《（新課標）2019版高考物理一輪復習 主題九 電磁感應 課時跟蹤訓練44.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（新課標）2019版高考物理一輪復習 主題九 電磁感應 課時跟蹤訓練44.doc（11頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

課時跟蹤訓練(四十四) 增分提能 一、選擇題 1．(2017泰州一模)在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖甲所示，取線圈中磁場B的方向向上為正，當磁場中的磁感應強度B隨時間t如圖乙變化時，下列圖中能正確表示線圈中感應電流變化圖象的是(　　) [解析]　在0～內，根據法拉第電磁感應定律，E＝n＝.根據楞次定律，感應電動勢的方向與圖示箭頭方向相反，為負值；在～T內，根據法拉第電磁感應定律，E＝n＝＝2E，所以感應電流是之前的2倍，再根據楞次定律，感應電動勢的方向與圖示方向相反，為負值．故選項A正確，B、C、D錯誤． [答案]　A 2．有一個勻強磁場邊界是EF，在EF右側無磁場，左側是勻強磁場區(qū)域，如圖甲所示．現有一個閉合的金屬線框以恒定速度從EF右側水平進入勻強磁場區(qū)域．線框中的電流隨時間變化的i－t圖象如圖乙所示，則可能的線框是下列四個選項中的(　　) [解析]　由題圖乙可知，電流先是均勻增加，后均勻減小，又i＝＝∝l，所以金屬線框切割磁感線的有效長度應先是均勻增加，后均勻減小，A項符合；B項線框中間部分進入磁場后切割磁感線的有效長度不變；C項切割磁感線的有效長度不變，D項切割磁感線的有效長度不是均勻地增加和減?。? [答案]　A 3．(多選)(2017唐山摸底)如圖甲所示，水平放置的平行金屬導軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導體棒MN放在導軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導軌平面的磁場中，磁感應強度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應強度方向為正)，MN始終保持靜止，則0～t2時間內(　　) A．電容器C的電荷量大小始終不變 B．電容器C的a板先帶正電后帶負電 C．MN所受安培力的大小始終不變 D．MN所受安培力的方向先向右后向左 [解析]　磁感應強度均勻變化，產生恒定電動勢，電容器C的電荷量大小始終沒變，選項A正確，B錯誤；由于磁感應強度變化，根據楞次定律和左手定則可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，選項C錯誤，D正確． [答案]　AD 4．(多選)(2017南京二模)如圖所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計．整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下．t＝0時對金屬棒施一平行于導軌的外力F，金屬棒由靜止開始沿導軌向上做勻加速直線運動．下列關于穿過回路abPMa的磁通量變化量ΔΦ、磁通量的瞬時變化率、通過金屬棒的電荷量q以及a、b兩端的電勢差U隨時間t變化的圖象中，正確的是(　　) [解析]　設加速度為a，運動的位移x＝at2，磁通量變化量ΔΦ＝BLx＝BLat2，ΔΦ∝t2，選項A錯誤；感應電動勢E＝＝BLat，故∝t，選項B正確；U＝＝t，U∝t，選項D正確；電荷量q＝，因為ΔΦ∝t2，所以q∝t2，選項C錯誤． [答案]　BD 5．(2017浙江寧波期末)在范圍足夠大、方向垂直紙面向里、磁感應強度大小為B＝0.2 T的勻強磁場中，有一水平放置的光滑金屬框架，寬度L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質量為m＝0.05 kg、長度為L、電阻為r＝1 Ω的金屬桿MN，且金屬桿MN始終與金屬框架接觸良好，金屬框架電阻不計，左側a、b端連一阻值為R＝3 Ω的電阻，且b端接地．若金屬桿MN在水平外力F的作用下以恒定的加速度a＝2 m/s2由靜止開始做勻加速運動，則下列說法正確的是(　　) A．在5 s內流過電阻R的電荷量為0.1 C B．5 s末回路中的電流為0.8 A C．5 s末a端處的電勢為0.6 V D．如果5 s末外力消失，最后金屬桿將停止運動，5 s后電阻R產生的熱量為2.5 J [解析]　在t＝5 s內金屬桿的位移x＝at2＝25 m,5 s內的平均速度＝＝5 m/s，故平均感應電動勢＝BL＝0.4 V，在5 s內流過電阻R的電荷量為q＝t＝0.5 C，A錯誤；5 s末金屬桿的速度v＝at＝10 m/s，此時感應電動勢E＝BLv，則回路中的電流為I＝＝0.2 A，B錯誤；5 s末a點的電勢φa＝Uab＝IR＝0.6 V，C正確；如果5 s末外力消失，最后金屬桿將停止運動，5 s末金屬桿的動能將轉化為整個回路中產生的熱量，所以電阻R產生的熱量為mv2＝1.875 J，D錯誤． [答案]　C 6．(多選)如圖所示，水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接．導軌上放一質量為m的金屬桿，金屬桿、導軌的電阻均忽略不計，勻強磁場垂直導軌平面向下．用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動．當改變拉力的大小時，金屬桿做勻速運動時的速度v也會變化，v和F的關系如圖乙所示．下列說法正確的是(　　) A．金屬桿在勻速運動之前做勻加速直線運動 B．流過電阻R的電流方向為a→R→b C．由圖象可以得出B、L、R三者的關系式為＝ D．當恒力F＝3 N時，電阻R消耗的最大電功率為8 W [解析]　金屬桿在勻速運動之前，隨著運動速度的增大，由F安＝可知金屬桿所受的安培力增大，由牛頓第二定律可知金屬桿的加速度減小，故金屬桿做加速度減小的加速運動，選項A錯誤；由楞次定律可知，流過電阻R的電流方向為a→R→b，選項B正確；因為圖象與橫軸交點等于金屬桿所受摩擦力的大小，故由圖象可知金屬桿所受的摩擦力為Ff＝1 N，金屬桿勻速運動時有F－Ff＝F安＝，則可得＝＝，選項C錯誤；當恒力F＝3 N時，金屬桿受到的安培力大小為F安＝F－Ff＝2 N，金屬桿勻速運動的速度為4 m/s，所以金屬桿克服安培力做功的功率P＝8 W，轉化為電能的功率為8 W，故電阻R消耗的最大電功率為8 W，選項D正確． [答案]　BD 7．(2018江西聯考)如圖所示，一個水平放置的θ＝45的“∠”形光滑導軌固定在磁感應強度為B的勻強磁場中，ab是粗細、材料與導軌完全相同的均勻導體棒，導體棒與導軌接觸良好．在外力作用下，導體棒以恒定速度v向右平動，以導體棒在圖中所示位置時作為計時起點，則回路中感應電動勢E、感應電流I、導體棒所受外力的功率P和回路中產生的焦耳熱Q隨時間變化的圖象中正確的是(　　) [解析]　導體棒從圖示位置開始運動后，經時間t，向右運動的距離為x＝vt，因θ＝45，故此時導體棒切割磁感線的有效長度為l＝x＝vt，產生的感應電動勢為E＝Blv＝Bv2t，所以E－t圖象應為過坐標原點的直線，故選項A錯誤；t時刻回路導體的總長度為(2＋)vt，設單位長度的電阻為R0，則此時回路的總電阻為R＝(2＋)R0vt，根據閉合電路歐姆定律，感應電流I＝＝，可知電流與時間無關，故選項B錯誤；維持導體棒運動的外力與導體棒所受的安培力大小相等，故導體棒所受外力的功率P＝F安v＝BIlv＝，可知P與t成正比，故選項C正確；回路中產生的焦耳熱Q＝I2Rt＝，可知Q與t2成正比，故選項D錯誤． [答案]　C 8．如圖所示，在虛線MN、PQ的左、右兩側分別有垂直紙面向里和垂直紙面向外的勻強磁場，一閉合直角三角形金屬線框abc從圖示位置(此時三角形線框的頂點剛好位于虛線MN上)開始水平向右勻速運動，已知兩虛線MN、PQ間的距離與三角形閉合線框的bc邊長相等，兩磁場的磁感應強度大小關系為B2＝2B1，則在線框從圖示位置到剛好完全進入右邊磁場的過程中，下列描述線框中產生的感應電流(以順時針方向為正)隨時間的變化圖象中正確的是(　　) [解析]　設三角形線框水平向右勻速運動的速度為v，∠c為θ，則在線框離開左邊磁場的過程中，切割磁感線的有效長度為l＝vttanθ，故其產生的感應電動勢為E＝B1lv＝B1v2tanθt，設線框的電阻為R，故線框中的感應電流大小為i＝t，所以i∝t，由楞次定律可知，在線框離開左邊磁場的過程中，感應電流的方向為順時針方向；同理，在線框進入右邊磁場的過程中，可知i∝t，但由于右邊磁感應強度大小為左邊磁感應強度大小的兩倍，故線框中感應電流的最大值也變?yōu)樵瓉淼膬杀叮衫愦味赏瑯涌膳袛嗑€框中感應電流方向為順時針方向，故選項D正確，A、B、C錯誤． [答案]　D 9．(2017湖北武漢模擬)如右圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域寬度為2a，磁感應強度的大小為B.一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻導線框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在圖中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動距離x的關系圖象正確的是(　　) [解析]　進入磁場時，注意UAB是路端電壓，大小應該是電動勢的四分之三，此時E＝Bav，所以UAB＝3Bav/4；完全進入后，沒有感應電流，但有感應電動勢，大小為Bav，穿出磁場時電壓大小應該是電動勢的四分之一，UAB＝Bav/4，方向始終是相同，即φA>φB. [答案]　D 10．(多選)(2017陜西聯考)空間中有磁感應強度為B的有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向如圖所示，有一邊長為L、電阻為R、粗細均勻的正方形金屬線框abcd置于勻強磁場區(qū)域中，ab邊與磁場右邊界平行．若拉著金屬線框以速度v向右勻速運動，則(　　) A．當cd邊即將出磁場區(qū)域時，a、b兩點間的電壓為 B．從把ab邊拉到磁場右邊界到把金屬線框從磁場區(qū)域完全拉出的過程中，拉力做功為 C．從把ab邊拉到磁場右邊界到把金屬線框從磁場區(qū)域完全拉出的過程中，拉力做功的功率為 D．從把ab邊拉到磁場右邊界到把金屬線框從磁場區(qū)域完全拉出的過程中，通過金屬線框的電荷量為 [解析]　當cd邊即將出磁場區(qū)域時，cd邊切割磁感線產生的感應電動勢E＝BLv，a、b兩點間的電壓等于E＝，選項A錯誤．當ab邊剛出磁場區(qū)域時，cd邊切割磁感線產生的感應電動勢E＝BLv，線框中電流I＝，所受安培力F安＝BIL＝，由于金屬線框做勻速運動，拉力等于安培力，從把ab邊拉到磁場右邊界到把金屬線框從磁場區(qū)域完全拉出來，拉力做的功W＝FL＝F安L＝，選項B錯誤．由以上B選項分析可知拉力做功功率P＝，選項C正確．由E＝，＝，q＝Δt，聯立解得q＝，磁通量變化量ΔΦ＝BL2，通過金屬線框的電荷量q＝＝，選項D正確． [答案]　CD 二、非選擇題 11．(2017江蘇鹽城模擬)如圖甲所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場方向垂直．已知線圈的匝數N＝100，邊長ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，電阻r＝2 Ω.磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直紙面向里為磁場的正方向．求： (1)3 s時線圈內感應電動勢的大小和感應電流的方向； (2)在1～5 s內通過線圈的電荷量q； (3)在0～5 s內線圈產生的焦耳熱Q. [解析]　(1)3 s時感應電動勢E1＝N 磁通量的變化量ΔΦ1＝ΔB1S 得E1＝NS，由題圖可知＝0.1 T/s，代入數據解得E1＝5 V 由楞次定律知感應電流方向為a→b→c→d→a (2)在1～5 s內線圈中的感應電動勢E2＝N＝NS 感應電流I2＝，電荷量q＝I2Δt2 解得q＝NS，代入數據解得q＝10 C (3)0～1 s內線圈中的感應電動勢 E3＝N＝NS＝10 V 0～1 s內線圈中的感應電流I3＝＝5 A 0～1 s內線圈產生的焦耳熱Q1＝IrΔt3＝50 J 1～5 s內線圈產生的焦耳熱Q2＝IrΔt2＝50 J Q＝Q1＋Q2＝100 J. [答案]　(1)5 V，方向為a→b→c→d→a (2)10 C　(3)100 J 12．(2017安徽蕪湖模擬)如圖所示，在高度差為L的平行虛線區(qū)域內有磁感應強度為B、方向水平向里的勻強磁場．正方形線框abcd的質量為m，邊長也為L，電阻為R，線框平面與豎直平面平行，靜止于位置“Ⅰ”時，cd邊與磁場下邊緣的距離為H(未知)．現用一豎直向上的恒力F拉線框，線框由位置“Ⅰ”無初速度向上運動，穿過磁場區(qū)域最后到達位置“Ⅱ”(ab邊恰好出磁場)，線框平面在運動中始終保持在豎直平面內，且ab邊保持水平．當cd邊剛進入磁場時，線框恰好開始勻速運動．不計空氣阻力，重力加速度為g.求： (1)線框進入磁場前與磁場下邊界的距離H； (2)線框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的過程中，恒力F做的 功和線框產生的熱量． [解析]　(1)線框剛進入磁場時做勻速運動，設速度為v1，有 E＝BLv1，I＝，F安＝BIL 根據線框在磁場中的受力，有F＝mg＋F安 在恒力作用下，線框從位置“Ⅰ”由靜止開始向上做勻加速直線運動到cd邊剛進入磁場的過程中 有F－mg＝ma，且H＝，由以上各式解得 H＝(F－mg) (2)線框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的過程中，恒力F做的功為 W＝F(H＋L＋L) 只有線框在穿越磁場的過程中才會產生熱量，因此從cd邊進入磁場到ab邊離開磁場的過程中有F(L＋L)＝mg(L＋L)＋Q，所以 Q＝2(F－mg)L [答案]　(1)(F－mg) (2)F(H＋L＋L)　2(F－mg)L