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2019-2020年高考物理暑期輔導(dǎo)班 課題十五電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用練習(xí) 【走進(jìn)考場(chǎng)】 1．如圖所示，電阻率均勻的矩形線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，(1)(3)(4）三個(gè)圖中線(xiàn)框在圖示平面內(nèi)平動(dòng)，(2）圖中線(xiàn)框繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是 A．(1）圖中，流過(guò)ab邊的電流為零，ab兩點(diǎn)間電勢(shì)差為零 B．(2）圖中圖示位置處，流過(guò)ab邊的電流不為零，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差不為零 C．(3）圖中，流過(guò)ab邊的電流為零，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差不為零 D．(4）圖中，流過(guò)ab邊的電流為零，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差也為零 2.如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P之間接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．金屬棒在平行于導(dǎo)軌的外力F的作用下沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示．下列說(shuō)法正確的是 A．流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镸→R→P B．金屬棒ab的動(dòng)能逐漸增大 C．穿過(guò)回路abPMa的磁通量均勻增加 D．拉力F做的功等于回路產(chǎn)生的熱量與金屬棒ab增加的機(jī)械能之和 3．如圖所示，間距為L(zhǎng)、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)使金屬棒以初速度沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，若金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的電荷量為q。下列說(shuō)法正確的是 A．金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng) B．整個(gè)過(guò)程中金屬棒克服安培力做功為 C．整個(gè)過(guò)程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為 D．整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 4．如圖，水平的平行虛線(xiàn)間距為d=60cm，其間有沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)阻值為R的正方形金屬線(xiàn)圈邊長(zhǎng)l>d，線(xiàn)圈質(zhì)量m=100g。線(xiàn)圈在磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止釋放，保持線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等不 計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，則 A．線(xiàn)圈下邊緣剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)加速度最小 B．線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱為0.6J C．線(xiàn)圈在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，電流均為逆時(shí)針?lè)较? D．線(xiàn)圈在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電量相等 5、如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成角，M、P兩端接有阻值為R的定值電阻。阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其它部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上。從t=0時(shí)刻開(kāi)始棒受到一個(gè)平行于導(dǎo)軌向上的外力F，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中棒始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，通過(guò)R的感應(yīng)電流隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。下面分別給出了穿過(guò)回路abPM的磁通量、磁通量的變化率、棒兩端的電勢(shì)差和金屬棒的速度v隨時(shí)間變化的圖象，其中正確的是 題型突破 題型1、電磁感應(yīng)中的“滑桿類(lèi)”問(wèn)題 例題1、如圖所示，平行光滑導(dǎo)軌MN和M′N(xiāo)′置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻可以忽略不計(jì)。導(dǎo)軌的左端通過(guò)電阻忽略不計(jì)的導(dǎo)線(xiàn)接一阻值為R的定值電阻。金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，其阻值也為R。導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)金屬棒ab在導(dǎo)軌上以某一速度向右做勻速滑動(dòng)時(shí)，定值電阻R兩端的電壓為U。 （1）判斷M和M′哪端電勢(shì)高？ （2）求金屬棒ab在導(dǎo)軌上滑動(dòng)速度的大小。 練習(xí)1、如圖15所示，邊長(zhǎng)L=0.20m的正方形導(dǎo)線(xiàn)框ABCD由粗細(xì)均勻的同種材料制成，正方形導(dǎo)線(xiàn)框每邊的電阻R0=1.0Ω，金屬棒MN與正方形導(dǎo)線(xiàn)框的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度恰好相等，金屬棒MN的電阻r=0.20Ω。導(dǎo)線(xiàn)框放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T，方向垂直導(dǎo)線(xiàn)框所在平面向里。金屬棒MN與導(dǎo)線(xiàn)框接觸良好，且與導(dǎo)線(xiàn)框?qū)蔷€(xiàn)BD垂直放置在導(dǎo)線(xiàn)框上，金屬棒的中點(diǎn)始終在BD連線(xiàn)上。若金屬棒以v=4.0m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。求（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）： （1）金屬棒MN上通過(guò)的最大電流大小和方向； （2）導(dǎo)線(xiàn)框消耗的電功率. θ θ a b R 例題2、如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L = 1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ= 37角，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m = 0.2kg，電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為= 0.25。（設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大?。┣螅? ⑴　金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)加速度a的大小； ⑵　當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8W，求此時(shí)金屬棒速度v的大小； ⑶　在上問(wèn)中，若R=2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。（g = 10m/s2，sin37= 0.6，cos37= 0.8） R N M 圖16 練習(xí)1、如圖16所示，兩根豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝0.50m，導(dǎo)軌上端接有電阻R＝0.80Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌下部的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)有虛線(xiàn)所示的水平上邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T，方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。電阻r＝0.20Ω的金屬桿MN，從靜止開(kāi)始沿著金屬導(dǎo)軌下落，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。 （1）求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)通過(guò)電阻R的電流大??； （2）求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩端的電壓； （3）若金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)恰能勻速運(yùn)動(dòng)，則在勻速下落過(guò)程中每秒鐘有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能？ 題型2、電磁感應(yīng)中的“導(dǎo)線(xiàn)框”問(wèn)題 d B b F L a 例題3、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框在水平恒力F作用下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d（d>L）。已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框的加速度恰好為零．則線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出的過(guò)程相比較，有( ) A．產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反 B．所受的安培力方向相反 C．進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間等于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間 D．進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的發(fā)熱量少于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的發(fā)熱量 a′ b′ c′ d′ a b c d v0 a d b c l l 練習(xí)1.如圖所示，在粗糙絕緣水平面上有一正方形閉合金屬線(xiàn)框abcd，其邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m，金屬線(xiàn)框與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。虛線(xiàn)框a′b′c′d′內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下。開(kāi)始時(shí)金屬線(xiàn)框的ab邊與磁場(chǎng)的d′c′邊重合?，F(xiàn)使金屬線(xiàn)框以初速度v0沿水平面滑入磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止，此時(shí)金屬線(xiàn)框的dc邊與磁場(chǎng)區(qū)域的d′c′邊距離為l。在這個(gè)過(guò)程中，金屬線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱為 A． B． C． D． 練習(xí)2、如圖（甲）所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線(xiàn)框，平放在光滑的水平桌面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，金屬線(xiàn)框的一邊ab與磁場(chǎng)的邊界MN重合．在力F作用下金屬線(xiàn)框由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，在5.0s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出．測(cè)得金屬線(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖（乙）所示．已知金屬線(xiàn)框的總電阻為R=4.0Ω． （1）試判斷金屬線(xiàn)框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中，線(xiàn)框中的感應(yīng)電流方向? （2）t=2.0s時(shí)，金屬線(xiàn)框的速度？ 0 t/s I/A 1 2 3 4 5 6 0.1 0.2 0.4 0.3 0.5 （乙） M N B （甲） a b c d 左 （3）已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么，金屬框從磁場(chǎng)拉出過(guò)程線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？ 效果評(píng)估 1．(xx濰坊模擬)兩個(gè)不可形變的正方形導(dǎo)體框a、b連成如圖甲所示的回路，并固定在豎直平面(紙面)內(nèi)。導(dǎo)體框a內(nèi)固定一小圓環(huán)c，a與c在同一豎直面內(nèi)，圓環(huán)c中通入如圖乙所示的電流(規(guī)定電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?，導(dǎo)體框b的MN邊處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)MN邊的安培力(　　) A．0～1s內(nèi)，方向向下 B．1～3s內(nèi)，方向向下 C．3～5s內(nèi)，先逐漸減小后逐漸增大 D．第4s末，大小為零 2．(xx蘭州、張掖聯(lián)考)如圖所示，間距為L(zhǎng)、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，若金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒某橫截面的電荷量為q。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng) B．整個(gè)過(guò)程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為 C．整個(gè)過(guò)程中金屬棒克服安培力做的功為mv2 D．整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv2 3、(xx大慶模擬)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m，電阻也為R的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)垂直，如圖所示，除金屬棒和電阻R外，其余電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則以下結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　) A．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎→a B．最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡 C．金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為B2L2v/R D．金屬棒的速度為v時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為BLv/2 4、(xx濰坊模擬)如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌相距L，與水平面的夾角為θ，整個(gè)空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，虛線(xiàn)上方軌道光滑且磁場(chǎng)方向向上，虛線(xiàn)下方軌道粗糙且磁場(chǎng)方向向下。 當(dāng)導(dǎo)體棒EF以初速度v0沿導(dǎo)軌上滑至最大高度的過(guò)程中，導(dǎo)體棒MN一直靜止在導(dǎo)軌上。若兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m、電阻均為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，在此過(guò)程中導(dǎo)體棒EF上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求： (1)導(dǎo)體棒MN受到的最大摩擦力； (2)導(dǎo)體棒EF上升的最大高度。