2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 課時(shí)作業(yè)36 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用（二） 新人教版

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1、課時(shí)作業(yè)36電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用(二)時(shí)間：45分鐘1如圖所示，邊長為2l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)邊長為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直，導(dǎo)線框的一條對(duì)角線和虛線框的一條對(duì)角線恰好在同一直線上從t0開始，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿對(duì)角線方向移動(dòng)進(jìn)入磁場，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域用I表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流(逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則下列表示It關(guān)系的圖線中，正確的是(D)解析：導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場后，磁通量保持不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤線框進(jìn)入和穿出磁場過程，有效切割長度發(fā)生變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤線框進(jìn)入磁場過程，有效切割長度

2、均勻增大，感應(yīng)電動(dòng)勢均勻增大，感應(yīng)電流I均勻增大；穿出磁場過程，有效切割長度均勻減小，感應(yīng)電動(dòng)勢均勻減小，感應(yīng)電流I均勻減小，兩個(gè)過程電流方向相反，故D正確2如圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為其圓心環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90關(guān)于圓心對(duì)稱的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相反且均與紙面垂直導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸在圓心與圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t0時(shí)恰好在圖示位置規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流i隨t變化的圖象是(C)解析：桿OM以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t0

3、時(shí)恰好進(jìn)入磁場，故t在0內(nèi)時(shí)，電阻R中有電流流過，B錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則可知，t在0內(nèi)時(shí)，感應(yīng)電流的方向由M指向圓心O，流過電阻R時(shí)的方向是從b流向a，與題中規(guī)定的正方向相反，為負(fù)值，A錯(cuò)誤；t在內(nèi)時(shí)，桿OM處沒有磁場，則沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C正確，D錯(cuò)誤3(多選)一正方形閉合導(dǎo)線框abcd邊長L0.1 m，各邊電阻均為1 ，bc邊位于x軸上，在x軸原點(diǎn)O右方有寬L0.1 m的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示在線框以恒定速度4 m/s沿x軸正方向穿越磁場區(qū)域的過程中，如圖所示的各圖中，能正確表示線框從進(jìn)入到穿出磁場過程中，ab邊兩端電勢差Uab和回路中電流I(設(shè)順時(shí)針

4、方向?yàn)檎较?隨導(dǎo)線框ab邊位置變化情況的是(BC)解析：本題考查電磁感應(yīng)的圖象問題ab進(jìn)入磁場切割磁感線過程中，x在0L范圍：由楞次定律判斷得知，線框感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，ab相當(dāng)于電源，a的電勢高于b的電勢，Uab0.感應(yīng)電動(dòng)勢為EBLv10.14 V0.4 V，電路中的電流I A0.1 A，Uab是外電壓，則有UabI3r0.3 V；dc切割磁感線過程，x在L2L范圍：由楞次定律判斷得知，線框感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，dc相當(dāng)于電源，a的電勢高于b的電勢，Uab0.感應(yīng)電動(dòng)勢為EBLv10.14 V0.4 V，Uab是外電壓，UabIr0.1 V，則B正確，A錯(cuò)誤；ab進(jìn)入磁場切割磁感線過程

5、中，x在0L范圍：由楞次定律判斷得知，線框感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，dc切割磁感線過程，x在L2L范圍：由楞次定律判斷得知，線框感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針大小都是0.1 A，故C正確，D錯(cuò)誤4如圖所示，等腰直角三角形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，左邊有一形狀與磁場邊界完全相同的閉合導(dǎo)線框，線框斜邊長為l，線框從圖示位置開始水平向右勻速穿過磁場區(qū)域，規(guī)定線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎较颍涓袘?yīng)電流i隨位移x變化的圖象正確的是(B)解析：首先判斷感應(yīng)電流的方向，閉合導(dǎo)線框穿過磁場的過程中，磁通量先增加后減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向先向外后向內(nèi)，根據(jù)安培定則，感應(yīng)電流先逆時(shí)針后順時(shí)針，即先正后負(fù)

6、，故A、D錯(cuò)誤；再考慮大小情況，導(dǎo)線框向右運(yùn)動(dòng)過程中切割的有效長度是先增大后減小，根據(jù)EBLv，知感應(yīng)電動(dòng)勢的大小是先增大后減小，則感應(yīng)電流先增大后減小，所以B正確，C錯(cuò)誤5如圖所示，在水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌左端接一定值電阻R，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)向右的初速度，不考慮導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌電阻，下列圖線中，導(dǎo)體棒速度隨時(shí)間的變化和通過電阻R的電荷量q隨導(dǎo)體棒位移的變化描述正確的是(B)解析：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中受向左的安培力F，安培力阻礙棒的運(yùn)動(dòng)，速度減小，由牛頓第二定律得棒的加速度大小a，則a減小，vt圖線斜率的絕對(duì)值減小，故B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤通過R的電荷

7、量qx，可知C、D項(xiàng)錯(cuò)誤6如圖所示，足夠長的U形光滑導(dǎo)軌固定在傾角為30的斜面上，導(dǎo)軌的寬度L0.5 m，其下端與R1 的電阻連接，質(zhì)量為m0.2 kg的導(dǎo)體棒(長度也為L)與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌電阻均不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面，用一根與斜面平行的不可伸長的輕繩跨過定滑輪將導(dǎo)體棒和質(zhì)量為M0.4 kg的重物相連，重物離地面足夠高使導(dǎo)體棒從靜止開始沿導(dǎo)軌上滑，當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌上滑t1 s時(shí)，其速度達(dá)到最大(g取10 m/s2)求：(1)導(dǎo)體棒的最大速度vm；(2)導(dǎo)體棒從靜止開始沿軌道上滑時(shí)間t1 s的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？解析：(1)速度最大時(shí)導(dǎo)體棒

8、切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢EBLvm感應(yīng)電流I，安培力FABIL導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度時(shí)由平衡條件得Mgmgsin30FA聯(lián)立解得vm3 m/s(2)以導(dǎo)體棒和重物為系統(tǒng)由動(dòng)量定理得Mgtmgsin30tBILt(Mm)v0即Mgtmgsin30tBLq(Mm)v0解得1 s內(nèi)流過導(dǎo)體棒的電荷量q1.2 C電荷量q解得1 s內(nèi)導(dǎo)體棒上滑位移由能量守恒定律得Mgxmgxsin30(Mm)v2Q解得Q0.9 J答案：(1)3 m/s(2)0.9 J7(2019福建質(zhì)檢)(多選)如右圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個(gè)過程線框平面始終豎直，線框邊

9、長小于磁場區(qū)域上下寬度以線框剛進(jìn)入磁場時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列描述線框所受安培力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中，可能正確的是(BCD)解析：線框受重力作用加速下落，進(jìn)入與離開磁場時(shí)受到安培力作用若安培力等于重力，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)vm，完全進(jìn)入后只受重力，線框加速下落，剛要離開時(shí)的速度大于完全進(jìn)入時(shí)的速度，故安培力大于重力，速度減小，故B正確；若重力小于安培力，由vmgma可知，線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，安培力隨速度的減小而減小，完全進(jìn)入后只受重力，線框加速，離開磁場時(shí)安培力大于重力，速度減小，進(jìn)入過程與離開過程可能安培力變化情況可能完全相同，故C正確、A錯(cuò)誤；若進(jìn)入時(shí)重力大于安培力，由mgvma，則

10、做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，離開磁場時(shí)安培力大于重力，做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，故D正確8(多選)如圖甲所示，質(zhì)量m3.0103 kg的“”形金屬細(xì)框豎直放置在兩水銀槽中，“”形框的水平細(xì)桿CD長l0.20 m，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B11.0 T、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中有一匝數(shù)n300、面積S0.01 m2的線圈通過開關(guān)K與兩水銀槽相連線圈處于與線圈平面垂直、沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示t0.22 s時(shí)閉合開關(guān)K瞬間細(xì)框跳起(細(xì)框跳起瞬間安培力遠(yuǎn)大于重力)，跳起的最大高度h0.20 m不計(jì)空氣阻力，重力加速度g10 m/s2，下列說法正確的是(BD)A00.1

11、0 s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為3 VB開關(guān)K閉合瞬間，CD中的電流方向由C到DC磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向豎直向下D開關(guān)K閉合瞬間，通過細(xì)桿CD的電荷量為0.03 C解析：00.1 s內(nèi)線圈中的磁場均勻變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律EnnS，代入數(shù)據(jù)得E30 V，A錯(cuò)開關(guān)閉合瞬間，細(xì)框會(huì)跳起，可知細(xì)框受向上的安培力，由左手定則可判斷電流方向由C到D，B對(duì)對(duì)于t0.22 s時(shí)通過線圈的磁通量正在減少，對(duì)線圈由楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向與B2的方向相同，故再由安培定則可知C錯(cuò)誤K閉合瞬間，因安培力遠(yuǎn)大于重力，則由動(dòng)量定理有B1ltmv，通過細(xì)桿的電荷量Qt，細(xì)框向上跳起的過程中v22gh，解得Q

12、0.03 C，D對(duì)9如圖所示，光滑平行足夠長的金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌范圍內(nèi)存在磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下，導(dǎo)軌一端連接阻值為R的電阻在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放一長度等于導(dǎo)軌間距L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，其電阻為r，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)體棒在水平向右的恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后開始勻速運(yùn)動(dòng)，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)求：(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中電流大小(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小以及在時(shí)間t內(nèi)通過回路的電量解析：(1)根據(jù)安培力的計(jì)算公式FBImL解得：Im(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：Im解得：v根據(jù)電荷量的計(jì)算公式可得：qIt根據(jù)動(dòng)量定理可得：FtBILtmv

13、解得：q答案：(1)(2)10(2019桂林模擬)如圖所示，光滑導(dǎo)軌EF、GH等高平行放置，EG間寬度為FH間寬度的3倍，導(dǎo)軌右側(cè)水平且處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)呈弧形升高，ab、cd是質(zhì)量均為m的金屬棒，現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑，設(shè)導(dǎo)軌足夠長求：(1)ab、cd棒的最終速度(2)全過程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱解析：(1)設(shè)ab、cd棒的長度分別為3L和L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab棒進(jìn)入水平軌道的速度為v，對(duì)于ab棒，金屬棒下落h過程應(yīng)用動(dòng)能定理：mghmv2解得ab棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v當(dāng)ab棒進(jìn)入水平軌道后，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流ab棒受到安培力作用而減速，cd棒受到安培力而加速，cd棒運(yùn)動(dòng)后也將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，與ab棒感應(yīng)電動(dòng)勢反向，因此回路中的電流將減小最終達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路的電流為零，所以EaEc即： 3BLvaBLvc得：3vavc設(shè)ab棒從進(jìn)入水平軌道開始到速度穩(wěn)定所用的時(shí)間為t，對(duì)ab、cd分別應(yīng)用動(dòng)量定理得：Fat3BILtmvamvFctBILtmvc0解得：va，vc(2)根據(jù)能量守恒定律得回路產(chǎn)生的總熱量為：Qmghmvmv聯(lián)立得：Qmgh.答案：(1)(2)mgh10