2019高考物理一轮复习 课时作业三十九电磁感应的综合性问题

2019高考物理一轮复习 课时作业三十九电磁感应的综合性问题

课时作业(三十九)　电磁感应的综合性问题 第1课时　电磁感应的应用(一)‎ 班级：____________　　姓名：____________‎ ‎1.如图所示，直径为d的裸露金属圆环放在纸面内，圆环的电阻为2R，环内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长为d的金属棒电阻亦为R，在外力作用下从环的一侧以速度v匀速滑到另一侧，棒与圆环接触良好，当导体棒通过圆心时其两端电压为(　　)‎ A．Bdv　 B.BdvC.BdvD.Bdv 第1题图　　　　　　　　第2题图 ‎2．如图所示MN下方是水平向里的匀强磁场，一闭合长方形线框ABCD在磁场上方某一高处，两边AB∶CD＝2∶1，开始长边AB//MN，让线框无初速落下，恰能匀速进入磁场；现将线框拿回原高度，但让短边BC//MN，仍让线框无初速落下，重力加速度为g，进入磁场瞬间加速度大小为(　　)‎ A．0 B．g C.D. ‎3．(多选)一电流表的原理如图所示．质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．下列说法正确的是(　　)‎ 第3题图 A．若要电流表正常工作，电流由M→N B．若将量程扩大2倍，只需将磁感应强度变为原来的倍 C．若将量程扩大2倍，可换一根劲度系数为原来倍的轻弹簧 D．若将量程扩大2倍，需要将磁感应强度和弹簧劲度系数均增大为原来2倍 ‎4．(13年浙江高考)磁卡的磁条中有用于储存信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E－t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为v0/2，线圈中的E－t关系图可能是(　　)‎ 第4题图 ‎　　　　　　A　　　　　　　　　B ‎　　　　　　C　　　　　　　　　D ‎5．(多选)如图所示，电阻为R金属棒AB垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，导轨的电阻均忽略不计，导轨左端接有电阻R，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面，现以水平向右的恒力F拉着棒AB向右移动，棒AB的终极速度为v，此时棒两端电压为U，拉力的功率为P；现将拉力改为‎4F，关于其终了状态，下列说法正确的是(　　) ‎ 第5题图 A．终极速度将变为4v B．终了时棒两端电压为2U C．终了时拉力的功率为4P D．终了时拉力的功率为16P ‎6．(多选)如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则(　　)‎ 第6题图 A．如果B增大，vm将变大 B．如果α变大，vm将变大 C．如果R变大，vm将变大 D．如果m变大，vm将变大 ‎7．如图所示，均匀金属棒垂直跨在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，导轨左端接有电阻R，导体棒电阻为2R，导轨电阻不计，导轨宽度为d，导体棒长度为2d，整体处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，在外力作用下以速度v匀速向右运动，关于电阻两端电压U1和导体棒两端电压U2下列说法正确的是(　　)‎ 第7题图 A．U1＝Bdv　U2＝2Bdv B．U1＝Bdv　U2＝2Bdv C．U1＝Bdv　U2＝Bdv D．U1＝Bdv　U2＝Bdv ‎8．(16年全国卷Ⅲ)如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度打下B1随时间t的变化关系为B1＝kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里．某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动．金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计．求：‎ ‎(1)在t＝0到t＝t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；‎ ‎(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小．‎ 第8题图 ‎9．(13年江苏高考)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝‎1.0m、bc＝‎0.5m，电阻r＝2Ω.磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T.在1～5s内从0.2T均匀变化到－0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：‎ ‎(1) 0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；‎ ‎(2) 在1～5s内通过线圈的电荷量q；‎ ‎(3) 在0～5s内线圈产生的焦耳热Q.‎ 第9题图 第2课时　电磁感应的应用(二)‎ 班级：____________　　姓名：____________1.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和‎2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若外力对环做的功分别为Wa、Wb.则Wa∶Wb为(　　)‎ A．1∶4 B．1∶‎2 C．1∶1 D．不能确定 第1题图 ‎　　　第2题图 ‎2．如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半．设磁场宽度大于线圈宽度，那么(　　)‎ A．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下 B．线圈在磁场中某位置停下 C．线圈在未完全离开磁场时即已停下 D．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来 ‎3．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab∶bc＝2∶1，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，方向均垂直于MN，第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1；第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，欲使产生的热量Q1＝Q2则两次速度大小之比为(　　)‎ 第3题图 A．v1∶v2＝1∶1 B．v1∶v2＝1∶2‎ C．v1∶v2＝2∶1 D．v1∶v2＝1∶4‎ ‎4．(多选)如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个电阻为R的灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，垂直导轨的导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，则导体棒ab在下滑过程中(　　)‎ 第4题图 A．感应电流在导体棒ab中方向从b到a B．受到的安培力方向沿斜面向下，大小保持恒定 C．机械能一直减小 D．克服安培力做的功等于灯泡消耗的电能 ‎5．(多选)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则(　　)‎ 第5题图 A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b C．金属棒的速度为v时，电路中的电功率为B‎2L2v2/R D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 ‎6．(多选)‎ 如图所示虚线下方是一有界磁场，一闭合线框自界线上方无初速释放，不计空气阻力，在其进入磁场过程中，关于功和能下列说法错误的是(　　)‎ 第6题图 A．动能一定增加 B．合外力可能做正功 C．机械能可能减小 D．线框克服安培力做功等于线框产生的焦耳热 ‎7．(多选)某同学学习了电磁感应相关知识，想为一标有“3 V，3 W”的小灯泡供电，设计原理如下图所示，两根平行光滑裸露金属导轨放在水平桌面上，导轨间距d＝‎0.5 m，导轨电阻不计，匀强磁场竖直向上且B＝2T，一导体棒垂直搭在导轨上，导体棒电阻r＝1 Ω，用力将导体棒水平向右匀速拉动，欲使灯泡正常发光，下列说法正确的是(　　)‎ 第7题图 A．拉动导线的速度为‎3 m/s B．拉动导线的速度为‎4 m/s ‎ C．人外力功率为3 W D．人外力功率为4 W ‎8．如图所示，用一根足够长的光滑裸露导体折成倒立V形框架，顶端O，其顶角θ＝60°，框架竖直放置且左右对称；空间存在方向水平向里，但磁感应强度随高度变化的稳恒磁场，(图中未画出)另一根质量m＝‎0.4 kg足够长的直导体棒水平搭在导轨上，距顶端O下方h0＝‎0.2 m高度磁感应强度B0＝2T，给导体棒一个竖直向下的初速恰好匀速下滑，下滑过程导体棒与导轨接触良好且一直保持水平，导体棒和导轨单位长度电阻相等，经一段时间下落高度h＝‎0.6 m，g＝‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)初始位置下方‎0.6 m高度的磁感应强度B；‎ ‎(2)此过程导体棒产生的焦耳热．‎ 第8题图 ‎9．(16年全国卷Ⅱ)如图，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求：‎ ‎(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；‎ ‎(2)电阻的阻值．‎ 第9题图 第3课时　电磁感应的应用(三)‎ 班级：____________　　姓名：____________1.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为(　　)‎ 甲　　　　　　　　　　　乙 第1题图 A ‎　　　　B C ‎　　　　D ‎2．如图所示，单匝半圆形金属线圈电阻不变，半径为R，在线圈右侧两条间距为2R平行直线间存在垂直向里的匀强磁场，在外力作用下线圈水平匀速移动到磁场另一侧；从线圈进入磁场到越过磁场过程中，其电流i随时间t变化正确的是(顺时针方向为正)(　　)‎ 第2题图 A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D ‎3．(多选)正方形线框内阻和形状都不变，垂直磁场放在磁感应强度B随时间t如下图变化的匀强磁场中，下列说法正确的是(　　)‎ 第3题图 A．6 s内线框都有收缩趋势 B．2－6 s内线框都有收缩趋势 C．1.5 s和4 s时刻线框某边所受安培力大小相等 D．前2 s产生的焦耳热是后4 s产生的焦耳热的2倍 ‎4．如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为‎2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－位移(I－x)关系的是(　　)‎ 第4题图 A ‎　　　　B C ‎　　　　D ‎5．(14年安徽高考)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球．已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是(　　)‎ 第5题图 A．0 B.r2qk C．2πr2qk D．πr2qk ‎6．如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R.在水平外力的作用下，线框由静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线框平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示．下列说法正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　乙 第6题图 A．线框的加速度大小为 B．线框受到的水平外力的大小为 C．0～t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1‎ D．0～t3时间内水平外力所做的功大于 ‎7．如图，水平虚线MN的上方有一匀强磁场，矩形导线框abcd从某处以v0的速度竖直上抛，向上运动高度H后进入与线圈平面垂直的匀强磁场，此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是(　　)‎ 第7题图 A ‎　　B C ‎　　D ‎8．匀强磁场的磁感应强度B＝1.5T，磁场宽度l＝‎1 m，一横放的“日”字形金属框各边长都相等，ab＝l＝‎1 m，每边电阻r＝3 Ω，金属框以v＝‎10 m/s的速度向右匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示．‎ ‎(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，ab边电流的i－t图象(规定由a流向b为正方向)；‎ ‎(2)画出ab两端电压的U－t图象．‎ 第8题图 ‎9．(13年上海高考)如图，一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直．一足够长，质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动，运动时棒与x轴始终平行．棒单位长度的电阻ρ，与电阻不计的轨道接触良好，运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P＝ky3/2.求：‎ ‎(1)导体轨道的轨道方程y＝f(x)；‎ ‎(2)棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系；‎ ‎(3)棒从y＝0运动到y＝L过程中外力F的功．‎ 第9题图