一轮复习物理单元精练5.docVIP

精练十五 电磁感应综合问题 【考点提示】⑴电磁感应现象中受力分析⑵用力和能的观点分析电磁感应现象 【命题预测】结合电路、磁场、牛顿定律、功和能、动量等考查综合应用和推理分析能力。 高考认证 一、选择题 1.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F．此时 （A）电阻R1消耗的热功率为Fv/3． （B）电阻 R0消耗的热功率为 Fv/6． （C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ． （D）整个装置消耗的机械功率为（F+μmgcosθ）v.2.如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则（　　） A.如果B增大，vm将变大 B.如果变大，vm将变大 C.如果R变大，vm将变大 D.如果m变小，vm将变大 3.如图3所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时，导体棒处于静止状态.剪断细线后，导体棒在运动过程中 A.回路中有感应电动势 B.两根导体棒所受安培力的方向相同 C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能守恒 D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒 答案：1、BC 2、BC 3、AD 二、非选择题 4.如图13所示，一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为d,板长为l. t=0 时，磁场的磁感应强度B从B0开始均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电量为 –q 的液滴以初速度υ0水平向右射入两板间，该液滴可视为质点。 （1）要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件？ （2）要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度B与时间t应满足什么关系？ 答案 （1）≤K （g+） （2）B=B0+（g+）·t ? 5．如图所示，顶角θ=45°的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中．一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度υ0沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r．导体棒与导轨接触点为a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．t=0时，导体棒位于顶角O处．求： ??? (1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向． ??? (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式． ??? (3)导体棒在0～t时间内产生的焦耳热Q． ??? (4)若在t0时刻将外力F撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x． 答案（1）I= 方向? b→a （2）F=BlI= （3）? P=I2R′=??Q= （4） 6．如图11所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中，有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同的质量为的匀质金属杆和，开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r。现有一质量为的不带电小球以水平向右的速度撞击杆的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C点。C点与杆初始位置相距为S。求： （1）回路内感应电流的最大值； （2）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量； （3）当杆与杆的速度比为时，受到的安培力大小。 答案 7．如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：? （1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2；? （2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1；? （3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q． 答案 ? 8．图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀