《2019-2020年高考物理一輪復習 課時跟蹤訓練34 電磁感應中動力學與能量問題.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年高考物理一輪復習 課時跟蹤訓練34 電磁感應中動力學與能量問題.doc（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
2019-2020年高考物理一輪復習 課時跟蹤訓練34 電磁感應中動力學與能量問題
一、選擇題
1.
(xx鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，閉合金屬環(huán)(電阻不可忽略)從高h的光滑曲面滾下，又沿曲面的另一側上升，整個裝置處在磁場中，且金屬環(huán)平面與磁場方向總保持垂直，其初速度為零，關于金屬環(huán)在另一側上升的高度，下列說法正確的是( )
A．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h
B．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度等于h
C．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h
D．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度大于h
解析：若是勻強磁場，則穿過環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，無感應電流產生，環(huán)的機械能守恒，環(huán)上升的高度等于h，故選項A錯誤，選項B正確；若是非勻強磁場，則穿過環(huán)的磁通量變化，環(huán)中有感應電流，產生焦耳熱，環(huán)的機械能減小，環(huán)上升的高度小于h，故選項C正確，D錯誤．
答案：BC
2.
(多選)如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導體棒a、b垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好，勻強磁場垂直穿過導軌平面．現(xiàn)用一平行于導軌的恒力F作用在a的中點，使其向上加速運動．若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能( )
A．變?yōu)? B．先減小再增大
C．等于F D．先增大再減小
解析：a在恒力F作用下加速運動，閉合回路中產生感應電流，b受到安培力方向應沿斜面向上，且逐漸增大．由力平衡可知，b受到的摩擦力先沿斜面向上逐漸減小到零，然后沿斜面向下逐漸增大，且最大值Ffm＝F安－mgsinθ，而F安
Q2，q1＝q2 B．Q1>Q2，q1>q2
C．Q1＝Q2，q1＝q2 D．Q1＝Q2，q1>q2
解析：設線框ab邊長為L1，bc邊長為L2，進入磁場的速度為v，電阻為R，ab邊平行MN進入磁場時，根據能量守恒，線框進入磁場的過程中產生的熱量等于產生的電能，即Q1＝＝，通過線框導體橫截面的電荷量q1＝＝；同理得bc邊平行MN進入磁場時，Q2＝L1，q2＝＝，則q1＝q2，由于L1>L2，因此Q1>Q2，選項A正確，選項B、C、D錯誤．
答案：A
5.
如圖，連接兩個定值電阻的平行金屬導軌與水平面成θ角，R1＝R2＝R，勻強磁場垂直穿過導軌平面．有一導體棒MN質量為m，棒的電阻也為R，棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ導體棒MN沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，定值電阻R2消耗的電功率為P.下列說法正確的是( )
A．此時重力的功率為mgvcosθ
B．此裝置消耗的機械功率為μmgvcosθ
C．導體棒受到的安培力的大小為6P/v
D．導體棒受到的安培力的大小為8P/v
解析：此時重力的功率為mgvsinθ，故選項A錯；μmgvcosθ是克服摩擦力而消耗的機械功率，設此時安培力為F安，則此裝置消耗的機械功率為(F安＋μmgcosθ)v，故選項B錯；因R1＝R2且二者并聯(lián)，故R1消耗的電功率也為P，根據電路的特點，此時棒消耗的電功率為4P，故整個電路消耗的電功率為6P，此即克服安培力做功的功率，因此安培力大小為F安＝，選項C正確，D錯誤．
答案：C
6．如圖(甲)、(乙)所示的是與勻強磁場垂直放置的兩個光滑金屬框架，導體棒AB放在金屬框上．圖(甲)中接有一個電阻R，圖(乙)中接有一個自感系數(shù)為L、直流電阻也為R的線圈，其他部分兩圖都相同．下列說法中正確的是( )
A．使導體棒AB以相同的加速度向右運動相同的位移，則(甲)圖中外力做功多
B．使導體棒AB以相同的加速度向右運動相同的位移，則(乙)圖中外力做功多
C．使導體棒AB以相同的速度向右勻速運動相同的位移，則(甲)圖中外力做功多
D．使導體棒AB以相同的速度向右勻速運動相同的位移，則(乙)圖中外力做功多
解析：若導體棒AB以相同的加速度向右運動相同的位移，電路中產生的感應電流越來越大，線圈要產生自感電動勢阻礙電流的增大，題圖(乙)中的電流要小一些，故題圖(甲)中外力做功多，選項A正確，B錯誤；若導體棒AB以相同的速度向右勻速運動相同的位移，則電路中產生的感應電流恒定，兩電路中的電流相等，外力相等則做功也相同，選項C、D錯誤．
答案：A
7．(多選)
如圖所示，兩足夠長平行金屬導軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導軌平面向下，金屬棒ab、cd與導軌構成閉合回路且都可沿導軌無摩擦滑動，兩金屬棒ab、cd的質量之比為2∶1.用一沿導軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd，經過足夠長時間以后( )
A．金屬棒ab、cd都做勻速運動
B．金屬棒ab上的電流方向是由b向a
C．金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3
D．兩金屬棒間距離保持不變
解析：對兩金屬棒ab、cd進行受力分析和運動分析可知，兩金屬棒最終將做加速度相同的勻加速直線運動，且金屬棒ab速度小于金屬棒cd速度，所以兩金屬棒間距離是變大的，由楞次定律判斷金屬棒ab上的電流方向是由b到a，選項A、D錯誤，B正確；以兩金屬棒整體為研究對象有：F＝3ma，隔離金屬棒cd分析其受力，則有：F－F安＝ma，可求得金屬棒cd所受安培力的大小F安＝F，選項C正確．
答案：BC
8．(多選)
(xx衡水模擬)如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行粗糙且無限長的金屬導軌ab與cd，阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連．金屬滑桿MN垂直于導軌并可在導軌上滑動，且與導軌始終接觸良好．整個裝置放于勻強磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應強度的大小為B.滑桿與導軌電阻不計，滑桿的中點系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質量為m的物塊相連，拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài)．現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用I表示穩(wěn)定后回路中的感應電流，g表示重力加速度，設滑桿在運動中所受的摩擦阻力恒為Ff，則在物塊下落過程中( )
A．物塊的最終速度為
B．物塊的最終速度為
C．穩(wěn)定后物塊重力的功率為I2R
D．物塊重力的最大功率可能大于
解析：由題意分析可知，從靜止釋放物塊，它將帶動金屬滑桿MN一起運動，當它們穩(wěn)定時最終將以某一速度做勻速運動而處于平衡狀態(tài)．設MN的最終速度為v，對MN列平衡方程：＋Ff＝mg，得v＝，所以選項A正確；又從能量守恒角度進行分析，物塊的重力的功率轉化為因克服安培力做功而產生的電熱功率和克服摩擦力做功產生的熱功率，所以有I2R＋Ffv＝mgv，得v＝，故選項B正確；由于滑桿受摩擦力作用，物塊重力的功率大于I2R，故選項C錯誤；物塊重力的最大功率為Pm＝mgv＝，故選項D錯誤．
答案：AB
9.
(xx安徽師大附中一模)如圖所示，光滑斜面的傾角為θ，斜面上放置一矩形導體線框abcd，ab邊的邊長為l1，bc邊的邊長為l2，線框的質量為m，電阻為R，線框通過絕緣細線繞過光滑的滑輪與重物相連，重物質量為M，斜面上ef線(ef平行底邊)的上方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間做勻速運動，且線框的ab邊始終平行底邊，則下列說法正確的是( )
A．線框進入磁場前運動的加速度為
B．線框進入磁場時勻速運動的速度為
C．線框做勻速運動的總時間為
D．該勻速運動過程產生的焦耳熱為(Mg－mgsinθ)l2
解析：設線框進入磁場前，線框和重物的加速度大小均為a，繩上拉力大小為FT，則FT－mgsinθ＝ma，Mg－FT＝Ma，聯(lián)立可得a＝，選項A錯誤；設線框進入磁場時做勻速運動的速度為v，則根據線框的平衡條件可得mgsinθ＋F安＝Mg，其中F安＝，可得v＝，選項B錯誤；線框做勻速運動的總時間t＝＝，選項C錯誤；根據能量守恒定律，該勻速運動過程中系統(tǒng)減少的重力勢能等于產生的焦耳熱，所以Q＝(Mg－mgsinθ)l2，選項D正確．
答案：D
10．(多選)(xx陜西省五校高三聯(lián)合考試)在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小均為B的勻強磁場區(qū)域，
區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場寬度HP及PN均為L，一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，t1時刻ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)域，此時導線框恰好以速度v1做勻速直線運動；t2時刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置，此時導線框又恰好以速度v2做勻速直線運動．重力加速度為g，下列說法中正確的是( )
A．當ab邊剛越過JP時，導線框的加速度大小為a＝gsinθ
B．導線框兩次勻速直線運動的速度v1∶v2＝4∶1
C．從t1到t2的過程中，導線框克服安培力做功的大小等于重力勢能的減少
D．從t1到t2的過程中，有＋機械能轉化為電能
解析：ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)域時，電動勢E1＝BLv1，電流I1＝＝，線框做勻速運動，所以mgsinθ＝BI1L＝，當ab邊剛越過JP時，電動勢E2＝2BLv1，I2＝＝，根據牛頓第二定律2BI2L－mgsinθ＝ma，聯(lián)立解得a＝3gsinθ，所以A錯誤；當a＝0時，以速度v2做勻速直線運動，即2BI2L－mgsinθ＝0，得：mgsinθ＝，所以v1∶v2＝4∶1，故B正確；從t1到t2的過程中，根據能量守恒導線框克服安培力做功的大小等于重力勢能的減少量加上動能的減少量，即克服安培力做功W＝＋，所以C錯誤；又克服安培力做功等于產生的電能，所以D正確．
答案：BD
二、非選擇題
11.
如圖所示，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為L，電阻不計．在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡．整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直．現(xiàn)將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放，金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好．已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光．重力加速度為g.求：
(1)磁感應強度的大??；
(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率．
解析：(1)設小燈泡的額定電流為I0，有
P＝IR
由題意知，在金屬棒沿導軌豎直下落的某時刻后，兩小燈泡保持正常發(fā)光，流經MN的電流為I＝2I0
此時金屬棒MN所受的重力和安培力大小相等，下落的速度達到最大值，有mg＝ILB，聯(lián)立解得B＝.
(2)設燈泡正常發(fā)光時，導體棒的速率為v，由電磁感應定律與歐姆定律得E＝BLv，E＝RI0
聯(lián)立得v＝.
答案：(1) (2)
12．(xx衡水中學高三二調)如圖甲所示，兩根與水平面成θ＝30角的足夠長光滑金屬導軌平行放置，導軌間距為L＝1 m，導軌底端接有阻值為0.5 Ω的電阻R，導軌的電阻忽略不計．整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度B＝1 T．現(xiàn)有一質量為m＝0.2 kg、電阻為0.5 Ω的金屬棒用細繩通過光滑滑輪與質量為M＝0.5 kg的物體相連，細繩與導軌平面平行．將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導軌運動了2 m后開始做勻速運動．運動過程中，棒與導軌始終保持垂直接觸．(取重力加速度g＝10 m/s2)求：
(1)金屬棒勻速運動時的速度；
(2)棒從釋放到開始勻速運動的過程中，電阻R上產生的焦耳熱；
(3)若保持某一大小的磁感應強度B1不變，取不同質量M的物塊拉動金屬棒，測出金屬棒相應的做勻速運動的v值，得到實驗圖象如圖乙所示，請根據圖中的數(shù)據計算出此時的B1；
(4)改變磁感應強度的大小為B2，B2＝2B1，其他條件不變，請在坐標圖上畫出相應的v－M圖線，并請說明圖線與M軸的交點的物理意義．
解析：(1)金屬棒受力平衡，所以
Mg＝mgsinθ＋①
所求速度為：v＝＝4 m/s②
(2)對于系統(tǒng)，由能量守恒有：
Mgs＝mgssinθ＋2Q＋(M＋m)v2③
所求熱量為：Q＝(Mgs－mgssinθ)/2－(M＋m)v2/4＝1.2 J④
(3)由上(2)式變換成速度與質量的函數(shù)關系為：
v＝＝M－⑤
再由圖象可得：＝，B1＝0.54 T
(4)由上⑤式的函數(shù)關系可知，當B2＝2B1時，圖線的斜率減小為原來的1/4.(畫出圖線)
與M軸的交點不變，與M軸的交點為M＝msinθ.
答案：(1)4 m/s (2)1.2 J
(3)M－ 0.54 T (4)見解析
2019-2020年高考物理一輪復習 課時跟蹤訓練34 電磁感應中動力學與能量問題.doc
裝配圖網所有資源均是用戶自行上傳分享，僅供網友學習交流，未經上傳用戶書面授權，請勿作他用。
鏈接地址：http://m.kudomayuko.com/p-3259158.html