第第頁(yè)(安徽專用)(新課標(biāo))2022高考物理二輪作業(yè)手冊(cè)專題限時(shí)集訓(xùn)第9專題限時(shí)集訓(xùn)(九)[第9講電磁感應(yīng)]

(時(shí)間：40分鐘)

1．如圖9－1所示，光滑斜面的傾角為θ，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)為l1，bc邊的邊長(zhǎng)為l2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R，線框通過(guò)絕緣細(xì)線繞過(guò)光滑的滑輪與重物相連，重物質(zhì)量為M，斜面上ef線(ef平行底邊)的右方有垂直斜面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，假如線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間是做勻速運(yùn)動(dòng)的，且線框ab的邊始終平行底邊，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(

)

圖9－1

Mg－mgsinθ

A．線框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的加速度為

m〔Mg－mgsinθ〕R

B．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

Bl1Bl1

C

〔Mg－mgsinθ〕RD．該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱為(Mg－mgsinθ)l2

22

圖9－2

2．如圖9－2所示，在平行于水平地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方有三個(gè)線圈，從相同的高度由靜止開始釋放，三個(gè)線圈都是用相同的金屬材料制成的邊長(zhǎng)一樣的矩形，A、B線圈閉合，但A線圈的導(dǎo)線比B的線圈粗，C線圈有一個(gè)缺口．那么A、B、C線圈進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間加速度大小關(guān)系是()

A．a(chǎn)A＝aB＝aCB．a(chǎn)AaB＝aCC．a(chǎn)AaBaCD．a(chǎn)A＝aBaC

圖9－3

3．如圖9－3所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺

線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如下圖的電路．假設(shè)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，以下表述正確的選項(xiàng)是()

A.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.穿過(guò)線圈a的磁通量變小C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)

D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大

圖9－4

4．如圖9－4所示，D1、D2是兩只相同的燈泡，L是自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻與R的阻值相同．關(guān)于燈泡發(fā)光狀況正確的選項(xiàng)是()

A．當(dāng)S1接a時(shí)，閉合S，D1馬上變亮

B．當(dāng)S1接a時(shí)，閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開，D1先變得更亮，然后慢慢變暗C．當(dāng)S1接b時(shí)，閉合S,D2將慢慢變亮

D．當(dāng)S1接b時(shí)，閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開，D2先變得更亮，然后慢慢變暗

圖9－5

5．如圖9－5所示，足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過(guò)棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．虛線上方有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．a(chǎn)b、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開始兩棒均靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無(wú)初速釋放時(shí)，對(duì)ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．那么()

A．a(chǎn)b棒中的電流方向由b到aB．cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)

C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力

D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和

圖9－6

6．如圖9－6所示，兩個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為2a，一個(gè)直徑為2a的導(dǎo)線圓環(huán)從圖示位置沿*軸正方向勻速穿過(guò)兩個(gè)磁

場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，那么感?yīng)電流I與導(dǎo)線圓環(huán)移動(dòng)距離*的關(guān)系圖像正確的選項(xiàng)是(

)

圖9－7

7．一足夠長(zhǎng)的銅管豎直放置，將一截面與銅管的內(nèi)截面相同、質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)，不考慮磁鐵與銅管間的摩擦，磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度可能是()

A．漸漸增大到定值后保持不變

B．漸漸增大到肯定值時(shí)又開始?jí)A小，然后又越來(lái)越大C．漸漸增大到肯定值時(shí)又開始減小，到肯定值后保持不變

D．漸漸增大到肯定值時(shí)又開始減小到肯定值之后在肯定區(qū)間變動(dòng)

8．如圖9－8所示，位于水平面內(nèi)間距為L(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌左端用導(dǎo)線相連，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒兩端放在導(dǎo)軌上，并與之密接．已知導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r，導(dǎo)線和導(dǎo)體棒的電阻均忽視不計(jì)．從t＝0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，從導(dǎo)軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，求：

(1)t時(shí)刻導(dǎo)體棒中的電流I和此時(shí)回路的電功率P；(2)t時(shí)間內(nèi)拉力做的功．

圖9－8

9．如圖9－9甲所示，斜面傾角為37，一寬為d＝0.43m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面對(duì)上，磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行．在斜面上由靜止釋放一長(zhǎng)方形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行．取斜面底部為零勢(shì)能面，從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的機(jī)械能E和位移*之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段．已

2

知線框的質(zhì)量為m＝0.1kg，電阻為R＝0.06Ω，重力加速度取g＝10m/s，sin37＝0.6，cos37＝0.8.

(1)求金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

(2)求金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t；

(3)求金屬線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生電熱的最大功率Pm；

(4)請(qǐng)?jiān)趫D丙中定性地畫出：在金屬線框從開始運(yùn)動(dòng)到完全穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流I的大小隨時(shí)間t改變的圖像．

甲乙丙

圖9－9

專題限時(shí)集訓(xùn)(九)

1．D[解析]設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框和重物的加速度大小均為a，繩上彈力大小為Mg－mgsinθ

T，那么T－mgsinθ＝ma，Mg－T＝Ma，聯(lián)立可得a＝A錯(cuò)誤；設(shè)線框進(jìn)

M＋m入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，那么依據(jù)線框的平衡條件可得mgsinθ＋F安＝Mg，其中F安Bl1v〔Mg－mgsinθ〕Rl2＝，可得v＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線框做勻速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t＝＝RBl1vBl1l2

C錯(cuò)誤；依據(jù)能量守恒定律，該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)減削的重力

〔Mg－mgsinθ〕R

勢(shì)能等于產(chǎn)生的焦耳熱，所以Q＝(Mg－mgsinθ)l2，選項(xiàng)D正確．

2．D[解析]C上有缺口，進(jìn)入磁場(chǎng)不受安培力，故加速度為g，A、B線圈進(jìn)入磁場(chǎng)BLv4L

過(guò)程中，受到安培力和重力，有mg－＝ma，且m＝ρ4LS，R＝ρ′，得a＝g－

RSBv

，A、B線圈加速度一樣，選項(xiàng)D正確．

16ρ′ρ

3．D[解析]假設(shè)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，螺線管b中的電流增大，穿過(guò)線圈a的磁通量變大，依據(jù)楞次定律，線圈a中產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，線圈a有縮小的趨勢(shì)，線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大，選項(xiàng)D正確．

4．D[解析]當(dāng)S1接a時(shí)，閉合S，L通電自感，D1將漸漸變亮，待電路穩(wěn)定后再斷開，D1慢慢變暗，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)S1接b時(shí)，閉合S，D2將馬上變亮，待電路穩(wěn)定后再斷開，L斷電自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，D2先變得更亮，然后慢慢變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．

5．A[解析]依據(jù)右手定那么可判斷出ab棒中電流方向由b到a，選項(xiàng)A正確；由左手定那么可判斷出cd棒受到的安培力垂直導(dǎo)軌平面對(duì)里，由于ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，回路中的感應(yīng)電流漸漸增大，cd棒受到的安培力漸漸增大，故cd棒先做加速度漸漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí)，速度達(dá)到最大；然后做加速度漸漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，最末停止運(yùn)動(dòng)，cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；對(duì)ab棒分12

析，由動(dòng)能定理可知WF－WG－W安＝mv，故力F做的功等于ab棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械

2能之和，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

6．C

7．A[解析]永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)下落的過(guò)程，銅管不斷切割磁感線，管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅管阻礙磁鐵下落，磁鐵加速下落時(shí)，豎直向上的阻力增大，當(dāng)阻力等于磁鐵的重力時(shí)，磁鐵的速度增大到最大，此后保持不變，選項(xiàng)A正確．

BLBLaBLat122

8．(1)I＝，P＝(2)WF＝mat

rtrr2[解析](1)導(dǎo)體棒由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

在t時(shí)刻的速度v＝at12

位移*＝at

2

導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv由閉合電路歐姆定律知，導(dǎo)體棒中電流I為

22

22

2

22

22

22

E

I其中R＝2*rRBL

聯(lián)立以上各式有I＝

rt此時(shí)回路的電功率P＝IRBLa

解得P＝.

r

(2)對(duì)導(dǎo)體棒，在t時(shí)間內(nèi)應(yīng)用動(dòng)能定理，有12

WF－W安

2

BLat

其中安培力做的功W安＝Pt＝rBLat122

故t時(shí)間內(nèi)拉力做的功WF＝mat.

r2

9．(1)0.5(2)0.125s(3)0.43W(4)如下圖

2222

22

2

[解析](1)對(duì)圖線①，由功能關(guān)系，有

μmg*1cosθ＝E1－E2E1－E2

解得μ＝＝0.5.

mg*1cosθ

(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，由牛頓第二定律，有mgsinθ－μmgcosθ＝ma

mgsinθ－μmgcosθ2

解得加速度a＝2m/s

m

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v1＝2a*1

那么線框恰進(jìn)入磁場(chǎng)的速度v1＝1.2m/s金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，減削的機(jī)械能等于克服安培力和摩擦力所做的功，機(jī)械能勻稱減削，因此安培力為恒力，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，那么

mgsinθ＝FA＋μmgcosθ由功能關(guān)系，有

(FA＋μmgcosθ)*2＝E2－E3解得*2＝0.15m

*2

剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t0.125s.

v1(3)線框出磁場(chǎng)時(shí)速度最大，線框內(nèi)熱功率最大．BLv2

Pm＝IRR

2

222

2

又由v2＝v1＋2a(d－*2)可得v2＝1.6m/s

線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有

2

2

FA＋μmgcos37＝mgsin37，可求出FA＝0.2N，BLv1

又由于FA＝BIL

R可求出BL＝0.01TmBLv2

Pm＝IR0.43W.

R

2

22222

2

2

22

(4)圖像如下圖．

專題限時(shí)集訓(xùn)(九)[第9講電磁感應(yīng)]

(時(shí)間：40分鐘)

1．如圖9－1所示，光滑斜面的傾角為θ，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)為l1，bc邊的邊長(zhǎng)為l2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R，線框通過(guò)絕緣細(xì)線繞過(guò)光滑的滑輪與重物相連，重物質(zhì)量為M，斜面上ef線(ef平行底邊)的右方有垂直斜面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，假如線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間是做勻速運(yùn)動(dòng)的，且線框ab的邊始終平行底邊，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(

)

圖9－1

Mg－mgsinθ

A．線框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的加速度為

m〔Mg－mgsinθ〕R

B．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

Bl1Bl1

C

〔Mg－mgsinθ〕RD．該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱為(Mg－mgsinθ)l2

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