高考物理一輪復(fù)習(xí)（人教版）課時(shí)作業(yè)29
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111 課時(shí)作業(yè)29 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 時(shí)間：45分鐘 滿分：100分 一、選擇題(88′＝64′) 圖1 1．如圖1所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)．現(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)( ) A．電容器兩端的電壓為零 B．電阻兩端的電壓為BLv C．電容器所帶電荷量為CBLv D．為保持MN勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力大小為 解析：當(dāng)導(dǎo)線MN勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，穩(wěn)定后，對(duì)電容器不充電也不放電，無(wú)電流產(chǎn)生，故電阻兩端沒有電壓，電容器兩板間的電壓為U＝E＝BLv，所帶電荷量Q＝CU＝CBLv，C正確，因勻速運(yùn)動(dòng)后MN所受合力為0，且此時(shí)無(wú)電流，故不受安培力即無(wú)需拉力便可做勻速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)． 答案：C 2．粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框，原先整個(gè)置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行．現(xiàn)使線框沿四個(gè)不同方向勻速平移出磁場(chǎng)，如圖2所示，線框移出磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程( ) 圖2 A．四種情況下流過(guò)ab邊的電流的方向都相同 B．①圖中流過(guò)線框的電量與v的大小無(wú)關(guān) C．②圖中線框的電功率與v的大小成正比 D．③圖中磁場(chǎng)力對(duì)線框做的功與v2成正比 解析：根據(jù)右手定則或楞次定律可知A正確．流過(guò)線框的電量q＝It＝t＝＝.故B正確．電功率P＝Fv＝IlBv＝.P正比于v2.故C不正確．磁場(chǎng)力對(duì)線框做功W＝Fl′＝IlBl′＝＝，W正比于v.故D不正確，正確答案為A、B 答案：AB 圖3 3．(2010江蘇鹽城調(diào)研)兩金屬棒和三根電阻絲如圖3連接，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三根電阻絲的電阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金屬棒電阻不計(jì)．當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流為I，當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流為5I，當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流是( ) A．0 B．3I C．6I D．7I 解析：當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為I，則回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為I＝；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為5I,5I＝；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流是I′＝＝7I，所以D正確． 答案：D 4．(2009福建高考) 圖4 如圖4所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)．設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為 g．則此過(guò)程( ) A．桿的速度最大值為 B．流過(guò)電阻R的電量為 C．恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量 D．恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量 解析： 圖5 本題考查電磁感應(yīng)中的電路、力與運(yùn)動(dòng)、能量轉(zhuǎn)換及電量計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)；意在考查考生對(duì)電磁感應(yīng)電路的分析，電磁感應(yīng)中受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析以及對(duì)電磁感應(yīng)中功能關(guān)系的正確理解和應(yīng)用．A選項(xiàng)中，當(dāng)桿達(dá)到最大速度v時(shí)，其受力情況如圖5所示，在水平方向受拉力F、安培力F安＝、滑動(dòng)摩擦力f＝μmg，三個(gè)力的合力為零：F－－μmg＝0，解得v＝；B選項(xiàng)中，平均電動(dòng)勢(shì)為＝，平均電流為＝＝，通過(guò)的電量q＝Δt＝，而ΔΦ＝BΔS＝Bdl，則q＝＝；C選項(xiàng)中，由動(dòng)能定理得WF－Wf－W安＝ΔEk；D選項(xiàng)中，由前式可得WF－W安＝ΔEk＋Wf>ΔEk.本題正確選項(xiàng)為BD. 答案：BD 圖6 5．如圖6所示，有兩根和水平面成α角的光滑平行的金屬軌道，上端有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨于一個(gè)最大速度vm，則( ) A．如果B增大，vm將變大 B．如果α增大，vm將變大 C．如果R增大，vm將變大 D．如果m變小，vm將變大 解析：當(dāng)金屬桿速度達(dá)到最大時(shí)，其加速度為零，應(yīng)有：mgsinα＝BL，由此可判斷，α增大，vm變大，B對(duì)．R增大，vm變大，C對(duì)．B增大，vm將變小，A錯(cuò)．m變小，vm將變小，D錯(cuò)． 答案：BC 圖7 6．如圖7所示，固定在水平絕緣平面上足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過(guò)程中 ①恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 ②恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 ③克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 ④恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和 以上結(jié)論正確的有( ) A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 解析：在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒ab動(dòng)能增加量，其中安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項(xiàng)C正確． 答案：C 圖8 7．如圖8所示，粗細(xì)均勻的電阻絲繞制的矩形導(dǎo)線框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另一種材料的導(dǎo)體棒MN可與導(dǎo)線框保持良好接觸并做無(wú)摩擦滑動(dòng)．當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下從導(dǎo)線框左端開始做切割磁感線的勻速運(yùn)動(dòng)一直滑到右端的過(guò)程中，導(dǎo)線框上消耗的電功率的變化情況可能為( ) A．逐漸增大 B．先增大后減小 C．先減小后增大 D．先增大后減小，再增大再減小 解析：導(dǎo)體棒MN在框架上做切割磁感線的勻速運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電源，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢(shì)E，其電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻r，線框abcd相當(dāng)于外電路，等效電路如圖9所示． 圖9 由于MN的運(yùn)動(dòng)，外電路的電阻是變化的，設(shè)MN左側(cè)電阻為R1，右側(cè)電阻為R2，導(dǎo)線框的總電阻為R＝R1＋R2，所以外電路的并聯(lián)總電阻： R外＝R1R2/(R1＋R2)＝R1R2/R 由于R1＋R2＝R為定值，故當(dāng)R1＝R2時(shí)，R外最大． 在閉合電路中，外電路上消耗的電功率P外是與外電阻R外有關(guān)的． P外＝()2R外＝ 圖10 可見，當(dāng)R外＝r時(shí)，P外有最大值，P外隨R外的變化圖象如圖10所示． 下面根據(jù)題意，結(jié)合圖象討論P(yáng)外變化的情況有： (1)若R外的最大值Rmax下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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