课时跟踪训练(十三) 电磁感应综合问题.docx

课时跟踪训练（十三）电磁感应综合问题（限时45分钟）一、选择题（本题共7小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确）1 .（2014.江苏高考）如图1所示，一正方形线圈的匝数为忆边长为m线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在加时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2瓦在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）图1A.B.C.D.2 .（2014上海崇明模拟）如图2所示，边长为2/的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为/的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上。从=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用/表示导线框中的感应电流（逆时针方向为正），则下列表示/“关系的图线中，正确的是（）图2图33 .（2014.江苏高考）如图4所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（）图4A.增加线圈的匝数8 .提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯4. （2013吉林省实验中学模拟）如图5所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，、人为L上的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光。某时刻将电键K打开，则下列说法正确的是（）图5A.。点电势高于8点，A灯闪亮后缓慢熄灭B.8点电势高于。点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭C.。点电势高于8点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭D.8点电势高于。点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭5. （2014浙江高考改编）如图6甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为瓦垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从看=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流/,周期为T,最大值为m,图甲中/所示方向为电流正方向。则关于金属棒以下结论错误的是（）图6A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功6.（2014北京西城区模拟）如图7所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间看的变化关系为5=%+笈，其中为、左为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆柱形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是（）图7A.从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2以“B.从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2以“C.从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为4瓶户D.从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为4瓶户7.（2014.凉山州模拟）如图8所示，U形光滑金属导轨Mk。（其电阻不计）固定在水平面内，轨距L=Im,导轨左端连一个阻值为R=7.5Q的电阻，导轨部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度5=2T,金属杆"的质量为0.4kg、内阻为0.5Q,横放在导轨上通过滑轮和轻绳连接一个质量为0.1kg的物体如不计一切摩擦，现将物体自由释放，假若导轨水平段足够长，金属杆在水平轨道内运动到速度最大过程中，位移为/=1.8m,下列说法正确的是（g取IOmS2）（）图8A.刚释放的瞬间，金属杆的加速度。=2.5ms?B.金属杆运动的最大速度为。=2msC.电阻R的最大热功率P=2WD.从静止开始运动到速度最大的过程中，金属杆克服安培力做功0.8J二、计算题(本题共2小题)8.如图9,足够长的两平行金属导轨，间距£=0.2m,导轨平面与水平面成9=37。角,定值电阻R=0.4Q0导轨上停放着一质量机=0.1kg、电阻厂=0.IQ的金属杆CD,导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。导轨与金属杆间的动摩擦因数=0.5。现用一垂直于金属杆8的外力R沿导轨斜面方向向上拉杆，使之由静止开始沿导轨向上做加速度为=2ms2的匀加速直线运动，并开始计时(COS37。=0.8,sin37o=0.6)0试求：图9(1)推导外力尸随时间看的变化关系；(2)在2S时电阻R上消耗功率和2秒内通过电阻的电量；(3)若2s末撤销拉力F,求电阻H上功率稳定后的功率大小。9.(2014.商丘模拟)如图10所示，竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L=0.5m,上方连接一个阻值R=IQ的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度B=2T的匀强磁场。完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为r=0.5Q。将金属杆1固定在磁场的上边缘(仍在此磁场内)，金属杆2从磁场边界上方%=0.8m处由静止释放，进入磁场后恰做匀速运动。(g取10ms?)求:图10(1)金属杆的质量m为多大？(2)若金属杆2从磁场边界上方历=0.2m处由静止释放，进入磁场经过一段时间后开始匀速运动，在此过程中整个回路产生了1.4J的电热，则此过程中流过电阻R的电量4为多少？(3)金属杆2仍然从离磁场边界Ai=0.2m处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时由静止释放金属杆1,两金属杆运动了一段时间后均达到稳定状态，试求两根金属杆各自的最大速度。(已知两个电动势分别为及不同的电源串联时，电路中总的电动势石=昂+及)答案1 .选B由£=可得：E=n=,B正确。2 .选D导线框匀速进入时，切割磁感线的等效长度均匀增大，由/=可知，电流逐渐增大，前进/到2/过程中，框电流为零，出磁场过程中电流方向相反，故只有D正确。3 .选AB当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势。瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱。所以选项A、B正确，选项C、D错误。4 .选BK闭合时流过L的电流方向由一AK打开瞬间，由于自感作用，L相当于电源对A、B、C供电，此时。相当于电源正极，。比4电势高，因L中电流比B、C原来稳定时电流大，故将看到A灯逐渐熄灭，B、C灯闪亮后缓慢熄灭，B正确。5 .选D由左手定则，在0时间内安培力水平向右，金属棒向右匀加速运动，在时间内安培力水平向左，金属棒向右匀减速运动至速度为零，之后重复第一周期运动，故A、B、C均正确；因在时间安培力对金属棒做负功，在一个周期内，安培力所做的总功为零，故D错误。6 .选C由于磁感应强度均匀增大产生的感应电场方向从上往下看，沿顺时针方向，在电场力作用下带正电的小球沿顺时针方向移动，由圆环上产生的电动势为=11r2=11r2,故小球转动一周，电场力做功引起动能的增加量AEk=或兀凡故只有C正确。7 .选BD刚释放金属杆时回路中电流为零，贝1有：mg-F=ma,F=m杆a,解得：a=2ms2,A错误；由机g=得金属杆运动的最大速度为vm=2ms,B正确；此时/=0.5A,电阻R的电功率最大值P=2r=1.875W,C错误；由能量守恒得：W克十(机+机杆)3?=机g/,解得W克=0.8J,D正确。8 .解析：(1)/=Fa=BILF-mgsmmgcosF=ma得:=1.2+0.04单位:N)o(2)/=0.8APh=2r=0.256Wq=I平均，=/=1=又卜=BLXaP解得：q=O.8C。(3)撤销外力后，导体棒向上做减速运动，停止后再向下变加速运动，当导体受力平衡时，速度达到最大并稳定，电阻R上功率也稳定。稳定速度mgsin=mgcos+Fa=mgsinmgcosOm=IOmsIm=2APm=m2=1.6W答案:(1)尸=1.2+0.04*单位：N)(2)0.256W0.8C(3)1.6W9.解析:(1)金属杆2进入磁场前做自由落体运动，vm=ms=4ms,金属杆2进入磁场后受两个力平衡：mg=BIL,且/=,解得机=0.2kg。(2)金属杆2从下落到再次匀速运动的过程中，能量守恒，设金属杆2在磁场内下降后,则mg(h+/i2)=m2÷Q解得比=Zzi=1.3m金属杆2进入磁场到匀速运动的过程中，q=t=Q.65Co(3)金属杆2刚进入磁场时的速度V=ms=2mS释放金属杆1后，两杆受力情况相同，且都向下加速，合力等于零时速度即最大，即mg=BIL,且/=,E=BLv,E2=BLv2整理得到：s+2=代入数据得。+s=4ms因为两个金属杆任何时刻受力情况相同，因此任何时刻两者的加速度也都相同，在相同时间内速度的增量也必相同，即：V1Q=V2-V代入数据得02。1=2ms(画出人/图，找到两者速度差值(4-%)恒为2mS的，同样给分)联立求得：s=lms,4=3ms。答案:(I)0.2kg(2)0.65C(3)1ms3ms