2016届高三物理一轮复习9.3电磁感应规律的综合应用开卷速查.doc

开卷速查(三十三)电磁感应规律的综合应用说明提示本试卷共三部分A组基础巩固B组能力提升C组难点突破考试时间：45分钟试卷满分：100分A组基础巩固1有一个匀强磁场边界是EF，在EF右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图331甲所示现有一个闭合的金属线框以恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域线框中的电流随时间变化的i­t图象如图331乙所示，则可能的线框是图332中的()甲乙图331ABCD图332解析：由图乙可知，电流先是均匀增加，后均匀减小，又il，所以金属线框切割磁感线的有效长度应先是均匀增加，后均匀减小，A项符合；B、C项线框中间部分进入磁场后切割磁感线的有效长度不变；D项有效长度不是均匀地增加和减小答案：A图3332.(2014·广东卷)如图333所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部则小磁块()A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析：小磁块从铜管P中下落时，P中的磁通量发生变化，P中产生感应电流，给小磁块一个向上的磁场力，阻碍小磁块向下运动，因此小磁块在P中不是做自由落体运动，而塑料管Q中不会产生电磁感应现象，因此Q中小磁块做自由落体运动，A项错误；P中的小磁块受到的磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B项错误；由于在P中小磁块下落的加速度小于g，而Q中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在P中下落的时间比在Q中下落的时间长，C项正确；根据动能定理可知，落到底部时在P中的速度比在Q中的速度小，D项错误答案：C3(多选题)(2014·山东卷)如图334，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示不计轨道电阻以下叙述正确的是()图334AFM向右BFN向左CFM逐渐增大 DFN逐渐减小解析：由题意可知，根据安培定则，在轨道内的M区、N区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里，由此可知，当导体棒运动到M区时，根据右手定则可以判定，在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反， 再根据左手定则可知，金属棒在M区时受到的安培力方向向左，因此A选项错误；同理可以判定B选项正确；再根据导体棒在M区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越大，因此产生的感应电动势越来越大，根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知，导体棒所受的安培力FM也逐渐增大，故C选项正确；同理D选项正确答案：BCD4(2014·全国大纲卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大B先增大，后减小C逐渐增大，趋于不变D先增大，再减小，最后不变解析：条形磁铁在下落过程中受到向上的排斥力，绝缘铜环内产生感应电流，导致条形磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，故其速率逐渐增大，最后趋于不变，选项C正确，选项A、B、D错误答案：C5如图335所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中，有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值为R，其余电阻不计，则()图335A该过程中导体棒做匀减速运动B该过程中接触电阻产生的热量为mvC开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为D当导体棒的速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半解析：产生的感应电动势为EBlv，电流为I，安培力为FBIl，l、v都在减小，根据牛顿第二定律知，加速度也在减小，故A错；该过程中，动能全部转化为接触电阻产生的热能为mv，B错；该过程中，通过的总电荷量为Q，开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积S，C对；由产生的感应电动势EBlv和电流I，可知D错答案：C6(2015·山东青岛测试)如图336甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B1.0 T，质量为m0.04 kg、高h0.05 m、总电阻R5 、n100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M0.08 kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v110 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直若小车运动的速度v随车的位移x变化的v ­ x图象如图乙所示，则根据以上信息可知()甲乙图336A小车的水平长度l15 cm B磁场的宽度d35 cmC小车的位移x10 cm时线圈中的电流I7 AD线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q1.92 J解析：从x5 cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下小车做减速运动，速度v随位移x减小，当x15 cm时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动，小车的水平长度l10 cm，A项错；当x30 cm时，线圈开始离开磁场，则d30 cm5 cm25 cm.B项错；当x10 cm时，由图象知，线圈速度v27 m/s，感应电流I7 A，C项正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度v33 m/s，线圈上产生的电热Q(Mm)(vv)4.86 J，D项错答案：CB组能力提升7(2015·山东济南模拟)两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图337甲所示的回路，并固定在竖直平面(纸面)内导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流(规定电流逆时针方向为正方向)，导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则匀强磁场对MN边的安培力()甲乙图337A01 s内，方向向下B13 s内，方向向下C35 s内，先逐渐减小后逐渐增大D第4 s末，大小为零解析：由法拉第电磁感应定律可知，35 s内回路中产生的感应电动势大小不变，则安培力也不变，故C项错；由楞次定律可知第1 s内，导体框中感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，MN所受安培力方向向上，A项错；由楞次定律可知，13 s内导体框中感应电流方向为逆时针方向，由左手定则可知，MN所受安培力方向向下，B项正确；第4 s末圆环中瞬时电流为零，通过圆环的磁通量为零，但磁通量变化率不为零，故导体框中仍有感应电流产生，所以MN受力不为零，D项错答案：B8(多选题)在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻一起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计则()图338A物块c的质量是2msinBb棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能Cb棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能Db棒放上导轨后，a棒中电流大小是解析：对abc的整体，根据平衡知识得：2mgsinmcg，解得mc2msin；b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能与a的重力势能增量之和；b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于a、c增加的重力势能与回路消耗的电能之和；对b棒来说：BILmgsin，所以I，选项A、D正确答案：AD9(2014·江苏卷)如图339所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：图339(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.解析：(1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡有mgsinmgcos解得tan(2)在光滑导轨上感应电动势EBLv感应电流I安培力F安BIL导体棒受力平衡有F安mgsin解得v(3)摩擦生热QTmgdcos由能量守恒定律有3mgdsinQQTmv2解得Q2mgdsin答案：(1)tan(2)(3)2mgdsin10(2015·河南省安阳市调研)如图3310甲所示，两足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L1.0 m，NQ两端连接阻值R1.0 的电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角30°.一质量m0.20 kg、阻值r0.50 的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M0.60 kg的重物P相连细线与金属导轨平行金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图3310乙所示，已知金属棒在00.3 s内通过的电量是0.30.6 s内通过电量的，g10 m/s2，求：甲乙图3310(1)00.3 s内棒通过的位移；(2)金属棒在00.6 s内产生的热量解析：(1)金属棒在0.30.6 s内通过的电量为q1I1t1金属棒在00.3 s内通过的电量q2由题知q1q2，代入解得x20.3 m.(2)金属棒在00.6 s内通过的总位移为xx1x2vt1x2，代入解得x0.75 m根据能量守恒定律MgxmgxsinQ(Mm)v2代入解得Q2.85 J由于金属棒与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律QI2Rt，得到它们产生的热量与电阻成正比，所以金属棒在00.6 s内产生的热量QrQ1.9 J.答案：(1)0.3 m(2)1.9 JC组难点突破11(多选题)如图3311所示，光滑的“U”型金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动以下说法中正确的有()图3311A若B2B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑B若B2B1，金属棒进入B2区域后仍保持匀速下滑C若B2B1，金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑D若B2B1，金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑解析：若B2B1，金属棒进入B2区域后受安培力大小方向不变，仍将保持匀速下滑；若B2B1，金属棒进入B2区域后安培力小于重力，棒可能先加速后匀速下滑；若B2B1，金属棒进入B2区域后安培力大于重力，棒可能先减速后匀速下滑答案：BCD9