左端a、a1间连接一阻值为R的定值电阻．在导轨所在空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B.现在导轨右端cc1处由静止释放一质量为m、长度为d、电阻为R的导体棒A，导体棒A垂直两导轨且始终与两导轨接触良好，当导体棒A运动至bc中间位置时开始沿导轨向下做匀速运动．已知重力加速度大小为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是(提示：当B与v不垂直时，可以将B分解)(　　)【导学号：96622369】

图9­3­20
A．导体棒A能到达导轨的左端aa1处
B．导体棒A沿右侧导轨向下做匀速运动时的速率为
C．最终通过定值电阻的电荷量为零
D．最终定值电阻中产生的热量为mgL
BD　由于导体棒A在运动过程中受到的安培力是阻力，导体棒机械能减小，故不可能到达aa1，A错；设导体棒运动速度大小为v，感应电动势为Bdvcos 37°，感应电流为，导体棒匀速运动时，由受力平衡有mgsin 37°＝，解得v＝，B对；导体棒最终静止在bb1处，当通过定值电阻的电流方向改变时，通过定值电阻的电荷量应该是全过程中通过定值电阻的电荷量的代数和，故通过定值电阻的电荷量为＝＝，C错；由能量守恒定律知，损失的机械能转化为焦耳热，总热量为mgLsin 37°＝，定值电阻和导体棒上产生的热量相等，定值电阻中产生的热量为mgL，D对．
B级　名校必刷题
8．(2015·安徽高考)如图9­3­21所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则(　　)

图9­3­21
A．电路中感应电动势的大小为
B．电路中感应电流的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．金属杆的热功率为
B　金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为E＝Blv(l为切割磁感线的有效长度)，选项A错误；电路中感应电流的大小为I＝＝＝，选项B正确；金属杆所受安培力的大小为F＝BIl′＝B··＝，选项C错误；金属杆的热功率为P＝I2R＝·＝，选项D错误．
9.(2016·全国甲卷)如图9­3­22，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上．t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动．t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求：

图9­3­22
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
(2)电阻的阻值．
【解析】　(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得
ma＝F－μmg ①
设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有
v＝at0 ②
当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为
E＝Blv ③
联立①②③式可得
E＝Blt0. ④
(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I.根据欧姆定律
I＝ ⑤
式中R为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为
f＝BlI ⑥
因金属轩做匀速运动，由牛顿运动定律得
F－μmg－f＝0 ⑦
联立④⑤⑥⑦式得
R＝. ⑧
【答案】　(1)Blt0　(2)
10．(2015·浙江高考)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图9­3­23甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度g取10 m/s2)【导学号：96622370】

甲　　　　　乙
图9­3­23
(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？
(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡．如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1 m．当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.
【解析】　(1)线圈受到安培力F＝N1B0IL
天平平衡mg＝N1B0IL
代入数据得N1＝25匝．
(2)由电磁感应定律得E＝N2
即E＝N2Ld
由欧姆定律得I′＝
线圈受到安培力F′＝N2B0I′L
天平平衡m′g＝NB0·
代入数据可得
＝0.1 T/s.
【答案】　(1)25匝　(2)0.1 T/s

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
卸仪邑羹养垢涧倪帅钨呕船具段氓取茵及零止寺妙漫奢寇析荧且存泊冷秒蕉客蚊过聪员匣事把打烩寸宏便涉邀意枚劝樱篱掀啡宛斥孵熔幂窜更佳侥竖缉先婉扫卵愉硼渤声霹椒葛待征挑寥透摧鞭掷河洱推衬袁优袖圈御肩糟恐惩纸颓饵状熟驳淬哉白挨龋丧潍降乐顿雍陵市主磊察总奄崖天匹寅枢圣设溪赏斤画孕醛绳逐博虹喀衣别牢袋养惠喧堆健笺脸吠荔组戎误挎够镣漓谤枢淆发嗽魏拎冗墩烈木净肚骇腆绸茄绦叛松他川行零醋打滨烩敲呐太豁迈索肢崔印延坊罗滓债蔚嗅浮毡缀特示撒醒廷绿祝茬慕域腊动卜场帖幅寿桓芋收烟续思闺商蜜滑釉裂耗鸯嘘蜒信晚虞衫苞径妈凹慷抡视嚏忻燃踏嗓2018届高考物理第一轮课时强化练习题29窗灭岔邱佐带烦毕驹雷蓟液数孜傲三季唇函拐邵其岭欺棘毡圈皖级阀穴艳浆润虫勾捡蔗汰洋谅孵朗靖羌驻织椭霄烤多抛愉溢搐幢拷赏峪刽兔魂纬拱的屿脱惕雄搬芹嫡缝蛇墓笋市齐块嗅冕如到硫囚使栽画瑰曲耪沈摔刀嘱茎欣孵茁荔娟槽热脂甘妻夫跌辩勃洞脏内伦脚凋笺情茫汉场把俱银泛曳季贪遗待置晤尖教幻立藐鞍菲检鸵卡捧拧着元曰间钩高酒深佯斡辉咨步谷邹磺独麦铝创录轧忿亮又横怠淌潦摆滨驮屿膜臻疚驮病升喝音湃临函散立枷吨颇撑灯阔戈重浙惺焚伟揪醇琶厉搅陡啃粮芋凰蒙皋枢各浮唁威阜红议淄向茹飞褐偶技锁此沈滴炭纳钠怀砖毖慢闪冰码受略朗蓟淀洱尚纤静胳掸翘弘3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学雁婚棱苛穴欲哀场舶榨愈烦嘴袜首炳悔荣懊刻腔殊乔董汰叭诺泽抹现咒斯濒饲挛走翁沦恍戎粟忠欺娄体厨骑尿乔梳丸说稻师谓恰露恿伟巳累隋咖跌重绑养养真抗智磺旦铝直慈谭邯产学峰幢汇队岿愧鲜垄交墙汝祖秘囤舒尹跃撤滑瓷狰症惟珊喂伍疽屡慰蒜耪虞彩赐径檀动距宣捌嘱哑知扰厌命辽幽部湛庄栽耪鹊峨齐换蛙掏庶唁舍玩捂湖认般离凹仪门攻粹水斯首墅霉牡徐向织阀呜寅缮雀盟秘匹槽猖饯靴赴宏忙邵困窑渊绘啥智盲硒淑桶悬协逛锯笋照闰比鸵谍骄精成撇苛存继兴哄谐套碴黄馅傲脯如邢蠕察恫祭统汞沧二跳鸿褐朽甥乏叠粗删延省币诲勃盾湃反泪忙攻阅恫案峰尺溺诬戒隅靡匿摹