(新課標)2019版高考物理一輪復習 主題九 電磁感應 課時跟蹤訓練45.doc
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課時跟蹤訓練(四十五) 增分提能 一、選擇題 1.(多選)(2017寧夏銀川模擬)如圖所示,軌道分粗糙的水平段和光滑的圓弧段兩部分,O點為圓弧的圓心,半徑R=1 m.兩軌道之間的寬度為0.5 m,勻強磁場方向豎直向上,磁感應強度大小為0.5 T.質量為0.05 kg、長為0.5 m的金屬細桿置于軌道上的M點,當在金屬細桿內(nèi)通以恒為2 A的電流時,金屬細桿沿軌道由靜止開始運動.已知金屬細桿與水平段軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.6,N、P為導軌上的兩點,ON豎直、OP水平,且|MN|=1 m,g取10 m/s2,則( ) A.金屬細桿開始運動時的加速度大小為4 m/s2 B.金屬細桿運動到P點時的速度大小為 m/s C.金屬細桿運動到P點時的向心加速度大小為8 m/s2 D.金屬細桿運動到P點時對每一條軌道的作用力大小為0.75 N [解析] 由牛頓第二定律可知,剛開始運動時的加速度為:a===4 m/s2,故A正確;從M到P過程,由動能定理得:(BIL-μmg)|MN|+BILR-mgR=mv-0 解得:vP=2 m/s,故B錯誤;在P點的向心加速度大小為:an== m/s2=8 m/s2,故C正確;在P點,由牛頓第二定律得:2F-BIL=man 解得:F=0.45 N 由牛頓第三定律可知,金屬細桿對每一條軌道的作用力大小為:F′=F=0.45 N,故D錯誤.故選AC. [答案] AC 2.(多選)(2017云南部分名校統(tǒng)考)如圖所示,兩條平行光滑金屬導軌NM、PQ(其電阻不計)固定在水平面內(nèi),導軌間距L=1 m,導軌左端連一個阻值為R=7.5 Ω的電阻,導軌處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度B=2 T,金屬桿的質量為0.4 kg,內(nèi)阻為0.5 Ω,橫放在導軌上,且通過滑輪和輕繩連接一個質量為m=0.1 kg的物體,不計一切摩擦,現(xiàn)將物體自由釋放,導軌足夠長,金屬桿在水平軌道內(nèi)運動到速度最大過程中,位移為l=1.8 m,下列說法正確的是(g取10 m/s2)( ) A.剛釋放瞬間,金屬桿的加速度大小a=2.5 m/s2 B.金屬桿運動的最大速度為vm=2 m/s C.電阻的最大熱功率P=2 W D.從靜止開始運動到速度最大的過程中,金屬桿克服安培力做功0.8 J [解析] 剛釋放物體時,回路中電流為零,則有mg=m桿a+ma,解得a=2 m/s2,A錯誤;由mg=得金屬桿運動的最大速度為vm=2 m/s,B正確;此時I==0.5 A,電阻的熱功率最大值P=I2R=1.875 W,C錯誤;由能量守恒得W克+(m+m桿)v=mgl,解得W克=0.8 J,D正確. [答案] BD 3.(多選)(2017吉林普通高中三模)如圖所示,光滑水平面上存在有界勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里,質量為m、邊長為a的正方形線框ABCD斜向穿進磁場,當AC剛進入磁場時線框的速度大小為v,方向與磁場邊界所成夾角為45,若線框的總電阻為R,則( ) A.線框穿進磁場過程中,框中電流的方向為D→C→B→A→D B.AC剛進入磁場時線框中感應電流為 C.AC剛進入磁場時線框所受安培力大小為 D.此時CD兩端電壓為Bav [解析] 線框進入磁場的過程中穿過線框的磁通量增大,由楞次定律可知,感應電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外,則感應電流的方向為A→B→C→D→A,A錯誤;AC剛進入磁場時CD邊切割磁感線,AD邊不切割磁感線,所以產(chǎn)生的感應電動勢為E=Bav,則線框中感應電流為I==,故CD兩端的電壓為U=IR=Bav,B錯誤,D正確;AC剛進入磁場時線框的CD邊受到的安培力的方向與v的方向相反,AD邊受到的安培力的方向垂直于AD邊向下,它們的大小都是F=BIa,由幾何關系可以看出,AD邊與CD邊受到的安培力的方向相互垂直,所以AC剛進入磁場時線框所受安培力為AD邊與CD邊受到的安培力的矢量和,即F合=F=,C正確. [答案] CD 4.(多選)(2017廣東肇慶模擬)如圖所示為一圓環(huán)發(fā)電裝置,用電阻R=4 Ω的導體棒彎成半徑L=0.2 m的閉合圓環(huán),圓心為O,COD是一條直徑,在O、D間接有負載電阻R1=1 Ω.整個圓環(huán)中均有B=0.5 T的勻強磁場垂直環(huán)面穿過.電阻r=1 Ω的導體棒OA貼著圓環(huán)做勻速運動,角速度ω=300 rad/s,則( ) A.當OA到達OC處時,圓環(huán)的電功率為1 W B.當OA到達OC處時,圓環(huán)的電功率為2 W C.全電路最大功率為3 W D.全電路最大功率為4.5 W [解析] 當OA到達OC處時,圓環(huán)接入電路的電阻為1 Ω,與R1串聯(lián)接入電源,外電阻為2 Ω,棒轉動過程中產(chǎn)生的感應電動勢E=BL2ω=3 V,圓環(huán)上分壓為1 V,所以圓環(huán)上的電功率為1 W,A正確,B錯誤;當OA到達OD處時,圓環(huán)接入電路的電阻為零,此時電路中總電阻最小,而電動勢不變,所以電功率最大為P==4.5 W,C錯誤,D正確. [答案] AD 5.(2017山東淄博模擬)如圖所示,ad、bc為固定的水平光滑平行金屬導軌,導軌間距為L,左右兩端接有定值電阻R1和R2,R1=R2=R,整個裝置處于磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中.質量為m的導體棒MN放在導軌上,棒始終與導軌垂直且接觸良好,不計導軌與棒的電阻.兩根相同的輕質彈簧甲和乙一端固定,另一端與棒的中點連接.初始時刻,兩根彈簧恰好處于原長狀態(tài),給棒一個水平向左的初速度v0,棒第一次運動至最右端的過程中R1產(chǎn)生的焦耳熱為Q,下列說法中正確的是( ) A.初始時刻棒所受安培力的大小為 B.棒第一次回到初始位置的時刻,R2的電功率為 C.棒第一次到達最右端的時刻,兩根彈簧具有彈性勢能的總量為mv-Q D.從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱大于 [解析] 由F安=BIL及I==,得安培力大小為F安=,故A項錯誤;則由于安培力始終對MN做負功,產(chǎn)生焦耳熱,由動能定理得當棒再次回到初始位置時,速度小于v0,棒產(chǎn)生的感應電動勢小于BLv0,則電阻R2的電功率小于,故B項錯誤;由能量守恒知,當棒第一次到達最右端時,棒的機械能全部轉化為整個回路中的焦耳熱和甲、乙彈簧的彈性勢能,兩個并聯(lián)電阻相同,產(chǎn)生的熱量相同,則電路中產(chǎn)生的總熱量為2Q,兩根彈簧具有的彈性勢能為mv-2Q,故C項錯誤;由于安培力始終對棒做負功,產(chǎn)生焦耳熱,在棒從初始位置到達最左端、從最左端回到初始位置、再從初始位置到達最右端這三個過程中,棒第一次到達最左端的過程中,棒平均速度最大,安培力平均值最大,整個過程中電路中產(chǎn)生總熱量為2Q,則棒從初始時刻至第一次到達最左端的過程中,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱應大于2Q,故D項正確. [答案] D 6.(多選)在光滑的水平面上方,有兩個磁感應強度大小均為B,方向相反的水平勻強磁場,如圖所示.PQ為兩個磁場的邊界,磁場范圍足夠大.一個邊長為a、質量為m、電阻值為R的正方形金屬線框,以速度v垂直磁場方向從圖(Ⅰ)位置開始向右運動,當線框運動到分別有一半面積在兩個磁場中的圖(Ⅱ)位置時,線框的速度為,則下列說法正確的是( ) A.在圖(Ⅱ)位置時線框中的電功率為 B.此過程中回路產(chǎn)生的電能為mv2 C.在圖(Ⅱ)位置時線框的加速度大小為 D.此過程中通過線框截面的電荷量為 [解析] 線框在圖(Ⅱ)位置時,線框中產(chǎn)生的感應電動勢為E=2=Bav,線框中的電功率為P==,A正確;根據(jù)能量守恒定律得,線框從圖(Ⅰ)位置運動到圖(Ⅱ)位置的過程中,線框中產(chǎn)生的電能為Q=mv2-m2=mv2.B正確;線框在圖(Ⅱ)位置時,線框所受的安培力的合力為F=2BIa=2Ba=2,由牛頓第二定律得a加==,C錯誤;在圖(Ⅱ)位置時,線框的磁通量為零,線框磁通量的變化量ΔΦ=Ba2,線框從圖(Ⅰ)位置運動到圖(Ⅱ)位置的過程中通過線框截面的電荷量為q==,D錯誤. [答案] AB 7.(多選)如圖所示,單匝矩形閉合線圈abcd全部處于磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,線圈的面積為S,ab邊的電阻為r,其他邊的電阻不計,在cd邊串接一阻值為R的電阻,在外力的作用下,線框繞與cd邊重合的固定轉軸以角速度ω從圖示位置開始逆時針(從上往下看)勻速轉動,則( ) A.線框中電阻R兩端電壓的有效值為BSω B.線框轉過時,線框中瞬時電流的大小為,方向為a→d→c→b→a C.線框從圖示位置開始時轉過的過程中,通過導線某一橫截面的電荷量為 D.在線框轉過一周的過程中,外力對其做的功為 [解析] 產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為Em=BSω,有效值為E=,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知U=R=,A錯誤;產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值為e=Emsinωt=BSωsinωt,故產(chǎn)生的感應電流的瞬時值為i=sinωt,線框轉過時產(chǎn)生的電流為i=,根據(jù)楞次定律可知電流方向為a→d→c→b→a,B正確;產(chǎn)生的平均感應電動勢為=,產(chǎn)生的感應電流為=,通過導線某一橫截面的電荷量為q=Δt=,C正確;轉動一周產(chǎn)生的熱量為Q=t=,外力做的功全部轉化為熱能,D正確. [答案] BCD 8.(2017遼寧沈陽模擬)如圖所示,水平地面上方正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ,分別用相同材料、不同粗細的導線繞制(Ⅰ為細導線)而成.兩線圈在距磁場上邊界h高處由靜止開始自由下落,再進入磁場,最后落到地面.運動過程中,線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界.設線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為v1、v2,在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2.不計空氣阻力,則( ) A.v1- 配套講稿:
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