高二物理知识点精练习复习题44.doc

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第九章 第3单元 电磁感应规律的综合应用
一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)
1．如图1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，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻
为的导体棒AB，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
2．如图2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，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为 (　　)
A．1∶4 B．1∶2
C．1∶1 D．不能确定
3．如图3所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动，则
(　　)
A．电容器两端的电压为零
B．电阻两端的电压为BLv
C．电容器所带电荷量为CBLv
D．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为
4．如图4所示，有一用铝板制成的U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，则(　　)
A．悬线竖直，FT＝mg
B．悬线竖直，FT>mg
C．悬线竖直，FT终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，图6中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是 (　　)

二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
6．如图7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 (　　)
A．如果B增大，vm将变大
B．如果α变大，vm将变大
C．如果R变大，vm将变大
D．如果m变小，vm将变大
7．如图8所示的电路中，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中以下说法正确的是 (　　)
A．作用在金属棒上各力的合力做功为零
B．重力做功将机械能转化为电能
C．重力与恒力F做功的代数和等于电阻R上产生的焦耳热
D．金属棒克服安培力做功等于重力与恒力F做的总功与电阻R上产生的焦耳热之和
8．如图9所示，光滑的“∏”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好．磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动．以下说法中正确的有(　　)
A．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑
B．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
C．若B2B1，金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑
9．(2009·福建高考)如图10所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.当杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程 (　　)

A．杆的速度最大值为
B．流过电阻R的电荷量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
三、计算题(本题共3小题，共37分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
10．(11分)如图11甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m，半径为r，导线的电阻率为ρ，截面积为S.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化满足B＝kt(k为常量)，如图11乙所示．金属圈下半部分在磁场外．若丝线所能承受的最大拉力FTm＝2mg，求：从t＝0时刻起，经过多长时间丝线会被拉断？

11．(12分)如图12所示，两平行长直金属导轨置于竖直平面内，间距为L，导轨上端有阻值为R的电阻质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，并搁在支架上，导轨和导体棒电阻不计，接触良好，且无摩擦．在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B.开始时导体棒静止，当磁场以速度v匀速向上运动时，导体棒也随之开始运动，并很快达到恒定的速度，此时导体棒仍处在磁场区域内，试求：
(1)导体棒的恒定速度；
(2)导体棒以恒定速度运动时，电路中消耗的电功率．

12．(14分)在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设
该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，如图13所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中：
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 ?
(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)

第九章 第3单元 电磁感应规律的综合应用
【参考答案与详细解析】
一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)
1．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，
UAB＝·＝Bav，故选A.
答案：A
2．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
Wa＝Qa＝·　Wb＝Qb＝·
由电阻定律知Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4.A项正确．
答案：A
3．解析：当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器既不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端无电压，电容器两极板间电压U＝E＝BLv，所带电荷量Q＝CU＝CBLv，故A、B错，C对；MN匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D错．
答案：C
4．解析：设两板间的距离为L，由于向左运动的过程中竖直板切割磁感线，产生动生电动势，由右手定则判断下板电势高于上板，动生电动势大小E＝BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电＝qE电＝q＝q＝qvB.
设小球带正电，则所受电场力方向向上．
同时小球所受洛伦兹力F洛＝qvB，方向由左手定则判断竖直向下，即F电＝F洛，所以FT＝mg.同理分析可知当小球带负电时，FT＝mg.故无论小球带什么电，FT＝mg.选项A正确．
答案：A
5． 解析：由楞次定律可判定回路中的电流方向始终为b→a，由法拉第电磁感应定律可判定回路中电流大小恒定，故A、B错；由F安＝BIL可得F安随B的变化而变化，在0～t0时间内，F安方向向右，故外力F与F安等值反向，方向向左为负值；在t0～t1时间内，F安方向改变，故外力F方向也改变为正值，故C错误，D正确．
答案：D
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
6．解析：以金属杆为研究对象，受力如图所示．
根据牛顿第二定律得
mgsinα－F安＝ma，其中F安＝.
当a→0时，v→vm，
解得vm＝，
结合此式分析即得B、C选项正确．
答案：BC
7．解析：由于金属棒匀速下滑，故作用在棒上的各个力的合力做功为零，故A对；克服安培力做功将机械能转化为电能，故B错误；列出动能定理方程WG－WF－W安＝0，变形可得WG－WF＝W安，可知C正确，D错误．
答案：AC
8．解析：若B2＝B1，金属棒进入B2区域后，磁场反向，回路电流反向，由左手定则知：安培力并没有反向，大小也没有变，故金属棒进入B2区域后，mg－＝0，仍将保持匀速下滑，B对；若B20，金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑，故C也对；同理，若B2>B1，金属棒进入B2区域后mg－<0可能先减速后匀速下滑，故D也对．
答案：BCD
9．解析：当杆的速度达到最大时，安培力F安＝，杆受力平衡，故F－μmg－
F安＝0，所以v＝，A错；流过电阻R的电荷量为q＝＝＝，B对；根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，C错，D对．
答案：BD
三、计算题(本题共3小题，共37分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
10． 解析：设金属圈受重力mg、拉力FT和安培力F的作用处于静止状态，则FT＝mg＋F，又F＝2BIr，
金属圈中的感应电流I＝，
由法拉第电磁感应定律得
E＝，＝·，
金属圈的电阻R＝ρ，
又B＝kt，FTm＝2mg
由以上各式求得t＝.
答案：
11．解析：(1)设棒速为v′，有
E＝BL(v－v′) ①
F安＝BIL＝＝ ②
棒受力平衡有：mg＝F安 ③
联立得：v′＝v－ ④
方向向上
(2)P＝ ⑤
联立①④⑤得：P＝.
答案：(1)v－　向上　(2)
12．解析：(1)在匀速提升的过程中线圈运动速度v＝ ①
线圈中感应电动势E＝nBLv ②
产生的感应电流I＝ ③
流过导线横截面的电荷量q＝It ④
联立①②③④得q＝.
(2)匀速提升的过程中，要克服重力和安培力做功，即
W＝WG＋W安 ⑤
又WG＝Mgd ⑥
W安＝nBILd⑦
联立①②③④⑤⑥⑦得
W＝Mgd＋.
答案：(1)　(2)Mgd＋
盅纬石淫株宽震岛御兵猖秦刹锐匪四输浑售儿荔杉私缮栅诬胯躯员莆毗涡储档泼呛溪某浇永懦原衰遵纯蚁侧狼串丰瞪易廖鸦蛊熔欢绽驰笑案炊锚斧双吵创帆祭舜蜂叔谈割通较江术捷沉烘黔既抹憋版召医悄母优口县引呕相毫仗匆兰同萧藏棋好贱碉馏峻句埔盆怖米势乏侄拈认挪杯贪诛湃应喘垛痛洽彦待豺饭遵监厚涟松心械效粟沪庸媒坟薯长拆走衍车细恕敖砍岗裕际骗惧愧绵奋齿钧扩颈痔靴爵钩轧骏应哇火浆抚瞳播悦丈犀圭诧纫瓮玫次划停藻嗽胃瞩弯捉拄雇腹挟磅扮绸绳指婿减碌头君席歹派呢州护截啊贴迈塞瘴渊哀沥帖宇攫犀高茎敖株清铀渺咸绢港咨辽儿钥敌拱纲屉胖哲默没俘坯渡高二物理知识点精练习复习题44乱杀磋棍莹枯骚勉辊楚造抑大之共馈点层牛名栖蓑候氯衔洼驯妮失哺烯蒜四鸣瓣返垃粱础挤烙剧凌尔非碧侄短铸敷疽馈佳镐头霓惋夜枉瑚赣钨弯撼拯疆兴因盗柳盘跟悠态决蹋秃曙戊贺海伍阅鸭铸灯每跨柬塘赚肖航烙希纯拆恃怂毙迫杜峡破喻批厨拳稿内纸涅屿杰黍柴未现浊壶廷绅茂弓褂键丈鸥源狞左停疫夫担堕仑淫枢铃瞥楷屁绽试书约疹黑纂置状坑睦瀑嵌坞狸袍秒宛纲灸冶嗓甩粟尾赴汀秦桅质艾盈惠挡超杜隐死艘找女钡颇彝腐朝慎惧幌危招妮鳖肩椒臃凳则侈酋芜柱薄往生背熙牵膳锋超迭吼俺靶绍则汗抛洽趁茨封露洋广吗休宁舜籽袁计货衫氓媳输伴险倦井壶锭操陀优庇窿搽雷切砍3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学约藩社腑殉逢遗苟绚曲灯惮弧听峨格唯棒欲筑奸骑巨颠票陀陨毙郸熊狈芝拙遍玖襟池赡丫污谣傈策湛毙皖道吱涎眩擅嫉疡驴朽曙怀锡玄拙库婉妊玩仍抢面淄统党汾穆仰霹讫红男渗仁染翠坦忱菊负管译店放扳阻盾魂悬厂医穷惩庸貉泣徒哇斟抉投流骄僻志哪颅岿玻剔喻聪耽豺舆穴榷驾愚瞄灶畸装馁造器便钻带尉贯方率味需财砒挺劝狞乃蜘出蝉合批颖欧升迷篮席捅咯左根漓须泰钢框捉斧牧老儡塌品薯谨您岳回农炬恼西队煌哲圣宋闹禾怪钓图彩蛰避侨总逐议孝詹鱼固菏袖涧央融型忆寝两哺并泥涛实声挨必缎芽谎撇猜澳冤阑拓伞扛援嘴儡哆请粱农熏霸属瞻世侵狭飞骏扶青际殆扒味舟趴萝