2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)演練專題10+第3講+電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用Word版含解析.DOC

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專題十　第3講知識(shí)鞏固練1．如圖所示，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(wú)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(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升一段時(shí)間，則力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于(　　)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(shì)能增加量D．電阻R上放出的熱量【答案】A2．(多選)如圖所示，矩形單匝導(dǎo)線中串聯(lián)著兩個(gè)電阻器，一個(gè)電阻為R，另一個(gè)電阻為2R，其余電阻不計(jì)；在電路中央有一面積為S的矩形區(qū)域磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系為B＝B0＋kt，則(　　)A．該電路為串聯(lián)電路B．該電路為并聯(lián)電路C．流過(guò)電阻R的電流為D．流過(guò)電阻R的電流為【答案】AC3．(2020屆廈門名校質(zhì)檢)如圖所示，PQ、MN是放置在水平面內(nèi)的光滑導(dǎo)軌，GH是長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為r的導(dǎo)體棒，其中點(diǎn)與一端固定的輕質(zhì)彈簧連接，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k.導(dǎo)體棒處在方向向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．圖中電源是電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)的直流電源，電容器的電容為C．閉合開(kāi)關(guān)，待電路穩(wěn)定后，下列選項(xiàng)正確的是(　　)A．導(dǎo)體棒中電流為 B．輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度增加C．輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度減少D．電容器帶電量為Cr【答案】D　【解析】導(dǎo)體棒中的電流I＝，故A錯(cuò)誤；由左手定則知導(dǎo)體棒受的安培力向左，則彈簧長(zhǎng)度減少，由平衡條件BIL＝kΔx，代入I得Δx＝，故B、C錯(cuò)誤；電容器上的電壓等于導(dǎo)體棒兩端的電壓，Q＝CU＝Cr，故D正確．4．(2020年山東名校聯(lián)考)如圖甲，一矩形金屬線圈abcd垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)并固定于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)是變化的，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像如圖乙所示，則線圈的ab邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖像是圖中的(規(guī)定向右為安培力F的正方向)(　　)【答案】A　【解析】0～1s內(nèi)，由楞次定律知，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，根據(jù)I＝，電流為定值，根據(jù)左手定則，ab邊所受安培力的方向向左，為負(fù)值，由F＝BIL知，安培力均勻減?。?～2s內(nèi)，由楞次定律知，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，根據(jù)I＝，電流為定值，根據(jù)左手定則，ab邊所受安培力的方向向右，為正值，由F＝BIL知，安培力均勻增大．故B、C、D錯(cuò)誤，A正確．5．(2020年珠海期末)(多選)如圖，光滑水平面上兩虛線之間區(qū)域內(nèi)存在豎直方向的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)線框PQMN沿圖示速度方向進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)對(duì)角線PM 剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速度大小為v，方向與磁場(chǎng)邊界成45°角，若線框的總電阻為R，則(　　)A．PM剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框中的感應(yīng)電流為B．PM剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框所受安培力大小為C．PM剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩端的電壓為D．PM進(jìn)入磁場(chǎng)后線框中的感應(yīng)電流將變小【答案】AD　【解析】PM剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)有效的切割長(zhǎng)度等于a，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bav，感應(yīng)電流為I＝＝，故A正確；NM邊所受的安培力大小為F1＝BIa＝，方向垂直NM向下．PN邊所受的安培力大小為F2＝BIa＝，方向垂直PN向下，線框所受安培力大小F＝＝，故B錯(cuò)誤；PM兩端電壓為U＝I·＝，故C錯(cuò)誤；PM進(jìn)入磁場(chǎng)后，有效的切割長(zhǎng)度逐漸減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，感應(yīng)電流將減小，故D正確．6．如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好．導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，t＝0時(shí)，將開(kāi)關(guān)S由1擲向2，若分別用q、i、v和a表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小，則下圖所示的圖像中正確的是(　　)【答案】D綜合提升練7．(2020年臨沂月考)(多選)如圖所示，傾角為θ＝37°的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，空間存在的垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一沿導(dǎo)軌平面向下的初速度v0使其沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，已知兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m，電阻相等，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.75，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)．從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩棒相對(duì)靜止的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好的接觸，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為mvB．導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為mvC．當(dāng)導(dǎo)體棒cd的速度為v0時(shí)，導(dǎo)體棒ab的速度為v0D．當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為v0時(shí)，導(dǎo)體棒cd的速度為v0【答案】BD　【解析】由題意可知mgsin37°＝μmgcos37°，則對(duì)兩棒的系統(tǒng)沿軌道方向的動(dòng)量守恒，當(dāng)最終穩(wěn)定時(shí)mv0＝2mv，解得v＝0.5v0，則回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝mv－×2mv2＝mv，則導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為Qcd＝Qab＝Q＝mv，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)導(dǎo)體棒cd的速度為v0時(shí)，則由動(dòng)量守恒有mv0＝m·v0＋mvab，解得vab＝v0，C錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為v0時(shí)，則由動(dòng)量守恒有mv0＝m·v0＋mvcd，解得vcd＝v0，D正確．8．(2020屆蘇北四市聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，一個(gè)剛性圓形線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，線圈平面與其所處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示．關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e、電阻R消耗的功率P隨時(shí)間t變化的圖像，可能正確的是(　　)甲　　　　　　乙A　　　　　B　　　　C　　　　D【答案】BD　【解析】根據(jù)圖像知，0～0.5T時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，線圈中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍?.5T～T時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)減弱，由楞次定律，線圈中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝S，因?yàn)?～0.5T和0.5T～T時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為定值且絕對(duì)值相等，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，故B正確；根據(jù)I＝，整個(gè)過(guò)程中電流大小不變，由P＝I2R知電阻R消耗的功率不變，故C錯(cuò)誤，D正確． 9．(2020年北京名校期末)兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向下，兩導(dǎo)軌之間連接阻值為R的電阻．在導(dǎo)軌上放一金屬棒ab，ab始終與導(dǎo)軌垂直，如圖所示．若在ab棒上施加水平恒力F使其從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向a→bB．金屬棒ab所受安培力大小始終保持不變C．金屬棒ab最終將做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水平恒力F對(duì)金屬棒ab所做的功全部轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能【答案】C　【解析】根據(jù)右手定則可得通過(guò)ab的電流方向由b到a，故A錯(cuò)誤；設(shè)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，金屬棒ab的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，設(shè)金屬棒ab的電阻為r，則電路電流I＝＝，金屬棒ab受到的安培力FB＝BIL＝，由于金屬棒ab的速度增大，所以金屬棒ab受到的安培力增大．金屬棒ab的加速度大小為a＝＝－，由于速度增大，金屬棒ab的加速度減小，所以金屬棒ab做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a＝0時(shí)，金屬棒ab的速度最大，金屬棒ab做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以金屬棒ab所受安培力大小先增大后保持不變，故B錯(cuò)誤，C正確；對(duì)金屬棒ab，根據(jù)動(dòng)能定理可得WF－W安＝mv2－0，可得WF＝mv2＋W安，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水平恒力F對(duì)金屬棒ab所做的功等于金屬棒ab的動(dòng)能和電路產(chǎn)生的全部焦耳熱之和，故D錯(cuò)誤．10．如圖所示，兩金屬桿ab和cd長(zhǎng)均為l，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m(M>m)，用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略且不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)．兩金屬桿都處在水平位置，整個(gè)裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動(dòng)，求其運(yùn)動(dòng)的速度．解：方法一　假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里，ab桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則ab桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小Ei＝Blv，方向a→b；cd桿以速度v向上切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小Ei′＝Blv，方向d→c.在閉合回路中產(chǎn)生a→b→d→c→a方向的感應(yīng)電流I，據(jù)閉合電路歐姆定律，知I＝＝＝，ab桿受磁場(chǎng)作用的安培力F1方向向上，cd桿受的安培力F2方向向下，F(xiàn)1、F2的大小相等，有 F1＝F2＝IlB＝，對(duì)ab桿應(yīng)有F＝Mg－F1，對(duì)cd桿應(yīng)有F＝F2＋mg，解得v＝.方法二　若把a(bǔ)b、cd和柔軟導(dǎo)線視為一個(gè)整體，因M>m，故整體動(dòng)力為(M－m)g，ab向下、cd向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)電磁感應(yīng)定律判斷回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律知I感的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的磁通量的變化，即阻礙ab向下，cd向上運(yùn)動(dòng)，即F安為阻力．整體受到的動(dòng)力與安培力滿足平衡條件，即(M－m)g＝2.則可解得v.方法三　整個(gè)回路視為一整體系統(tǒng)，因其速度大小不變，故動(dòng)能不變，ab向下，cd向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，因Mg>mg，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少，將轉(zhuǎn)化為回路的電能，根據(jù)能量守恒定律，重力的機(jī)械功率(單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能)要等于電功率(單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化的回路中的電能)．所以有Mgv－mgv＝＝.同樣可解得v.