《2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 課時(shí)作業(yè)31 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 課時(shí)作業(yè)31 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 課時(shí)作業(yè)31 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題1如圖所示，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框；在導(dǎo)線(xiàn)框右側(cè)有一寬度為d(dL)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線(xiàn)框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下導(dǎo)線(xiàn)框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線(xiàn)框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域下列vt圖象中，可能正確描述上述過(guò)程的是() 【解析】導(dǎo)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框受到向左的安培力作用，根據(jù)EBLv、I、FBIL得F，隨著v的減小，安培力F減小，導(dǎo)線(xiàn)框做加速度逐漸減小的減速動(dòng)動(dòng)整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，導(dǎo)線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)，

2、導(dǎo)線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)F，導(dǎo)線(xiàn)框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)D正確【答案】D2如圖所示，有兩根和水平方向成角的光滑且平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，則() A如果B增大，vm將變大B如果變大，vm將變大C如果R變大，vm將變大 D如果m變小，vm將變大【解析】以金屬桿為研究對(duì)象，受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律得，mgsin F安ma，其中F安，當(dāng)a0時(shí)，vvm，解得vm，結(jié)合此式分析即得B、C選項(xiàng)正確【答案】BC3.如圖所示電路

3、，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電阻可忽略不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)量為m，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在下滑高度h的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是() A作用在金屬棒上各力的合力做功為零B重力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能C金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱D金屬棒克服恒力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱【解析】根據(jù)動(dòng)能定理，合力做的功等于動(dòng)能的增量，故A對(duì)；重力做的功等于重力勢(shì)能的減少，重力做的功等于克服F所做的功與產(chǎn)生的電能之和，而克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，所以B、

4、D錯(cuò)，C對(duì)【答案】AC4.如圖所示，正方形閉合導(dǎo)線(xiàn)框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)若第一次用0.3 s時(shí)間拉出，外力所做的功為W1；第二次用0.9 s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，則() AW1W2 BW1W2CW13W2 DW19W2【解析】設(shè)正方形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，導(dǎo)線(xiàn)框的電阻為R，則導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)距離為L(zhǎng)，Wt，可知W與t成反比，W13W2.選C.【答案】C5. 用一段橫截面半徑為r，電阻率為、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為R(rR)的圓環(huán)圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場(chǎng)中，圓環(huán)的圓心始終在N極的軸線(xiàn)上，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，圓環(huán)在

5、加速下落過(guò)程中某一時(shí)刻的速度為v，忽略電感的影響，則()A此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)沿順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落C此時(shí)圓環(huán)的加速度aD如果徑向磁場(chǎng)足夠長(zhǎng)，則圓環(huán)的最大速度vm【解析】圓環(huán)向下切割磁感線(xiàn)，由右手定則可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?俯視)，A正確；再由左手定則可知，圓環(huán)受到的安培力向上，B錯(cuò)誤；圓環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EB2Rv，感應(yīng)電流I，電阻R，解得I.圓環(huán)受到的安培力FBI2R.圓環(huán)的加速度ag，圓環(huán)質(zhì)量md2Rr2，解得加速度ag，C錯(cuò)誤；當(dāng)mgF時(shí)，加速度a0，圓環(huán)的速度最大，vm，D正確【答案】AD6如圖所示，足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，

6、傾角為37，寬度為0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1 .一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 ，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)() A2.5 m/s1 W B5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/s9 W【解析】當(dāng)小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)，導(dǎo)體棒MN勻速運(yùn)動(dòng)，受力如圖所示根據(jù)受力平衡可得，mgsin m

7、gcos ，代入數(shù)據(jù)得，v5 m/s；小燈泡消耗的電功率為P()2R1 W，B項(xiàng)正確【答案】B創(chuàng)新導(dǎo)向練7綜合應(yīng)用考查電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用如圖所示，在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè)由均勻?qū)Ь€(xiàn)制成的單匝矩形線(xiàn)框abcd，線(xiàn)框以恒定的速度v沿垂直磁場(chǎng)方向向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中線(xiàn)框dc邊始終與磁場(chǎng)右邊界平行，線(xiàn)框邊長(zhǎng)adL，cd2L.線(xiàn)框?qū)Ь€(xiàn)的總電阻為R.則在線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是() Aad間的電壓為B流過(guò)線(xiàn)框截面的電量為C線(xiàn)框所受安培力的合力為D線(xiàn)框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為【解析】ad間的電壓為UIRR，故A正確；流過(guò)線(xiàn)框截面的電量qItt，故B正確；線(xiàn)框所

8、受安培力的合力FBI2L，故C錯(cuò)誤；產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2BLv，感應(yīng)電流I；線(xiàn)框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量QI2R，故D正確【答案】ABD8以“測(cè)速儀”為背景考查法拉第電磁感應(yīng)定律與電路知識(shí)的綜合應(yīng)用某?？萍夹〗M的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)傳送帶測(cè)速儀，測(cè)速原理如圖所示在傳送帶一端的下方固定有間距為L(zhǎng)、長(zhǎng)度為d的平行金屬電極電極間充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直傳送帶平面(紙面)向里、有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且電極之間接有理想電壓表和電阻R，傳送帶背面固定有若干根間距為d的平行細(xì)金屬條，其電阻均為r，傳送帶運(yùn)行過(guò)程中始終僅有一根金屬條處于磁場(chǎng)中，且金屬條與電極接觸良好當(dāng)傳送帶以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)

9、為U.則下列說(shuō)法中正確的是()A傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速率為B電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為C金屬條經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域受到的安培力大小為D每根金屬條經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的全過(guò)程中克服安培力做功為【解析】根據(jù)EBLv，則電壓表讀數(shù)為U，解得v，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為PR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬條經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域受到的安培力大小為FBIL，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；每根金屬條經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的全過(guò)程中克服安培力做功為WFd，選項(xiàng)D正確【答案】D9電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問(wèn)題如圖所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R，C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域C1中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B1bkt(

10、k0)變化，C2中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿AB穿過(guò)區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止則() A通過(guò)金屬桿的電流大小為B通過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到AC定值電阻的阻值為RrD整個(gè)電路的熱功率P【解析】根據(jù)題述金屬桿恰能保持靜止，由平衡條件可得：mgB2I2a，通過(guò)金屬桿的電流大小為I，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由楞次定律可知，通過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)區(qū)域C1中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B1bkt(k0)變化，可知k，C1中磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea2ka2，由閉合電路歐姆定律，EI(rR)，聯(lián)立解得定值電阻的阻值

11、為Rr，選項(xiàng)C正確；整個(gè)電路的熱功率PEIka2，選項(xiàng)D正確【答案】BCD10綜合應(yīng)用考查電磁感應(yīng)中的力電綜合問(wèn)題如圖所示，一個(gè)“U”形金屬導(dǎo)軌靠絕緣的墻壁水平放置，導(dǎo)軌長(zhǎng)L1.4 m，寬d0.2 m一對(duì)長(zhǎng)L10.4 m的等寬金屬導(dǎo)軌靠墻傾斜放置，與水平導(dǎo)軌成角平滑連接，角可在060調(diào)節(jié)后固定水平導(dǎo)軌的左端長(zhǎng)L20.4 m的平面區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B02 T水平導(dǎo)軌的右端長(zhǎng)L30.5 m的區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間以1.0 T/s均勻變大一根質(zhì)量m0.04 kg的金屬桿MN從斜軌的最上端靜止釋放，金屬桿與斜軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.125，與水平導(dǎo)軌

12、間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.5.金屬桿電阻R0.08 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)(1)求金屬桿MN上的電流大小，并判斷方向；(2)金屬桿MN從斜軌滑下后停在水平導(dǎo)軌上，求角多大時(shí)金屬桿所停位置與墻面的距離最大，并求此最大距離xm.【解析】(1)由電磁感應(yīng)定律EdL3由歐姆定律得IMN棒上的電流大小I1.25 AMN棒上的電流方向：NM.(2)設(shè)導(dǎo)體棒滑出水平磁場(chǎng)后繼續(xù)滑行x后停下，由動(dòng)能定理得mgL1 sin 1mgL1cos 2(mgB0Id)(L2L1cos )2mgx0代入數(shù)據(jù)得，0.16sin 0.16cos 0.180.2x當(dāng)45時(shí)，x最大x0.80.90.23 mxmL2x(0.40.23) m0.6

13、3 m.【答案】(1)1.25 ANM(2)450.63 m綜合提升練11(2018鄭州一中高三上學(xué)期入學(xué)測(cè)試)如圖所示，光滑的輕質(zhì)定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線(xiàn)，線(xiàn)的一端系一質(zhì)量為2 m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿在豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，其間距為L(zhǎng).在Q、F之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而后勻速下降運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)一切摩擦和接觸電阻，重力加速度為g. (1)求重物勻速下降時(shí)的速度v；(2)求重物從釋放

14、到下降h的過(guò)程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量QR；(3)設(shè)重物下降h時(shí)的時(shí)刻t0，此時(shí)速度為v0，若從t0開(kāi)始，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸減小，且金屬桿中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫(xiě)出B隨時(shí)間t變化的關(guān)系【解析】(1)重物勻速下降時(shí)，金屬桿勻速上升，金屬桿受力平衡設(shè)細(xì)線(xiàn)對(duì)金屬桿的拉力為T(mén)，金屬桿所受安培力為F由平衡條件得TmgF由安培力公式得FB0IL根據(jù)閉合電路歐姆定律I根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EB0Lv對(duì)重物由平衡條件得T2mg綜合上述各式，解得v.(2)設(shè)電路中產(chǎn)生的總熱量為Q，由能量守恒定律得2mghmgh(2m)v2mv2Q由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，電阻R中產(chǎn)生的熱量為QRQ則QRmgh.(3)金屬桿中恰好不

15、產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，磁通量不變，則有01即B0hLB(hx)L式中xv0tat2對(duì)系統(tǒng)，由牛頓第二定律有a則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系為B.【答案】(1)(2)mgh(3)12(2018江蘇鹽城市射陽(yáng)二中高三上學(xué)期期中)如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的粗糙斜面與水平面成37固定放置，斜面上平行虛線(xiàn)aa和bb之間有垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，間距為d1 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示現(xiàn)有一質(zhì)量為m0.1 kg，總電阻為R10 ，邊長(zhǎng)也為d1 m的正方形金屬線(xiàn)圈MNPQ，其初始位置有一半面積位于磁場(chǎng)中，在t0時(shí)刻，線(xiàn)圈恰好能保持靜止，此后在t0.25 s時(shí)，線(xiàn)圈開(kāi)始沿斜面下滑，下滑過(guò)程中線(xiàn)圈MN邊

16、始終與虛線(xiàn)aa保持平行已知線(xiàn)圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)前已經(jīng)開(kāi)始做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)求：(取sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)(1)前0.25 s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)圈某一截面的電量；(2)線(xiàn)圈與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)線(xiàn)圈從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱【解析】(1)0.25 s內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有E V2 V感應(yīng)電流I A0.2 A025 s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)圈某一截面的電量qIt0.20.25 C0.05C.(2)根據(jù)楞次定律，線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?25 s時(shí)，線(xiàn)圈開(kāi)始沿斜面下滑mgsin 37mgcos 37BId代入數(shù)據(jù)：0.60.820.21解得：0.25.(3)設(shè)線(xiàn)圈最后勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBdv感應(yīng)電流I安培力F安BId聯(lián)立得F安勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)線(xiàn)圈根據(jù)平衡條件得mgsin 37mgcos 37代入數(shù)據(jù)：0.60.2解得v1 m/s根據(jù)能量守恒定律，有mgsin 37(d)mv2mgcos 37(d)Q代入數(shù)據(jù)：0.60.1120.2Q解得：Q0.55 J.【答案】(1)0.05 C(2)0.25(3)0.55 J