2022年届高考物理一轮总复习-第九章-第4讲-电磁感应定律的综合应用课时提能演练-新人教版.docx

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1、精品学习资源电磁感应定律的综合应用 二 动力学和能量 20 分钟50 分一、挑选题 本大题共 4 小题, 每题 5 分, 共 20 分；每题只有一个选项正确1. 如以下图 , 闭合导线框的质量可以忽视不计, 将它从如以下图的位置匀速拉出匀强磁场；假设第一次用0.3s 时间拉出 , 外力所做的功为W1, 通过导线截面的电荷量为q1; 其次次用 0.9s 时间拉出 , 外力所做的功为 W2 , 通过导线截面的电荷量为q2, 就A.W1W2,q 1q2B.W1W2,q 1=q2D.W1W2,q 1q2【解析】 选 C；设线框长为 L1, 宽为 L2 , 第一次拉出速度为v1, 其次次拉出速度为v2,

2、 就 v 1=3v 2；匀速拉出磁场时 , 外力所做的功恰等于克服安培力所做的功, 有 W1=F1 L1=BI1 L2L1=同理 W2=, 故 W1W2又由于两次拉出线框的过程中 , 磁通量的变化量相等, 即 1= 2, 由 q=得 q1=q2 , 选项 C 正确；2.2021 福州模拟 如以下图 , 间距为 L、电阻 不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置 , 导轨左端用一阻值为R 的电阻连接 , 导轨上横跨一根质量为 m、电阻也为 R 的金属棒 , 金属棒与导轨接触良好； 整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中；现使金属棒以初速度v0 沿导轨向右运动 , 假设金属棒在整个运动过程

3、中通过的电荷量为q；以下说法正确的欢迎下载精品学习资源是- 1 -欢迎下载精品学习资源A. 金属棒在导轨上做匀减速运动B. 整个过程中电阻 R上产生的焦耳热为C. 整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为D. 整个过程中金属棒克服安培力做功为2【解析】 选 D；由牛顿其次定律可得=ma,金属棒做 a 减小的减速运动 ,A 错；由能量守恒定律可知, 克服安培力做功等于电阻R 和金属棒上产生的焦耳热之和,W 安= mv =Q, 因此 B 错,D 正确；整个过程中通过金 属棒的电量 q=, 得金属棒位移 x=,C 错；3. 一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落, 进入一水平的匀强磁场区域, 然后穿出磁场区

4、域连续下落, 如以下图 , 就 A. 假设线圈进入磁场过程是匀速运动, 就离开磁场过程也是匀速运动B. 假设线圈进入磁场过程是加速运动, 就离开磁场过程也是加速运动C. 假设线圈进入磁场过程是减速运动, 就离开磁场过程也是减速运动D. 假设线圈进 入磁场过程是减速运动, 就离开磁场过程是加速运动【解析】 选 C；当线圈从完全进入磁场到线圈开头离开磁场时 , 安培力为零 , 线圈做加速度为 g 的加速运动 , 速度增大； 假如进入磁场时是匀速 运动 , 说明安培力等于重力 , 出磁场时速度增大 , 安培力大于重力 , 就离开磁场过程中 , 线圈做减速运动 ,A 错; 假如进入磁场时 , 线圈做加

5、速运动 , 就线圈所受的安培力小于重力 , 加速后, 安培力增大可能大于重力、 等于重力 , 也可能小于重力 , 故线圈也可能做减速运动或匀速运动 ,B 错; 假如线圈进入磁场时做减速运动 , 说明安培力大于重力 , 出磁场时安培力仍旧大于重力 , 故仍旧做减速运动 ,C 对、 D 错；【变式备选】如以下图 , 电阻为 R, 导线电阻均可忽视,ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒, 质量为 m,棒的两端分别与ab、cd 保持良好接触 , 又能沿足够长的框架无摩擦下滑 , 整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中, 当导体棒 ef 从静止下滑一段时间后闭合开关 S, 就 S 闭合后- 2 -欢迎下载精

6、品学习资源A. 导体棒ef的加速度肯定大于gB. 导体棒ef的加速度肯定小于gC. 导体棒 ef 最终速度随 S 闭合时刻的不同而不同D. 导体棒 ef 的机械能与回路内产生的电能之和肯定守恒【解析】 选 D；开关闭合前 , 导体棒只受重力而加速下滑, 闭合开关时有肯定的初速度v 0, 假设此时 F 安mg, 就 F 安-mg=ma；假设 F 安mgC. 悬线竖直 ,F TmgD. 无法确定 FT 的大小和方向【解析】 选 A；设两板间的距离为L, 由于向左运动过程中竖直板切割磁感线, 产生动生电动势 , 由右手定就判定下板电势高于上板, 动生电动势大小 E=BLv,即带电小球处于电势差为BL

7、v 的电场中 , 所受电场力F 电 =qE 电=q =q=qvB假设设小球带正电 , 就电场力方向向上；同时小球所受洛伦兹力F 洛=qvB, 由左手定就判定方向竖直向下, 即 F 电=F 洛, 故无论小球带什么电 , 怎样运动,F T=mg,选项 A 正确；二 、非挑选题 本大题共 2 小题, 共 30 分；要有必要的文字说明和解题步骤, 有数值运算的要注明单位 5.2021 晋江模拟 12分 两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成角固定放置 , 两导轨间距为L,M、P 两点间接有阻值为R 的电阻； 一根质量为 m的匀称直金属杆ab 置于两导轨上 , 并与导轨垂直； 整个装置处欢迎下载

8、精品学习资源于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面对上的匀强磁场中, 导轨和金属杆的电阻均不计且接触良好,重力加速度为 g；(1) 求 ab 杆由静止释放后所能到达的最大速率vm;(2) 在 ab 杆由静止释放至到达最大速率的过程中, 假设电阻 R产生的焦耳热为 Q,求该过程中 ab 杆下滑的距离 x 及通过电阻 R 的电荷量 q；【解析】 1 依据法拉第电磁感应定律有E=BLv1分依据欧姆定律有 I=1分依据安培力公式有FA=BIL依据牛顿其次定律有mgsin -F A=ma21分分即 mgsin -=ma当加速度 a 为零时 , 速度 v 到达最大 ,速度最大值 vm=1分2 依据能量守

9、恒定律有mgxsin = m+Q2分得 x=+1分通过电阻 R的电荷量 q=2分得 q=+1分答案 : 12+6. 才能挑战题 18分 如以下图 , 固定的水平光滑金属导轨, 间距为 L, 左端接有阻值为R 的电阻 , 处在方向垂直纸面对里、磁感应强度为B 的匀强磁场中 , 质量为 m 的导体棒与固定弹簧相连, 放在导轨上 , 导轨与导体棒的电阻均可忽视； 初始时刻 , 弹簧恰处于自然长度 , 导体棒具有水平向右的初速度 v0；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；(1) 求初始时刻导体棒受到的安培力;欢迎下载精品学习资源(2) 假设导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,

10、 弹簧的弹性势能 为 Ep, 就这一过程中安培力所做的功W1 和电阻 R 上产生的焦耳热 Q1 分别为多少 .(3) 导体棒做往复运动 , 最终将静止于何处.从导体棒开头运动直到最终静止的过程中, 电阻 R上产生的焦耳热 Q为多少 .【解析】 1 初始时刻棒中感应电动势E=BLv0 2 分棒中感应电流 I=,2 分作用于棒上的安培力F=ILB,2 分联立得 F=, 方向水平向左；2 分(2) 由功和能的关系得 , 安培力做功W1 =Ep-m,3 分电阻 R 上产生的焦耳热Q1 = m-E p；3 分(3) 由能量转化及平稳条件等可判定: 棒最终静止于初始位置 , 电阻 R上产生的焦耳热 Q= m；4 分答案 : 1, 方向水平向左(2) E p-mm-E p(3) 初始位置m欢迎下载