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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 第3講 電磁感應(yīng)的綜合問(wèn)題模擬檢測(cè)
1.(多選)(xx年深圳聯(lián)考)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R 的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖9-3-12所示.除電阻R 外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放.則( )
圖9-3-12
A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)電阻R 的電流方向?yàn)閍→b
C.金屬棒的速度為v時(shí).所受的安培力大小為F =
D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能
2、的減少量
【答案】AC
【解析】在導(dǎo)體棒下落過(guò)程中受重力、彈簧彈力和安培力作用,但釋放瞬間,彈簧彈力為0,安培力為0,只受重力作用,所以加速度等于重力加速度g,A項(xiàng)正確;根據(jù)楞次定律(或右手定則)可以判斷,電阻R中的電流方向由b→a,B項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬棒速度為v時(shí),導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv,回路中電流I=,安培力F=ILB=,C項(xiàng)正確;根據(jù)能量守恒定律,金屬棒重力勢(shì)能的減少量一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱能,還有一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
2.(多選)(xx年佛山一模)如圖9-3-13,足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng),其下端與電阻R連接;導(dǎo)體棒ab電阻為r,導(dǎo)
3、軌和導(dǎo)線電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上.若導(dǎo)體棒ab以一定初速度v0下滑,則ab棒( )
圖9-3-13
A.所受安培力方向水平向右
B.可能以速度v0勻速下滑
C.則下滑瞬間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BLv0
D.減少的重力勢(shì)能等于電阻R產(chǎn)生的內(nèi)能
【答案】AB
3.(多選)(xx年湛江模擬)如圖9-3-14所示,導(dǎo)線ab、cd跨接在電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌上,ab的電阻為2R,cd的電阻為R.當(dāng)cd在外力F1作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí),ab在外力F2的作用下保持靜止.則下列說(shuō)法正確的是( )
圖9-3-14
A.a(chǎn)b兩端的電勢(shì)差一定大于cd兩端的電勢(shì)差
B.若cd向右勻速運(yùn)動(dòng),則F1與F2
4、大小一定相等
C.若cd向右加速運(yùn)動(dòng),則F1一定大于F2
D.拉力F1所做的功一定等于電路中消耗的電能
【答案】BC
【解析】cd切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),cd相當(dāng)于電源,ab是外電路,cd兩端電壓是路段電壓,導(dǎo)線ab與cd兩端電壓相等,故A錯(cuò)誤;兩導(dǎo)線電流相等,兩導(dǎo)線受到的安培力大小相等,ab靜止、cd向右勻速運(yùn)動(dòng),兩導(dǎo)線都處于平衡狀態(tài),F(xiàn)1與F2大小都等于安培力,則F1與F2大小相等,故B正確;兩導(dǎo)線受到的安培力相等,ab靜止,處于平衡狀態(tài),F(xiàn)2等于安培力,cd向右加速運(yùn)動(dòng),F(xiàn)1大于安培力,則F1大于F2,故C正確;當(dāng)cd勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F1做的功轉(zhuǎn)化為電能,拉力F1所做的功等于電
5、路消耗的電能,如果cd加速運(yùn)動(dòng),F(xiàn)1做功轉(zhuǎn)化為電能與cd的動(dòng)能,則F1做功大于電路消耗的電能,故D錯(cuò)誤.
4.(單選)(xx年天津卷)如圖9-3-15所示,紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd.ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng),置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng),兩次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng).線框上產(chǎn)生的熱量為Q1,通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1;第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng).線框上產(chǎn)生的熱量為Q2,通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2,則( )
圖9-3-15
A.Q1>Q2,q1=q2 B.Q1>Q2,q1>q2
C.
6、Q1=Q2,q1=q2 D.Q1=Q2,q1>q2
【答案】A
【解析】根據(jù)功能關(guān)系,線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做功.由F=BIL,I=,E=BLv,第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng),線框上產(chǎn)生的熱量為Q1=W1=F1Lbc=Lbc=Lab.第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng).線框上產(chǎn)生的熱量為Q2=W2=F2Lab=Lab=Lbc.由于Lab>Lbc,所以Q1>Q2.由I=,E=,E=IR,聯(lián)立解得q=.兩次磁通量變化ΔΦ相同,所以q1=q2,選項(xiàng)A正確.
5.(xx年武昌檢測(cè))如圖9-3-16,兩根相距l(xiāng)=1 m的平行光滑長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),被固定在絕緣水平面上,兩導(dǎo)軌左端接有R=2 Ω的
7、電阻,導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌垂直、方向相反的磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度d相同且為0.6 m,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1= T、B2=0.8 T.現(xiàn)有電阻r=1 Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好,當(dāng)導(dǎo)體棒ab以v=5 m/s從邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)后始終做勻速運(yùn)動(dòng),求:
圖9-3-16
(1)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)B1時(shí)拉力的功率;
(2)導(dǎo)體棒ab經(jīng)過(guò)任意一個(gè)B2區(qū)域過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量;
(3)導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R兩端的電壓有效值.
【答案】見(jiàn)解析
【解析】(1)在B1中時(shí),
E1=B1lv,I1=,F(xiàn)=B1I1l,
則P=Fv= W.
(2)由閉合電路歐姆定律有I2=,
電量q=I2Δt2,位移d=vΔt2,
解得q=0.16 C.
(3)導(dǎo)體棒進(jìn)入B2時(shí),電動(dòng)勢(shì)E2=B2lv=4 V,
設(shè)電動(dòng)勢(shì)有效值為E,有
·+·=·T,
解得E=3 V.
電阻R兩端電壓有效值為UR=R=2 V.