2022高三物理一輪復習第三課時電磁感應的綜合應用練習

2022《金版新教案》高三物理一輪復習第三課時電磁感覺的綜合應用練習1．2022年天津卷如右圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能夠忽略的金屬棒與兩導軌一直保持垂直并優(yōu)異接觸且無摩擦，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于A．棒的機械能增添量

B．棒的動能增添量C．棒的重力勢能增添量D．電阻【解析】對金屬棒受力解析可知，設金屬棒重為

R上放出的熱量G、上升高度

h，則依據(jù)能量守恒可得：Fh－W

安＝Gh＋

E，即拉力及安培力所做的功的代數(shù)和等于金屬棒機械能的增添量，選項

A正確．【答案】A2．如右圖所示，在空中有一水平方向的勻強磁場所區(qū)，地域的上下面緣間距為h，b<h、長度為L、電阻為R、質(zhì)量為m的矩形導體線圈緊貼磁場所區(qū)的上面沿由靜止起豎直著落，當線圈的的金屬棒電阻也不計放在導軌上，并與導軌垂直，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，用水平恒力F把ab棒從靜止起向右拉動的過程中，以下說法正確的選項是A．恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能B．恒力F和摩擦力的協(xié)力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C．戰(zhàn)勝安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能D．恒力F和摩擦力的協(xié)力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲取的動能之和【解析】物體戰(zhàn)勝安培力做功，其余形式的能轉變?yōu)殡娔?，且功的?shù)值等于電路中產(chǎn)生的電能，C正確；由動能定理知，恒力F、安培力和摩擦力三者的協(xié)力做的功等于物體動能的增添量，故A、B錯誤，D正確，也可從能量守恒角度進行判斷，即恒力F做的功等于電路中產(chǎn)生的電能、因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能及棒動能的增添．【答案】CD5．如右圖所示，在水平桌面上放置兩條相距的平行粗糙且無窮長的金屬導軌ab與cd，阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連．金屬滑桿MN垂直于導軌并可在導軌上滑動，且與導軌一直接觸優(yōu)異．整個裝置放于勻強磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感覺強度的大小為B滑桿與導軌電阻不計，滑桿的中點系一不行伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的圓滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m的物塊相連，拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài)．現(xiàn)若從靜止開始開釋物塊，用I表示牢固后回路中的感覺電流，g表示重力加速度，設滑桿在運動中所受的摩擦阻力恒為F，則在物塊著落過程中A．物體的最后速度為錯誤!B．物體的最后速度為錯誤!C．牢固后物體重力的功率為I2RD．物體重力的最大功率可能大于錯誤!【解析】本題綜合考察了法拉第電磁感覺定律、安培力公式、能量守恒定律、閉合電路歐姆定律和物體的平衡知識．由題意解析可知，從靜止開釋物塊，它將帶動金屬滑桿MN一起運動，當它們穩(wěn)準時最后將以某一速度做勻速運動而處于平衡狀態(tài)，

設

MN

的最后速度為v，對

MN

列平衡方程：

錯誤!＋F＝mg，因此v＝錯誤!，因此A正確；又從能量守恒定律角度進行解析，物塊的重力的功率轉化為因戰(zhàn)勝安培力做功而產(chǎn)生的電熱功率和戰(zhàn)勝摩擦力做功產(chǎn)生熱功率，因此有：I2R＋Fv＝mgv，因此，v＝錯誤!，因此B正確，C錯誤；物塊重力的最大功率為gv＝mg錯誤!，所以D錯誤．【答案】AB6．如右圖所示，平行金屬導軌與水平面間的傾角為θ，導軌電阻不計，與阻值為R的定值電阻相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面，地址獲取平行于斜面的，大小為v的初速度向上運動，最遠到達a′b′的地址，滑行的距離為，導體棒的電阻也為R，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ則A．上滑過程中導體棒碰到的最大安培力為錯誤!B．上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為錯誤!mv2－mginθ＋μcoθC．上滑過程中導體棒戰(zhàn)勝安培力做的功為錯誤!mv2D．上滑過程中導體棒損失的機械能為錯誤!mv2－mginθ【解析】電路中總電阻為2R，故最大安培力的數(shù)值為錯誤!由能量守恒定律可知：導體棒動能減少的數(shù)值應該等于導體棒重力勢能的增添量以及戰(zhàn)勝安培力做功產(chǎn)生的電熱和戰(zhàn)勝摩擦阻力做功產(chǎn)生的內(nèi)能．其公式表示為：錯誤!mv2＝mginθ＋μmgcoθ＋Q電熱，則有：Q電熱＝錯誤!mv2－mginθ＋μmgcoθ，即為安培力做的功．導體棒損失的機械能即為安培力和摩擦力做功的和，W損失＝錯誤!mv2－mginθB、D正確．【答案】BD7．以以下列圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和O1m＝0.1kg，電阻為r＝1Ω的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸優(yōu)異．用平行于MN的恒力F＝1N向右拉動受摩擦阻力Ff恒為N．求：1CD運動的最大速度是多少2當CD到最大速度后，電阻R耗資的電功率是多少3當CD的速度為最大速度的一半時，CD的加速度是多少【解析】設CD棒運動速度為v，則：導體棒產(chǎn)生的感覺電動勢為：E＝Bdv①據(jù)全電路歐姆定律有：I＝錯誤!②則安培力為：F0＝BdI③據(jù)題意解析：當v最大時，有：F－F0f④－F＝0聯(lián)立①②③④得：Vm＝錯誤!＝8m/⑤2CD速度最大時同理有：Em＝BdVm⑥Im＝錯誤!⑦而＝I2mR⑧聯(lián)立⑤⑥⑦得：＝錯誤!＝3W⑨3當CD速度為錯誤!Vm時有：E′＝BdVm/2⑩I＝錯誤!?F′＝Bid?據(jù)牛頓第二定律有：F－F′－Ff＝ma?聯(lián)立⑩???得：a＝2.5m/2?【答案】18m/23W32.5m/28．圓滑的平行金屬導軌長為L＝2m，兩導軌間距d＝0.5m，軌道平面與水平面的夾角為θ＝30°，導軌上端接一阻值為R＝Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁場的磁感覺強度B＝1T，如右圖所示，有一質(zhì)量m＝0.5kg、電阻r＝Ω的金屬棒ab，放在導軌最上端，其余部分電阻不計．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端走開軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝J，取g＝10m/2，試求：1當棒的速度v＝2m/時，電阻R兩端的電壓；棒下滑到軌道最底端時速度的大??；棒下滑到軌道最底端時加速度a的大?。窘馕觥?當棒的速度v＝2m/時，棒中產(chǎn)生的感覺電動勢E＝Bdv＝1V此時電路中的電流I＝錯誤!＝1A因此電阻R兩端的電壓U＝IR＝V依據(jù)Q＝I2Rt∝R，可知在棒下滑的整個過程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量Q2＝錯誤!Q1＝J設棒到達最底端時的速度為v2，依據(jù)能的轉變和守恒定律，有：mgLinθ＝錯誤!mv錯誤!＋Q1＋Q2解得：v2＝4m/3棒到達最底端時回路中產(chǎn)生的感覺電流I2＝錯誤!＝2A依據(jù)牛頓第二定律有：mginθ－BI2d＝ma解得：a＝3m/2【答案】V24m/33m/29．如圖甲所示，、電阻為

r的導體棒

ef垂直于

1L2LgBId由以上各式聯(lián)立解得：【答案】

1錯誤!

2錯誤!

3錯誤!錯誤!10．2022年浙江六校聯(lián)考導體棒的電阻

R＝2

Ω，質(zhì)量

m＝0.1kg，長

L＝0.5m，導體棒

MN

架在圓滑的金屬框架上，金屬框架與水平面的夾角為30°，以下列圖，它們處于磁感覺強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直1后導體棒沿斜面向上滑行的距離是3m時