2022年届高考物理一轮复习专题10电磁感应第3讲电磁感应定律的综合应用课后练习含解析新人教版

1、第3讲电磁感应定律的综合应用知识巩固练R质量不能忽略的金1 .如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计. 整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直， 棒在竖直向上的恒力 F作用下加速上升一段时间，则力F做的功与安培力做的功的代数和等于A.棒的机械能增加量C.棒的重力势能增加量【答案】AB.棒的动能增加量D.电阻R上放出的热量2.（多选）如图所示，矩形单匝导线中串联着两个电阻器，一个电阻为R,另一个电阻为2R,其余电阻不计；在电路中央有一面积为 S的矩形区域磁场，磁感应强度与时间的关 系为 B= B0+ kt ,则

2、（）A.该电路为串联电路B.该电路为并联电路kSC.流过电阻R的电流为正3RD.流过电阻R的电流为kSR【答案】AC（2020届厦门名校质检）如图所示，PQ MN是放置在水平面内的光滑导轨， GH是长 度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻质弹簧连接， 轻质弹簧的劲度系数为 k. 导体棒处在方向向下、磁感应强度为 B的匀强磁场中.图中电源是电动势为 E、内阻不计的 直流电源，电容器的电容为 C.闭合开关，待电路稳定后，下列选项正确的是 （ ）W.VA.导体棒中电流为ER+ r + RB.轻质弹簧的长度增加BLE k r+ RC.轻质弹簧的长度减少BLE k r+ RD.电容器带电量为-

3、ECrr十r【解析】导体棒中的电流1=苜一，故A错误；由左手定则知导体棒受的R十r安培力向左，则弹簧长度减少，由平衡条件BLEBIT代入1 得故B、甲乙C错误；电容器上的电压等于导体棒两端的电压，Q= CU Cr-E-,故D正确.R十r（2020年山东名校联考）如图甲，一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图像如图乙所示，则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图像是图中的（规定向右为安培力 F的正方向）（）X x -x- “白【答案】A【解析】01 s内，由楞次定律知，感应电流的方向为 adcba,根据I =1B,RA t电流为定值，根

4、据左手定则，ab边所受安培力的方向向左，为负值，由 F=BIL知，安培力SA B 均匀减小；12 s内，由楞次定律知，感应电流的万向为abcda,根据I =百二，电流为定rA t值，根据左手定则，ab边所受安培力的方向向右，为正值，由F=BIL知，安培力均匀增大.故日C、D错误，A正确.（2020年珠海期末）（多选）如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在竖直方向的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B.边长为a的正方形导线框 PQMN&图示速度方向进入磁场，当对角线 PM1进入磁场时线框的速度大小为v,方向与磁场边界成 45。角，若线框的总电阻为R,则（）A.B.C.D.PMJ进入磁场时线框中的

5、感应电流为PMRiJ进入磁场时线框所受安培力大小为PMJ进入磁场时两端的电压为BavRrPM进入磁场后线框中的感应电流将变小BavRrB2a2vr【答案】AD【解析】PM进入磁场时有效的切割长度等于a,产生的感应电动势为E E BavB2a2v.=Bav,感应电流为I =R= -R-,故A正确；NM边所受的安培力大小为 Fi=BIa=,方向丁+ 一上一山、一，I ，B2a2v 、丁+_八一、一垂直NM下.PN边所受的安培力大小为 F2=BIa = ,方向垂直PN向下，线框所受安培R力大小F=JF2+F2 = V2Bav 故b错误；PM两端电压为 u= I - R= 萼,故C错误； PMBSR2

6、2入磁场后，有效的切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流将减小，故D正确.如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好. 导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直，t = 0时，将开关S由1掷向2,若分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中 的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下图所示的图像中正确的是（）【答案】D综合提升练（2020年临沂月考）（多选）如图所示，倾角为e =37。的足够长的平行金属导轨固定 在水平面上，两导体棒ab、cd垂直于导轨放置，空间存在的垂直导轨平面向上的匀强磁场， 磁感应强度大小为

7、B.现给导体棒ab一沿导轨平面向下的初速度vo使其沿导轨向下运动，已知两导体棒质量均为 簿电阻相等，两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为=0.75,导轨电阻忽略不计.从 ab开始运动到两棒相对静止的整个运动过程中两导体棒始终与导轨保持良好的接触，下列说法正确的是 （）1 2A导彳棒cd中产生的焦耳热为4mv TOC o 1-5 h z 12导体棒cd中广生的焦耳热为mv11C.当导体棒cd的速度为？o时，导体棒ab的速度为vo31D.当导体棒ab的速度为不。时，导体棒cd的速度为-vo【答案】BD【解析】由题意可知 mgsin 37 = mcpos 37 ,则对两棒的系统沿轨1 O道方向的动重寸

8、恒，当取终稳th时 mv=2mv,斛得v= 0.5 vo,则回路广生的焦耳热为 CQ= 2mv-1- x 2mV=1mV,则导体棒 cd中产生的焦耳热为 Qd=Qb= 1Q= 1mV, A错误，B正确；当 TOC o 1-5 h z 24281一13导体棒cd的速度为4vo时，则由动量守恒有 mv=m 4vo+mvb,解得vabnvo, C错误；当导体棒ab的速度为3vo时，则由动量守恒有 mv=m 3vo+mvd,解得vcd=1v。，D正确. 444（2。2。届苏北四市联考）（多选）如图甲所示，一个刚性圆形线圈与电阻 R构成闭合回 路，线圈平面与其所处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度 B

9、随时间t的变化规律如图乙所示.关于线圈中产生的感应电动势 e、电阻R消耗的功率P随时间t变化的图像，可能 正确的是（ ）【答案】BD【解析】根据图像知，。0.5T时间内磁场增强，根据楞次定律，线圈中的感应电流沿逆时针方向；0.5TT时间内磁场减弱，由楞次定律，线圈中的感应电流沿顺, A A B 一,一时针万向，故 A错误；根据法拉第电磁感应定律E=K= 2lS,因为00.5T和0.5TT时间内磁感应强度的变化率为定值且绝对值相等，所以感应电动势大小不变，故B正确；根据1=提，整个过程中电流大小不变，由P= I2R知电阻R消耗的功率不变，故 C错误，D正R确.（2020年北京名校期末）两根足够长

10、的平行光滑金属导轨水平放置，匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接阻值为R的电阻.在导轨上放一金属棒ab, ab始终与导轨垂直，如图所示.若在 ab棒上施加水平恒力 F使其从静止开始向右运动，下列说法正确的是A.金属棒ab中感应电流的方向 a-bB.金属棒ab所受安培力大小始终保持不变C.金属棒ab最终将做匀速直线运动D.运动过程中水平恒力F对金属棒ab所做的功全部转化为金属棒的动能【答案】C【解析】根据右手定则可得通过 ab的电流方向由b到a,故A错误；设金 属棒ab运动的速度大小为 v,金属棒ab的感应电动势 E= BLv,设金属棒ab的电阻为r,-一 E BLv 人一” B2L2V ,

11、人一“ 则电路电流1=有一=工一，金属棒ab受到的安培力 Fb= BIL = -,由于金属棒ab的速R+ r R+ rR+ r度增大，所以金属棒ab受到的安培力增大.金属棒ab的加速度大小为F-Fb F a = -=二B2L2vm R+ r 由于速度增大，金属棒ab的加速度减小，所以金属棒ab做加速度减小的加速ab直线运动，当a=0时，金属棒ab的速度最大，金属棒 ab做匀速直线运动，所以金属棒所受安培力大小先增大后保持不变，故B错误，C正确；对金属棒 ab,根据动能定理可得12一 12 .W W? = 2mv0,可得 W= 2mv+W?,所以运动过程中水平恒力F对金属棒ab所做的功等于金属棒

12、ab的动能和电路产生的全部焦耳热之和，故 D错误.如图所示，两金属杆ab和cd长均为l ,电阻均为R,质量分别为M和nmMn）,用两根质量和电阻均可忽略且不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧. 两金属杆都处在水平位置， 整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B.若金属杆ab正好匀速向下运动，求其运动的速度.解：方法一 假设磁感应强度 B的方向垂直纸面向里，ab杆向下匀速运动的速度为 v,则ab杆切割磁感线产生的感应电动势大小E = Blv,方向a-b； cd杆以速度v向上切割磁感线运动产生的感应电动势大小E =Blv,方向d-c.在闭合

13、回路中产生 a-b-d-c-a方向的感应电流I,据闭合电路欧姆定律，知E + E 2BlvBlvI = =.2R 2R R ab杆受磁场作用的安培力 Fi方向向上，cd杆受的安培力 F2方向向下，Fi、F2的大小相等，有BTvFi= F2= IlB = , R对ab杆应有F= Mg- Fi,对cd杆应有F= F2 + mgM- m gR 解得v=22 2 .ab2B l方法二 若把ab、cd和柔软导线视为一个整体，因Mm故整体动力为（M- nmg,向下、cd向上运动时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，根据电磁感应定律判断回路中产生感应电流，根据楞次定律知I感的磁场要阻碍原磁场的磁通量的变化,即阻碍ab向下,cd向上运动，即