2019-2020年高三物理一轮复习第九章电磁感应28电磁感应定律的综合应用课时达标.doc

2019-2020年高三物理一轮复习第九章电磁感应28电磁感应定律的综合应用课时达标1矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在04s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为下图中的(安培力取向上为正方向) ()答案：C解析：由Enn，推知电流恒定，A项错误；因为规定了导线框中感应电流逆时针方向为正，感应电流在02 s内为顺时针方向，所以B项错误；由FBIL得：F与B成正比，C项正确、D项错误2如图所示，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，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa：Wb为()A14 B12 C11 D不能确定答案：A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，则WaQa，WbQb，由电阻定律知Rb2Ra，故WaWb14，A项正确3(多选)如图甲所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止，则0t2时间内，PQ受到的安培力F和摩擦力Ff随时间变化的图象可能正确的是(取平行斜面向上为正方向)()答案：ACD解析：在0t2内，磁场随时间均匀变化，故回路中产生的感应电流大小方向均恒定，所以PQ受到的安培力FBILB，方向先沿斜面向上，t1时刻之后方向变为沿斜面向下，故A项正确、B项错；静摩擦力Ffmgsin BIL，若t0时刻，mgsin BIL，则Ff沿斜面向上，若t0时刻，mgsin BIL，则Ff沿斜面向下，C、D两项都有可能正确4如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置今使棒以一定的初速度v0向右运动，当棒到达位置c时速度刚好为零设导轨与棒的电阻均不计，abbc，则金属棒在由a到b和由b到c的两过程中()A棒运动的加速度始终相等B通过电阻R的电荷量之比为11C通过电阻R的平均电流之比为11D时间之比为(1)1答案：B解析：由a到b和由b到c，棒一直在减速，回路中的电流一直在减小，棒所受安培阻力减小，故其加速度在减小，A项错误；由感应电荷量q知，两个阶段相等，q应相同，B项正确；这两个过程的时间不相等，所以磁通量的变化率不相同，平均感应电流不相等，故C项错；如果是匀变速直线运动，时间之比才为(1)1，D项错5.(xx福建卷)如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大答案：C解析：导体棒产生的电动势为EBLv，其等效电路如图所示，总电阻为R总RR，在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，所以A项错误；PQ两端电压为路端电压UEIR，即先增大后减小，所以B项错误；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安IE，先减小后增大，所以C项正确；根据功率曲线可知当外电阻R时输出功率最大，而外电阻先由小于R开始增加到R，再减小到小于R的某值，所以线框消耗的功率先增大后减小，又再增大再减小，所以D项错误6(多选)一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 ，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是 ()Aab受到的拉力大小为2 NBab向上运动的速度为2 m/sC在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能D在2 s内，拉力做功为0.6 J答案：BC解析：对导体棒cd分析有mgBIl.解得v2 m/s，B项正确；对导体棒ab分析有FmgBIl0.2 N，A项错误；在2 s内拉力做功转化的电能等于克服安培力做的功，即WF安vt0.4 J，C项正确；在2 s内拉力做的功为Fvt0.8 J，D项错误7有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如下图所示该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R.绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功.答案：(1)(2)(3)解析：(1)设该过程产生的感应电动势为E，橡胶带运动速率为v.由：EBLv，EU，得：v.(2)设电阻R消耗的电功率为P，则P.(3)设感应电流大小为I，安培力为F，克服安培力做的功为W.由：I，FBIL，WFd，得：W.8将一个矩形金属线框折成直角框架，置于倾角为37的斜面上，ab边与斜面的底线MN平行，如图所示abbccdeffa0.2 m，线框总电阻R0.02 ，ab边的质量m0.01 kg，其余各边的质量均忽略不计，框架可绕过c、f点的固定轴自由转动，现从t0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度与时间的关系为B 0.5t T，磁场方向与cdef面垂直(cos 370.8，sin 370.6)(1)求线框中感应电流的大小，并在ab段导线上画出感应电流的方向；(2)t为何值时框架的ab边对斜面的压力为零？答案：(1)1.0 A，方向从ab(2)0.8 s解析：(1)由题设条件可得，Ecdde0.02 V，所以感应电流I1.0 A，根据楞次定律可判断，感应电流的方向从ab.(2)ab边所受的安培力为FBBIab0.1t，方向垂直于斜面向上，当框架的ab边对斜面的压力为零时，由平衡条件得，FBmgcos 37.联立解得，t0.8 s.9如图甲所示，MN、PQ为间距L0.5 m足够长的平行导轨，NQMN，导轨的电阻均不计导轨平面与水平面间的夹角37，N、Q间连接有一个R4 的电阻有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度B01 T将一根质量为m0.05 kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电荷量q0.2 C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行(取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.)求：(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)cd离NQ的距离s；(3)金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量.答案：(1)0.5(2)2 m(3)0.08 J解析：(1)当v0时，a2 m/s2mgsin mgcos ma得0.5.(2)由图象可知vm2 m/s，设金属棒ab的电阻为r，当金属棒达到稳定速度时，有FAB0ILEB0LvmImgsin FAmgcos qItB0SB0Ls联立得s2 m.(3)由动能定理得mgssin mgscos WAmv0所以得WA0.1 J，由(2)得r1.0 .所以QRWA0.08 J.10(xx安徽卷)如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角为30的斜面向上绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 ，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速率v1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)g取10 m/s2.(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x0.8 m处电势差UCD.(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热答案：(1)1.5 V0.6 V(2)F12.53.75x(0x2)图象见解析(3)7.5 J解析：(1)金属杆CD在匀速运动中产生的感应电动势EBlv(ld)，E1.5 V(D点电势高)当x0.8 m时，金属杆在导轨间的电势差为零设此时杆在导轨外的长度为l外，则l外ddOP得l外1.2 m由楞次定律判断D点电势高，故CD两端电势差UCDBl外v，UCD0.6V(2)杆在导轨间的长度l与位置x关系是ld3x对应的电阻R1R，电流I杆受到的安培力F安BIl7.53.75x根据平衡条件得：FF安mgsin F12.53.75x(0x2)画出的Fx图象如图所示(3)外力F所做的功WF等于Fx图线下所围的面积，即WF2 J17.5 J而杆的重力势能增加量EpmgOPsin 故全过程产生的焦耳热QWFEp7.5 J