2022高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用同步練習(xí) 魯科版

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1、2022高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用同步練習(xí) 魯科版 【模擬試題】（答題時(shí)間：50分鐘） 1. 如圖所示，一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成“п”，通以直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過(guò)程中，下列敘述正確的是（） A. 金屬環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 B. 金屬環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C. 懸掛金屬環(huán)C的豎直線中拉力變大 D. 金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài) 2. 如圖所示，ab、cd為兩根水平放置且相互平行的金屬軌道，相距L，左右兩端各連接一個(gè)阻值均為R 的定值電阻，軌道中央有一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒 MN垂直放在兩軌道上，與兩軌道接觸

2、良好，棒及軌道的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B. 棒MN在外驅(qū)動(dòng)力作用下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期為T(mén)，振幅為A，通過(guò)中心位置時(shí)的速度為v0 .則驅(qū)動(dòng)力對(duì)棒做功的平均功率為（） A. B. C. D. 3. 如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)方向垂直。ab、cd為兩根垂直導(dǎo)軌放置的、電阻都為R、質(zhì)量都為m的金屬棒。棒cd用能承受最大拉力為T(mén)0的水平細(xì)線拉住，棒cd與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為f 。棒ab與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì)，在水平拉力F的作用下以加速度a由靜止開(kāi)始向右做勻

3、加速直線運(yùn)動(dòng)，求： （1）線斷以前水平拉力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律； （2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線將被拉斷。 4. 如圖甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻R=0.4Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下?，F(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。 求：⑴金屬桿在5s末時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度. ⑵第4s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率。 甲 乙 5. 如圖，光滑平行的

4、水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0。現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求： （1）棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度； （2）棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能； （3）試分析討論ab棒在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)情況。 6. 一電阻為R的金屬圓環(huán)，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與圓環(huán)所在平面

5、垂直，如圖（a）所示. 已知通過(guò)圓環(huán)的磁通量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，圖中的最大磁通量φ0和變化周期T都是已知量，求 （1）在t= 0到的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬圓環(huán)某橫截面的電荷量q. （2）在t= 0到t=2T的時(shí)間內(nèi)，金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱Q. 7. 如圖（甲）所示，一正方形金屬線框放置在絕緣的光滑水平面上，并位于一豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著磁場(chǎng)的邊界，從t＝0時(shí)開(kāi)始，對(duì)線框施加一水平向右的外力F，使線框從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)刻穿出磁場(chǎng). 已知外力F隨時(shí)間變化的圖像如圖（乙）所示，且線框的質(zhì)量m、電阻R、圖（乙）中的、均為已知量. 試求出兩

6、個(gè)與上述過(guò)程有關(guān)的電磁學(xué)物理量（即由上述已知量表達(dá)的關(guān)系式）. 8. 如圖（1）所示，一個(gè)足夠長(zhǎng)的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬為L(zhǎng)=0.50m. 一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個(gè)正方形. 該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中. ab棒的電阻為R=0.10，其他各部分電阻均不計(jì). 開(kāi)始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.50T （1）若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t=0時(shí)刻開(kāi)始，給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力，使它做勻加速直線運(yùn)動(dòng). 此拉力T的大小隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖（2）所示

7、. 求勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及ab棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力. （2）若從某時(shí)刻t=0開(kāi)始，調(diào)動(dòng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小使其以=0. 20 T/s的變化率均勻增加. 求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間ab棒開(kāi)始滑動(dòng)?此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小和方向如何?（ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等）。 9. 如圖所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過(guò)導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為l，t=0時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開(kāi)始均勻增大，同時(shí)，在板2的左端且非?？拷?的位置有一質(zhì)量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)

8、。 ⑴要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率K應(yīng)滿足什么條件？ ⑵要使該液滴能從兩板間右端的中點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？ 【試題答案】 1、BCD 2、B 3、（1）在時(shí)刻t，棒的速度 v＝a t 棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E＝B L v＝B L a t 棒中的感應(yīng)電流為 I＝ 由牛頓第二定律 F－BIL＝ma

9、 得 F= （2）細(xì)線拉斷時(shí)滿足 BIL=f +T0 +T0 t= 4、電壓表的示數(shù)為 U5=0.2V …………………① 由閉合電路歐姆定律得 ……………………………②

10、 …………………………③ 聯(lián)立以上三式得： v5=2.5m/s …………………④ ⑵由乙圖可知，R兩端電壓隨時(shí)間均勻變化，所以電路中的電流也隨時(shí)間均勻變化，由閉合電路歐姆定律知，棒上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也是隨時(shí)間均勻變化的。因此由E=BLv可知，金屬桿所做的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng) ……………………………⑤ 由⑴問(wèn)中的④式有 所以 ……………………………⑥ 所以4s末時(shí)的速度 ……………………………⑦ 所以4s末時(shí)電路中的電流為 ……………………⑧ 因

11、 ……………………⑨ 5、（1）ab棒離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為，則有： ① ② 對(duì)ab棒 F－BIl＝0 ③ 解得 ④ （2）由能量守恒可得： ⑤ 解得： ⑥ （3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v 由：

12、 ⑦ 可得： ⑧ 棒在進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可分三種情況討論： ①若（或），則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)； ②若（或F＞），則棒先加速后勻速； ③若（或F＜，則棒先減速后勻速。 6、（1）由磁通量隨時(shí)間變化的圖線可知在t=0到時(shí)間內(nèi)，環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E1= ① 在以上時(shí)段內(nèi)，環(huán)中的電流為 I 1= ② 則在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某橫截面的電量 q= I 1 t ③ 聯(lián)立求解

13、得 ④ （2）在到和在到t =T時(shí)間內(nèi)，環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 1= 0 ⑤ 在和在時(shí)間內(nèi)，環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 3= ⑥ 由歐姆定律可知在以上時(shí)段內(nèi)，環(huán)中的電流為 I 3 = ⑦ 在t=0到t=2T時(shí)間內(nèi)金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱 Q=2（I 12 R t 3+ I 32 R t 3） ⑧ 聯(lián)立求解得

14、 Q= ⑨ 7、據(jù)題意知，線框運(yùn)動(dòng)的加速度 ① 線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度 ② 線框的邊長(zhǎng) ③ 線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)所受到的磁場(chǎng)力 ④ 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ⑤ 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框中的感應(yīng)電流

15、 ⑥ 由牛頓定律知 ⑦ 聯(lián)立求解可得 ⑧ 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ⑨ 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框中的感應(yīng)電流 ⑩ 在拉出過(guò)程中通過(guò)線框某截面的電量 ⑾ 8、（1）由圖像可得到拉力t的大小隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為 當(dāng)ab棒勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：T-f-B0Il=ma 因?yàn)镮＝B0lv/R v=at

16、 聯(lián)立可解得 將數(shù)據(jù)代入，可解得a=4m/s2 f=1N （2）以ab棒為研究對(duì)象，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，閉合電路中有恒定的感應(yīng)電流I，以ab 棒為研究對(duì)象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到ab所受安培力F與最大靜摩擦力fm相等時(shí)開(kāi)始滑動(dòng). 由以上各式求出，經(jīng)時(shí)間t=17.5s后ab棒開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小為I=0.5A 根據(jù)楞次定律可判斷出，電流的方向?yàn)閺腷到a. 9、參考答案：（1）由題意可知：板1為正極，板2為負(fù)極 ① 兩板間的電壓U＝ ② 而：S＝πr2

17、 ③ 帶電液滴受的電場(chǎng)力：F＝qE= ④ 故：F－mg＝－mg＝ma a=－g ⑤ 討論： 一. 若 a>0 液滴向上偏轉(zhuǎn)，做類(lèi)似平拋運(yùn)動(dòng) y＝ ⑥ 當(dāng)液滴剛好能射出時(shí)： 有 l＝v0t t＝ y＝d 故 d== ⑦ 由②③⑦得 K1＝ ⑧ 要使液滴能射出，必須滿足 y