2021高考物理一轮复习第10章电磁感应第3讲电磁感应规律的综合应用课时作业含解析.doc

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1、考试资料第3讲　电磁感应规律的综合应用　　时间：60分钟　　　满分：100分一、选择题(本题共6小题，每小题10分，共60分。其中1～2题为单选，3～6题为多选)1．如图所示，竖直平行光滑金属导轨间距为L，上端接阻值为R的电阻，下端接电源和开关K，电源电动势为E，内阻为R，整个装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中。当开关闭合时，一质量为m，电阻也为R的金属棒恰好能静止在导轨上，金属棒与导轨一直保持良好接触，导轨足够长且不计电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)A．磁感应强度B＝B．磁场方向垂直导轨平面向里C．断开开关后，金属棒做匀加速直线运动D．断开开关后，金属棒最终速度为答案　B解析

2、　设金属棒中电流强度为I，匀强磁场的磁感应强度为B，由于金属棒静止，则mg＝BIL，对于整个电路，由闭合电路的欧姆定律得E＝2IR＋IR，联立解得：B＝，故A错误。由左手定则可知磁感应强度B的方向垂直导轨平面向里，故B正确。断开开关后，金属棒做a越来越小的加速运动，最终匀速，处于平衡状态，棒中电流强度仍为I，设感应电动势为E′，再由欧姆定律得E′＝2IR，设金属棒最终的速度大小为v，由法拉第电磁感应定律得E-10-/10考试资料′＝BLv，联立各式解得：v＝，故C、D错误。2．如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的理想边界，磁场X

3、围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，以速度v沿垂直磁场方向从如图所示的实线位置Ⅰ开始向右运动，当线框运动到各有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度为。则下列说法不正确的是(　　)A．在位置Ⅱ时线框中的电功率为B．此过程中回路产生的电能为mv2C．在位置Ⅱ时线框的加速度大小为D．此过程中通过导线横截面的电荷量为答案　C解析　线框经过位置Ⅱ时，线框左右两边均切割磁感线，所以此时的感应电动势E＝Ba×2＝Bav，故线框中的电功率P＝＝，A正确；线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，动能减少量ΔEk＝mv2－m·（）2＝mv2，根据能量守恒定律可知，此过程中回路产生的电能

4、为mv2，B正确；线框在位置Ⅱ时，左右两边所受安培力大小均为F＝Ba＝-10-/10考试资料，根据左手定则可知，线框左右两边所受安培力的方向均向左，故此时线框的加速度大小为a＝＝，C错误；由q＝Δt、＝、＝三式联立，解得q＝，线框在位置Ⅰ时其磁通量为Ba2，而线框在位置Ⅱ时其磁通量为零，故q＝，D正确。3．如图所示，固定的竖直光滑金属导轨间距为L，上端接有阻值为R的电阻，导轨处在方向水平且垂直于导轨平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的一端固定的轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖

5、直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是(　　)A．初始时刻导体棒两端的电压为BLv0B．初始时刻导体棒加速度的大小为2gC．导体棒最终静止，此时弹簧的压缩量为D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，回路产生的焦耳热为mv＋答案　CD解析　初始时导体棒以初速度v0向上运动，根据法拉第电磁感应定律，初始时的感应电动势E＝BLv0，通过电阻R的电流I＝＝，导体棒两端的电压U＝IR＝，A错误；初始时刻，导体棒受到竖直向下的重力mg、轻弹簧向下的拉力F＝kx1＝mg和竖直向下的安培力FA＝BIL作用，根据牛顿第二定

6、律，mg＋F＋FA＝ma，解得导体棒的加速度大小a-10-/10考试资料＝2g＋，一定大于2g，B错误；当最终导体棒静止时，导体棒中感应电流为零，所受安培力为零，在重力和轻弹簧的弹力作用下受力平衡，轻弹簧处于压缩状态，mg＝kx2，解得此时轻弹簧的压缩量x2＝，C正确；由于初始时刻和最终轻弹簧的形变量大小相同，轻弹簧的弹性势能相等，重力做功mg(x1＋x2)，导体棒动能减少mv，根据能量守恒定律和功能关系可知，导体棒从开始运动直到最终静止的过程中，回路产生的焦耳热为Q＝mv＋，D正确。4．(2019·某某省五校联考)如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂

7、直，磁场边界的间距为L，一质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t＝0时刻线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ)，线框的速度为v0，经历一段时间后，当线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，线框的速度刚好为零，此后，线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力)，则(　　)A．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功