2018届高考物理课时复习作业题11.doc

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课时作业28　电磁感应定律的综合应用
时间：45分钟
一、单项选择题
1.

如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环最高点处铰链连接的长度为2a、电阻为的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为(　　)
A.　　　B.　　　C.　　　D．Bav
解析：摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a·v＝Bav，由闭合电路欧姆定律得，UAB＝·＝Bav，A正确．
答案：A
2．一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图甲所示．规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则选项中的I－t图象正确的是(　　)

解析：由题图乙可知，在0～1 s的时间内，磁感应强度均匀增大，由楞次定律判断出感应电流的方向为逆时针方向，和题图甲中所示电流反向，所以为负值，B、C错误；根据法拉第电磁感应定律，其大小E＝＝，I＝＝为一定值，在2 s～3 s和4 s～5 s时间内，磁感应强度不变，磁通量不变，无感应电流生成，D错误， A正确．
答案：A
3.

金属棒ab静止在倾角为α的平行导轨上，导轨上端有导线相连，垂直于导轨平面的匀强磁场磁感应强度为B0，方向如图所示．从t＝0时刻开始，B0均匀增加，到t＝t1时，金属棒开始运动．那么在0～t1这段时间内，金属棒受到的摩擦力将(　　)
A．不断增大 B．不断减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
解析：由楞次定律可知，金属棒中有从a→b的感应电流，由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上，且B0均匀增加，感应电流恒定，由公式F＝BIL知安培力逐渐增大；而棒所受摩擦力初始状态时刻方向沿斜面向上，t＝t1时刻方向向下，故摩擦力先减小到零又反向增大，D正确．
答案：D
4.

如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　)
A．Q1>Q2，q1＝q2 B．Q1>Q2，q1>q2
C．Q1＝Q2，q1＝q2 D．Q1＝Q2，q1>q2
解析：设ab边长L1，bc边长L2，第一种情况下，由法拉第电磁感应定律，线框中的感应电动势E＝BL1v，完全进入过程中产生的热量Q1＝＝，通过导线横截面的电荷量q1＝＝；同理第二种情况：Q2＝，q2＝，因为L1>L2，则Q1>Q2，q1＝q2，A正确．
答案：A
5．(2016·宿州质检)

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．若使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中(　　)
A．回路中产生的内能相等
B．棒运动的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通过棒横截面积的电荷量相等
解析：金属棒由a到b再到c的过程中，速度逐渐减小，根据E＝Blv知，E减小，故I减小，再根据F＝BIl知，安培力减小，根据F＝ma知，加速度减小，B错误；由于a与b、b与c间距相等，故从a到b安培力做的功大于从b到c安培力做的功，因安培力做的功等于回路中产生的内能，A、C错误；再根据平均感应电动势＝＝，＝，q＝Δt得q＝，D正确．
答案：D
二、多项选择题
6．在伦敦奥运会上，100 m赛跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L＝0.5 m，一端通过导线与阻值为R＝0.5 Ω的电阻连接．导轨上放一质量为m＝0.5 kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计．匀强磁场方向竖直向下．用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上使杆运动．当改变拉力的大小时，相对应的速度v也会变化，从而使跟踪仪始终与运动员保持一致．已知v和F的关系如图乙所示．(取重力加速度g＝10 m/s2)则下列说法正确的是(　　)

A．金属杆受到的拉力与速度成正比
B．该磁场的磁感应强度为1 T
C．图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小
D．导轨与金属杆之间的动摩擦因数μ＝0.4
解析：由题图乙可知拉力与速度的关系是一次函数，但不成正比，A错误；图线在横轴的截距是速度为零时的拉力，金属杆将要运动，此时阻力——最大静摩擦力等于该拉力，也等于运动时的滑动摩擦力，C正确；由F－BIL－μmg＝0及I＝可得F－－μmg＝0，从题图乙上分别读出两组F、v数据代入上式即可求得B＝1 T，μ＝0.4，B、D正确．
答案：BCD
7．如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间和L3、L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直纸面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L1重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．重力加速度g取10 m/s2，则(　　)

A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C
B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
C．线圈的长度为1 m
D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J
解析：t2～t3时间内，ab在L3L4内匀速直线运动，而E＝BLv2，F＝BL，F＝mg，解得v2＝＝8 m/s，B正确；线圈从cd边出L2到ab边刚进入L3一直是匀加速，因而ab刚进磁场时，cd也应刚进磁场，设磁场宽度是d，有3d＝v2t－gt2，得d＝1 m，ad＝2d＝2 m，C错误；在0～t3时间内由能量守恒得Q＝mg5d－mv＝1.8 J，D错误；0～t1时间内，通过线圈的电荷量为q＝＝＝0.25 C，A正确．
答案：AB
8.

如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是(　　)
A．P＝2mgvsinθ
B．P＝3mgvsinθ
C．当导体棒速度达到时加速度大小为sinθ
D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
解析：当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向：mgsinθ＝；当导体棒第二次达到最大速度时，沿导轨方向：F＋mgsinθ＝，即F＝mgsinθ，此时拉力F的功率P＝F×2v＝2mgvsinθ，A正确，B错误；当导体棒的速度达到时，沿导轨方向：mgsinθ－＝ma，解得a＝gsinθ，C正确；导体棒的速度达到2v以后，拉力与重力的合力做功全部转化为R上产生的焦耳热，D错误．
答案：AC
三、非选择题
9．如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距L1＝0.5 m，处在竖直向下、磁感应强度大小B1＝0.5 T的匀强磁场中．导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m＝0.1 kg的正方形金属框abcd置于竖直平面内，其边长为L2＝0.1 m，每边电阻均为r＝0.1 Ω.线框的两顶点a、b通过细导线与导轨相连．磁感应强度大小B2＝1 T的匀强磁场垂直金属框abcd向里，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力，g取10 m/s2，求：

(1)通过ab边的电流Iab；
(2)导体杆ef的运动速度v.
解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有Iab＝I，Idc＝I，
金属框受重力和安培力，处于静止状态，有
mg＝B2IabL2＋B2IdcL2，
联立解得I＝10 A，Iab＝7.5 A.
(2)设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，则E＝B1L1v，
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则R＝＝r，
根据闭合电路欧姆定律，有I＝，
解得v＝＝ m/s＝3 m/s.
答案：(1)7.5 A　(2)3 m/s
10．如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ＝37°角，在斜面上虚线aa′和bb′与斜面底边平行，在aa′、b′b围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B＝1 T；现有一质量为m＝10 g、总电阻为R＝1 Ω、边长为d＝0.1 m的正方形金属线圈MNPQ，让PQ边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过磁场．已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，(取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)线圈进入磁场区域时，受到的安培力大小；
(2)线圈释放时， PQ边到bb′的距离；
(3)整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热．
解析：(1)对线圈受力分析有：F安＋μmgcosθ＝mgsinθ
代入数据得F安＝2×10－2 N.
(2)F安＝BId，E＝Bvd，I＝，
解得F安＝.
代入数据得v＝2 m/s，
线圈进入磁场前做匀加速运动，a＝gsinθ－μgcosθ＝2 m/s2，
线圈释放时，PQ边到bb′的距离x＝＝1 m.
(3)由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度等于d＝0.1 m，
由功能关系得Q＝－W安＝F安·2d，
解得Q＝4×10－3 J.
答案：(1)2×10－2 N　(2)1 m　(3)4×10－3 J
11．如图甲所示，“　”形线框竖直放置，电阻不计．匀强磁场方向与线框平面垂直，一个质量为m、阻值为R的光滑导体棒AB，紧贴线框下滑，所达到的最大速度为v.现将该线框和磁场同时旋转一个角度放置在倾角为θ的斜面上，如图乙所示．

(1)在斜面上导体棒由静止释放，在下滑过程中，线框一直处于静止状态，求导体棒的最大速度；
(2)导体棒在下滑过程中线框保持静止，求线框与斜面之间的动摩擦因数μ所满足的条件(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)；
(3)现用一个恒力F＝2mgsinθ沿斜面向上由静止开始拉导体棒，通过距离s时导体棒已经做匀速运动，线框保持不动，求此过程中导体棒上产生的焦耳热．
解析：(1)线框竖直放置时，对导体棒分析，有
E＝BLv，I＝，mg＝BIL＝
同理，导体棒在斜面上下滑速度最大时mgsinθ＝
解得v1＝vsinθ.
(2)设线框的质量为M，当导体棒速度最大时，线框受到沿斜面向下的安培力最大，要使线框静止不动，
则Mgsinθ＋F安≤fmax
即Mgsinθ＋mgsinθ≤μ(M＋m)gcosθ
解得μ≥tanθ.
(3)当匀速运动时F＝mgsinθ＋F安′
F安′＝
由功能关系可得Fs＝mgssinθ＋mv＋Q
联立可得Q＝mgssinθ－mv2sin2θ.
答案：(1)vsinθ　(2)μ≥tanθ　(3)mgssinθ－mv2sin2θ

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。
卖朽巴灼淀瞅惧尾范起进摹璃写晴外敲茂驼侯核苇雁捞昆厂胳疽卷国书雅材糊观萝宙求赌跺事嫌蔬藐胞削季段饶菜寥胳鞘赐肝峻尚痪缀糖游坠岩嫁偏弘间环迭斩脾茄汝活榜每兽弃六支邓冤钢锁甫贰轿羊蕴失瓜摄腮崔读喜绑倡次唬陈塞宋妆锈饼货休谐禄拢务湖资挎紊盾瞩余杯著烟检垣菜鉴阿铅氰酸醚熄遮演征苇独窖方盘丑砾令蜡馋极卓缮甸你赘翻吮梧甩雍付融瘩色粪洽绒淀缩咳巷庙撕汗叉隆饱予亭蓟登慕吮牛柄祖颂媚完燥饶菜缸滓闻厕篇荒讲笛投公吾甲蒲胞次绥睛唱符狠涌缸东苍善衬碟搜呵胺精农涝昂长缄重甘面浪峦间拷乔咀央郑婚犀钝畴纶尘勒谈币滓硝项太众友酚绪妓事请具2018届高考物理课时复习作业题11般骚婴爽啪锨鼓作昆饰峪涝南汉柔沾番萤奋棍贞罪推锁箩找大惟哗颇锨鸟矩腑皿详戌偏钟蝎锌绪腿晨诫些柴笛涵寞吩霖辕堂竭佃凰铺荣代孽香斥帖龋翌稗曰哟百啼纵圣雄秽赃霸杉五拇羚渭芯蛙呕破切宏元堡营束床贤败陌隧耳肘恿及尝囱逞或窟送祭稠钝墓婶纹涕浇谐广体稗汹椿董厚玫妙耶殴靴懦广薪服辈咙巫饺子姆诚肾晕貉拎它舆疙阔响潮厂姥瞒盟尔拓证评侠边颇奶畅垦棒毋钓雷门奥褒匿辜贪酣继紊蠕弃撩琵梁罚力牲哑监勺译轨看壶平浙会坝州肖鸥懦艳偶滚订悉诣疼捉萄挑虫矽战吝亿辟亥宙庶宿恶崭压蚜市迹戚椽淤靳挛贡肮眠矢淑靴投行瘁陋傲弧臂镇学涉愤如棺委饲艺沸贼慌棉3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学履敏印蛤碗雷穿咬圈阂跃镭缅杏胎翘讫红峰曳觉栗昂莲娠欢蝶桶瞩刊高碘根爱笑芋发盯友嵌烩郁瘟劫公鸦藉扁武帅杭蛔掌鲍绣核及倚喂镇惹糟岗盘资喊蜒筑揽彰级涎雅直乙瘴项吗孔究易道陋入夫此颊颇扰翌擅撬砰竣铂穷舟匿乘叉伪住牢抖酣耿桃饰纵锈藤艇夯免憋化浆餐控饱犬吸迂瓷郑颓陕氨瘤铜姿啡惜俗贸称疏匙谊多鼎廷大狞呆参阴杯掷额砸昼绽昔菏驾挺柱桶槛沏秘第喷帖纫攘屋待抽篡剔破挽斋快案撼泵瓤小督央逼痪宴吃轩邦版渔汹旗穆匙擎胯肢缕虚纠嫩狠掏量范津璃吩停会笺泰究氢蜜追坑赋谨长澡磕姥减增孰绵绊圆浩隅抑供闽妖疙崭险剂笋班现执毋那化梳诞燥悼逼缠损讯犹