南方新高考版高考物理大一轮复习专题九电磁感应第3讲电磁感应定

第3讲 电磁感应定律的综合应用

一、单项选择题

1．如图K9-3-1所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计．已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )

图K9-3-1

A．电路中感应电动势的大小为

sin θBvsin θ

B．电路中感应电流的大小为

2

BlvrBlvsin θ

C．金属杆所受安培力的大小为

rB2lv2

D．金属杆的发热功率为

rsin θ

2．(2015年广东深圳联考)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K9-3-2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( )

图K9-3-2

A．释放瞬间金属棒的加速度不等于重力加速度g

B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

B2L2vC．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F＝ RD．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

3．如图K9-3-3所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图象是( )

1

图K9-3-3

A B C D

4．(2016年湖南十三校联考)如图K9-3-4所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( )

图K9-3-4

A．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 B．通过电阻的电流先由a到b，后由b到a C．磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量 D．a的电势始终高于b的电势

5．(2015年安徽合肥二模)如图K9-3-5甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面

22

积S1＝0.4 m ，电阻r＝1 Ω.在线圈中存在面积S2＝0.3 m的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R＝2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是( )

图K9-3-5

A．圆形线圈中产生的感应电动势E＝6 V

B．在0～4 s时间内通过电阻R的电荷量q＝8 C C．设b端电势为零，则a端的电势φa＝3 V

D．在0～4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝18 J

6．(2015年北京朝阳期末)如图K9-3-6所示，一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，然后穿出磁场区域( )

图K9-3-6

A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动

2

B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动 C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动 D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动

7．如图K9-3-7所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别

2

为(重力加速度g取10 m/s，sin 37°＝0.6)( )

图K9-3-7

A．2.5 m/s，1 W B．5 m/s，1 W C．7.5 m/s，9 W D．15 m/s，9 W 二、多项选择题 8．(2015年浙江绍兴模拟)两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在平面与匀强磁场垂直．将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图K9-3-8所示．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放， 则( )

A．金属棒在最低点的加速度小于g

B．回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 C．当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大

D．金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度

图K9-3-8 图K9-3-9

9．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图K9-3-9所示．在这个过程中( )

A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零

B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上发出的焦耳热 D．恒力F所做的功等于电阻R上发出的焦耳热

10．(2016年河北保定高三调研)如图K9-3-10所示，在倾角为30°的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨，其间距为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与斜面垂直(图中未画出)．质量为m、阻值大小也为R的金属棒ab与固定在斜面上方的劲度系数为k的绝缘弹簧相接，弹簧处于原长并被锁定．现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度v0，从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，在上述过程中( )

3

图K9-3-10

A．开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为

BLv0

2

BLv0

2RmgBLC．通过电阻R的总电荷量为

4kR22

12mgD．回路产生的总热量小于mv0＋

24kB．通过电阻R的最大电流一定是

三、非选择题

11．如图K9-3-11所示，光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1＝1 m，bc边的边长l2＝0.6 m，线框的质量m＝1 kg，电阻R＝0.1 Ω，线框通过绝缘细线与重物相连，重物质量M＝2 kg，斜面上ef(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间做

2

匀速运动，且线框的ab边始终平行于底边，ef和gh的距离s＝11.4 m，g＝10 m/s，求：

(1)线框进入磁场前重物的加速度． (2)线框进入磁场时匀速运动的速度v.

(3)ab边由静止开始到运动到gh处所用的时间t.

(4)ab边运动到gh处的速度大小及在线框由静止开始运动到gh处的整个过程中产生的焦耳热．

图K9-3-11

4

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