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【廣東專用】2014高考物理總復(fù)習(xí)第十一章第二單元第3課專題電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示,兩根相距為l的電阻可忽略不計(jì),平行直導(dǎo)軌ab、cd水平放置.b、d間連有一固定電阻R.MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿,其電阻也為R.整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng).令U表示MN兩端電壓的大小,則()A.U=eq\f(1,2)BLv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dB.U=eq\f(1,2)BLv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bC.U=BLv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dD.U=BLv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b2.(2011·佛山質(zhì)檢二)如圖甲所示,一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框,勻速穿過(guò)寬2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t=0,則在圖乙中,能正確反映線框感應(yīng)電流i隨時(shí)間t3.(2011·肇慶市第二次檢測(cè))如圖所示,一金屬方框abcd從離磁場(chǎng)區(qū)域上方高h(yuǎn)處自由下落,進(jìn)入與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,不可能發(fā)生的情況是()A.線框做加速運(yùn)動(dòng),加速度a<gB.線框做勻速運(yùn)動(dòng)C.線框做減速運(yùn)動(dòng)D.線框會(huì)反跳回原處4.如圖所示,把導(dǎo)軌豎直放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向外.導(dǎo)體AC可以貼著光滑豎直長(zhǎng)導(dǎo)軌下滑.導(dǎo)軌接上電阻R,導(dǎo)軌和導(dǎo)體的電阻忽略不計(jì).當(dāng)導(dǎo)體AC從靜止開(kāi)始下落后,下列說(shuō)法中正確的是()A.在導(dǎo)體加速下落的過(guò)程中,機(jī)械能守恒B.在導(dǎo)體加速下落的過(guò)程中,安培力對(duì)導(dǎo)體做正功C.在導(dǎo)體加速下落的過(guò)程中,導(dǎo)體減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能D.在導(dǎo)體加速下落的過(guò)程中,導(dǎo)體減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體增加的動(dòng)能和電阻的內(nèi)能二、雙項(xiàng)選擇題5.閉合電路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖所示,關(guān)于閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述,其中正確的是()A.圖①的閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B.圖②的閉合電路中0~t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1~t2時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C.圖③的閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小D.圖④的閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零6.如圖所示,虛線框內(nèi)是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),用同種導(dǎo)線制成的正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L小于磁場(chǎng)寬度d),線框平面與磁場(chǎng)方向垂直.導(dǎo)線框以速度v水平向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差為U1;當(dāng)ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差為U2.則()A.U1=BLv B.U1=eq\f(3,4)BLvC.U2=eq\f(1,4)BLv D.U2=eq\f(3,4)BLv7.(2011·汕頭二模)如圖所示,矩形金屬線圈abcd從高處自由落下,通過(guò)一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈平面保持豎直并和磁場(chǎng)方向垂直,不計(jì)空氣阻力,則()A.a(chǎn)b邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab邊所受安培力方向豎直向上B.a(chǎn)b邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),dc邊感應(yīng)電流方向從d到cC.線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流為零D.重力所做的功等于線圈產(chǎn)生的總熱量8.(2011·惠州市三模)如圖甲所示,光滑導(dǎo)體框架abcd水平放置,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ正好卡在垂直于軌道平面的4枚光滑小釘之間,與導(dǎo)軌良好接觸.回路總電阻為R,整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示(規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度向上為正)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則在0~t時(shí)間內(nèi),關(guān)于回路內(nèi)的感應(yīng)電流I及小釘對(duì)PQ的彈力N,下列說(shuō)法中正確的是()A.I的大小和方向都在變化B.I的大小和方向都不發(fā)生變化C.N的大小和方向都不發(fā)生變化D.N的大小發(fā)生了變化,方向也發(fā)生了變化9.(2011·廣州市一模)如圖,金屬棒ab、cd與足夠長(zhǎng)的水平光滑金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌所在的平面.a(chǎn)b棒在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng),則()A.安培力對(duì)ab棒做正功B.安培力對(duì)cd棒做正功C.a(chǎn)bdca回路的磁通量先增加后減少D.F做的功等于回路產(chǎn)生的總熱量和系統(tǒng)動(dòng)能增量之和三、非選擇題10.如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,磁場(chǎng)寬度L=3m,一正方形金屬框邊長(zhǎng)l=1m,每邊電阻r=0.2Ω,金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū),其平面始終保持與磁感線方向垂直.(1)求金屬框在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流;(2)規(guī)定電流方向逆時(shí)針為正,畫(huà)出金屬框在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中感應(yīng)電流的I-t圖象.11.如圖(a)所示,一個(gè)電阻值為R,匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路.線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì).求0~t1時(shí)間內(nèi):(1)通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向;(2)電阻R1上產(chǎn)生的熱量.12.如圖甲所示,不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m,上端接有電阻R=3Ω,虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1Ω的金屬桿ab,從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放,桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,桿下落過(guò)程中的v-t圖象如圖乙所示(g取10m/s2).求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1s的過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量.

參考答案1.解析:MN兩端電壓是指其路端電壓,由于內(nèi)外電阻相等,故U=eq\f(1,2)BLv,根據(jù)右手定則,可知MN的電流方向向上,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d.答案:A2.解析:根據(jù)右手定則,以線框剛進(jìn)入至完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,前一條邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向上,線框中電流沿逆時(shí)針?lè)较?,為正;以線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)至第一條剛要離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,沒(méi)有感應(yīng)電流,以線框前一邊剛離開(kāi)至完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,后一條邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向上,線框中電流順時(shí)針?lè)较?,為?fù);而根據(jù)E=BLv及I=E/R可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度大小相等.答案:C3.解析:線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),若向上的安培力剛好等于重力,做勻速運(yùn)動(dòng);向上的安培力小于重力,則做加速運(yùn)動(dòng),但加速度a<g;若向上的安培力大于重力,則做減速運(yùn)動(dòng).答案:D4.解析:由于有安培力對(duì)導(dǎo)體做負(fù)功,故機(jī)械能不守恒.根據(jù)能量守恒可知D正確.答案:D5.解析:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量的變化率,在Φ-t圖象中,磁通量的變化率等于圖線的斜率的絕對(duì)值,由此可知B、C項(xiàng)的表述與實(shí)際相反了,錯(cuò)誤;A、D項(xiàng)的表述正確.答案:AD6.解析:當(dāng)ab邊進(jìn)入或離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv.ab兩端的電勢(shì)差為U1=eq\f(3R,4R)E=eq\f(3,4)BLv.當(dāng)ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差U2=eq\f(1,4)E=eq\f(1,4)BLv.答案:BC7.解析:根據(jù)右手定則和左手定則分析可知,ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab邊所受安培力方向豎直向上;由于不明確磁場(chǎng)的方向,故不能確定電流的方向;當(dāng)整個(gè)線圈都進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量沒(méi)有變化,故感應(yīng)電流為零;根據(jù)能量守恒定律可知,重力所做的功等于線圈產(chǎn)生的總熱量和增加的動(dòng)能之和.答案:AC8.解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路的歐姆定律可知,I=eq\f(E,R)=eq\f(ΔB·S,Δt·R)=keq\f(S,R),由乙圖可知k不變,故I的大小不變;由楞次定律可知,B先向上變小而后改為向下變大,則感應(yīng)電流順時(shí)針?lè)较虿蛔儯蔅正確;根據(jù)安培力的公式可知,F(xiàn)安=BIL,因B先向上變小而后改為向下變大,故F安先變小且向左,后變大且向右,根據(jù)力的平衡,N的大小發(fā)生了變化,方向也發(fā)生了變化,可知D正確.答案:BD9.解析:ab棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,而磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)電流的安培力卻與其運(yùn)動(dòng)方向相反,是阻力,做負(fù)功,而當(dāng)電流通過(guò)cd棒時(shí),磁場(chǎng)對(duì)cd棒產(chǎn)生的安培力卻是動(dòng)力,做正功;由系統(tǒng)的能量守恒定律可知,F(xiàn)做的功等于回路產(chǎn)生的總熱量和系統(tǒng)動(dòng)能增量之和,開(kāi)始時(shí)ab棒比cd棒速度快,最后雙方速度相同,電流為零,沒(méi)有安培力,雙方都保持勻速直線運(yùn)動(dòng),故abdca回路的磁通量先增加后不變.答案:BD10.解析:金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)時(shí),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有:E1=BLv=2V,根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:I1=eq\f(E1,4r)=2.5A.由右手定則判斷此電流的方向沿abcda方向,即沿逆時(shí)針流動(dòng),感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間:t1=eq\f(l,v)=0.1s;金屬框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí):E2=0,I2=0,無(wú)電流持續(xù)的時(shí)間:t2=eq\f(L-l,v)=0.2s;金屬框穿出磁場(chǎng)區(qū)時(shí):E3=BLv=2V,I3=eq\f(E3,4r)=2.5A.此電流的方向沿dcbad方向,即沿順時(shí)針流動(dòng),感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間:t3=eq\f(l,v)=0.1s.(2)根據(jù)(1)作得的I-t圖象如圖所示.答案:見(jiàn)解析11.解析:(1)由圖象分析可知,0~t1時(shí)間內(nèi)eq\f(ΔB,ΔT)=eq\f(B0,t0).由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=neq\f(ΔΦ,Δt)=neq\f(ΔB,Δt)·S.而S=πreq\o\al(2,2).由閉合電路歐姆定律有I1=eq\f(E,R1+R).聯(lián)立以上各式解得:通過(guò)電阻上R1的電流大小為I1=eq\f(nB0πr\o\al(2,2),3Rt0).由楞次定律可判斷通過(guò)電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到a.(2)電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q=Ieq\o\al(2,1)R1t1=eq\f(2n2B\o\al(2,0)π2r\o\al(4,2)t1,9Rt\o\al(2,0)).答案:(1)eq\f(nB0πr\o\al(2,2)

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