高考物理人教版選修3-2 9.3《電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用》課后限時(shí)作業(yè)

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111 課后限時(shí)作業(yè)(三十九) (時(shí)間：60分鐘 滿分：100分) 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1.如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng).下面說(shuō)法正確的是( ) A.電容器兩端的電壓為零 B.電阻兩端的電壓為BLv C.電容器所帶電荷量為CBLv D.為保持MN勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力大小為 2．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，由距磁場(chǎng)H高處自由下落，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，線圈開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半，磁場(chǎng)的寬度也為L(zhǎng)，則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中發(fā)出的焦耳熱為(　　) A．2mgL　　　　　　　　　　　　　　　　　B．2mgL＋mgH C．2mgL＋mgH 　　　　　　　　　　 D．2mgL＋mgH 3．如圖甲所示，abcd為用導(dǎo)體做成的框架，其所在平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個(gè)裝置放于垂直框架平面的變化的磁場(chǎng)中，t=0時(shí)磁場(chǎng)方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示，MN始終靜止.則在0t2時(shí)間段內(nèi)，下面的分析正確的是 （ ） A.t1時(shí)刻回路中的感應(yīng)電流為零 B.t1時(shí)刻MN受到的安培力為零 C.MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻變化 D.MN受到的安培力隨時(shí)間均勻變化 4.如圖所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場(chǎng)垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 ( ) A.E　　　　　　　　　　　　　　　　　　B.E　　　 C.E　　　　　　　　　　　　　　　　　　D．E 【答案】　C 5．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，圖丙中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是(　　) 6.如圖所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)閉合，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時(shí)，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數(shù)為n,平行板電容器的板間距離為d,粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，線圈面積為S,則下列判斷中正確的是（ ） A.帶電微粒帶負(fù)電 B.線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 C.當(dāng)下極板向上移動(dòng)時(shí)，帶電微粒將向上運(yùn)動(dòng) D.當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)帶電微粒將做自由落體運(yùn)動(dòng) 7.如圖所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的底邊在x軸上且長(zhǎng)為2L，高為L(zhǎng).紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在t=0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置.以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—位移（I-x）關(guān)系的是（ ） 8.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一與磁場(chǎng)方向垂直、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c與磁場(chǎng)中以O(shè)為圓心的同心圓（都為部分圓?。┙饘佘壍朗冀K接觸良好.一電容為C的電容器接在軌道上，如圖所示，當(dāng)金屬桿在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)以O(shè)為軸，以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（ ） A.Uac=2UbO B.Uac=2Uab C.電容器帶電量Q= D.若在eO間連接一個(gè)電壓表，則電壓表示數(shù)為零 【答案】A 二、非選擇題(共60分) 9.（14分）如圖所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無(wú)摩擦地自左端勻速滑到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計(jì)，求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過(guò)程中電阻R上的電流的平均值和通過(guò)電阻R的電荷量. 【解析】MN做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，有效切割長(zhǎng)度在不斷變化，用E=BLv難以求得平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).從另一角度看，回路中的磁通量在不斷變化，利用法拉第電磁感應(yīng)定律求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 從左端到右端磁通量的變化量： 10．(15分)如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過(guò)寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力F阻且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求： (1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2； (2)線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1； (3)線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q. 【答案】　(1)　(2) (3)m[(mg)2－F]－(mg＋F阻)(a＋b) 11.（14分）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一半徑r=10 cm、電阻R=0.01 Ω、質(zhì)量m=0.02 kg的金屬圓環(huán)以v0=10 m/s的速度向一足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去，當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)圓環(huán)的加速度為a=158.4 m/s2.求此過(guò)程圓環(huán)增加的內(nèi)能. 12．(17分)如圖甲所示，空間存在B＝0.5 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距L＝0.2 m，R是連接在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m＝0.1 kg的導(dǎo)體棒．從零時(shí)刻開(kāi)始，通過(guò)一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖象的漸近線，小型電動(dòng)機(jī)在12 s末達(dá)到額定功率P＝4.5 W，此后保持功率不變．除R外，其余部分電阻均不計(jì)，取g＝10 m/s2. (1)求導(dǎo)體棒ab在0～12 s內(nèi)的加速度大?。? (2)求導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)及電阻R的值． (3)若t＝17 s時(shí)導(dǎo)體棒ab達(dá)最大速度，且0～17 s內(nèi)共發(fā)生位移100 m，試求12～17 s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量． 111