2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 第3講 電磁感應(yīng)的綜合問題模擬檢測(cè) 1．(多選)(xx年深圳聯(lián)考)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R 的電阻．將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖9－3－12所示．除電阻R 外其余電阻不計(jì)．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放．則(　　) 圖9－3－12 A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g B．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R 的電流方向?yàn)閍→b C．金屬棒的速度為v時(shí)．所受的安培力大小為F ＝ D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量 【答案】AC 【解析】在導(dǎo)體棒下落過程中受重力、彈簧彈力和安培力作用，但釋放瞬間，彈簧彈力為0，安培力為0，只受重力作用，所以加速度等于重力加速度g，A項(xiàng)正確；根據(jù)楞次定律(或右手定則)可以判斷，電阻R中的電流方向由b→a，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬棒速度為v時(shí)，導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，回路中電流I＝，安培力F＝ILB＝，C項(xiàng)正確；根據(jù)能量守恒定律，金屬棒重力勢(shì)能的減少量一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱能，還有一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．(多選)(xx年佛山一模)如圖9－3－13，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，其下端與電阻R連接；導(dǎo)體棒ab電阻為r，導(dǎo)軌和導(dǎo)線電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上．若導(dǎo)體棒ab以一定初速度v0下滑，則ab棒(　　) 圖9－3－13 A．所受安培力方向水平向右 B．可能以速度v0勻速下滑 C．則下滑瞬間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BLv0 D．減少的重力勢(shì)能等于電阻R產(chǎn)生的內(nèi)能 【答案】AB 3．(多選)(xx年湛江模擬)如圖9－3－14所示，導(dǎo)線ab、cd跨接在電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌上，ab的電阻為2R，cd的電阻為R.當(dāng)cd在外力F1作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab在外力F2的作用下保持靜止．則下列說法正確的是(　　) 圖9－3－14 A．a(chǎn)b兩端的電勢(shì)差一定大于cd兩端的電勢(shì)差 B．若cd向右勻速運(yùn)動(dòng)，則F1與F2大小一定相等 C．若cd向右加速運(yùn)動(dòng)，則F1一定大于F2 D．拉力F1所做的功一定等于電路中消耗的電能 【答案】BC 【解析】cd切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，cd相當(dāng)于電源，ab是外電路，cd兩端電壓是路段電壓，導(dǎo)線ab與cd兩端電壓相等，故A錯(cuò)誤；兩導(dǎo)線電流相等，兩導(dǎo)線受到的安培力大小相等，ab靜止、cd向右勻速運(yùn)動(dòng)，兩導(dǎo)線都處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)1與F2大小都等于安培力，則F1與F2大小相等，故B正確；兩導(dǎo)線受到的安培力相等，ab靜止，處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)2等于安培力，cd向右加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1大于安培力，則F1大于F2，故C正確；當(dāng)cd勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F1做的功轉(zhuǎn)化為電能，拉力F1所做的功等于電路消耗的電能，如果cd加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1做功轉(zhuǎn)化為電能與cd的動(dòng)能，則F1做功大于電路消耗的電能，故D錯(cuò)誤． 4．(單選)(xx年天津卷)如圖9－3－15所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd.ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)．線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)．線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則(　　) 圖9－3－15 A．Q1>Q2，q1＝q2 B.Q1>Q2，q1>q2 C．Q1＝Q2，q1＝q2 D.Q1＝Q2，q1>q2 【答案】A 【解析】根據(jù)功能關(guān)系，線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做功．由F＝BIL，I＝，E＝BLv，第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1＝W1＝F1Lbc＝Lbc＝Lab.第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)．線框上產(chǎn)生的熱量為Q2＝W2＝F2Lab＝Lab＝Lbc.由于Lab>Lbc，所以Q1>Q2.由I＝，E＝，E＝IR，聯(lián)立解得q＝.兩次磁通量變化ΔΦ相同，所以q1＝q2，選項(xiàng)A正確． 5．(xx年武昌檢測(cè))如圖9－3－16，兩根相距l(xiāng)＝1 m的平行光滑長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，被固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌左端接有R＝2 Ω的電阻，導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌垂直、方向相反的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度d相同且為0.6 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1＝ T、B2＝0.8 T．現(xiàn)有電阻r＝1 Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以v＝5 m/s從邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)后始終做勻速運(yùn)動(dòng)，求： 圖9－3－16 (1)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)B1時(shí)拉力的功率； (2)導(dǎo)體棒ab經(jīng)過任意一個(gè)B2區(qū)域過程中通過電阻R的電量； (3)導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)過程中電阻R兩端的電壓有效值． 【答案】見解析 【解析】(1)在B1中時(shí)， E1＝B1lv，I1＝，F(xiàn)＝B1I1l， 則P＝Fv＝ W. (2)由閉合電路歐姆定律有I2＝， 電量q＝I2Δt2，位移d＝vΔt2， 解得q＝0.16 C. (3)導(dǎo)體棒進(jìn)入B2時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E2＝B2lv＝4 V， 設(shè)電動(dòng)勢(shì)有效值為E，有 ·＋·＝·T， 解得E＝3 V. 電阻R兩端電壓有效值為UR＝R＝2 V.