2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用

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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練：*電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用* 一、選擇題 1.如圖所示的直流電路中，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，三個(gè)燈泡L1、L2、L3的亮度關(guān)系是L1>L2>L3.電感L的電阻可忽略，D為理想二極管．現(xiàn)斷開開關(guān)S2，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，再斷開開關(guān)S1，則斷開開關(guān)S1的瞬間，下列判斷正確的是(　　) A．L1逐漸變暗，L2、L3均先變亮然后逐漸變暗 B．L2立即熄滅，L1、L3均逐漸變暗 C．L1、L2、L3均先變亮然后逐漸變暗 D．L1逐漸變暗，L2立即熄滅，L3先變亮然后逐漸變暗 2．如圖所示，用一條橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一個(gè)邊長為L的

2、正方形，把正方形的一半固定在均勻增大的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率＝k(k>0)，虛線ab與正方形的一條對角線重合，導(dǎo)線的電阻率為ρ.則下列說法正確的是(　　) A．線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B．線框具有擴(kuò)張的趨勢 C．若某時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線框受到的安培力為 D．線框中a、b兩點(diǎn)間的電勢差大小為 3．如圖甲所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán)，在圓環(huán)的正上方放置一個(gè)螺線管，在螺線管中通入如圖乙所示的電流，電流從螺線管a端流入為正，以下說法正確的是(　　) A．從上往下看，0～1 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向 B．0～1

3、s內(nèi)圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢 C．3 s末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力 D．1～2 s內(nèi)和2～3 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反 4.如圖所示，兩根足夠長的平行直導(dǎo)軌AB、CD與水平面成θ角放置，兩導(dǎo)軌間距為L，A、C兩點(diǎn)間接有阻值為R的定值電阻．一根質(zhì)量均勻分布的直金屬桿放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，金屬桿的阻值為r，其余部分電阻不計(jì)，金屬桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)將外力F沿與導(dǎo)軌平行的方向作用在金屬桿上，讓其由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則下列外力F與作用時(shí)間t的圖象中正確的是(　　)

4、 5． (多選)如圖甲所示，在傾角為θ的光滑斜面內(nèi)分布著垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場，以垂直于斜面向上為磁感應(yīng)強(qiáng)度正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．質(zhì)量為m的矩形金屬框從t＝0時(shí)刻由靜止釋放，t3時(shí)刻的速度為v，移動(dòng)的距離為L，重力加速度為g.在金屬框下滑的過程中，下列說法正確的是 (　　) A．t1～t3時(shí)間內(nèi)金屬框中的電流方向不變 B．0～t3時(shí)間內(nèi)金屬框做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．0～t3時(shí)間內(nèi)金屬框做加速度逐漸減小的直線運(yùn)動(dòng) D．0～t3時(shí)間內(nèi)金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLsinθ－mv2 6．(多選)在水平放置的兩條平行光滑直導(dǎo)軌上有一垂直其放置的金屬

5、棒ab，勻強(qiáng)磁場與軌道平面垂直，磁場方向如圖所示，導(dǎo)軌接有兩定值電阻及電阻箱R，R1＝5 Ω，R2＝6 Ω，其余電阻不計(jì)．電路中的電壓表量程為0～10 V，電流表的量程為0～3 A，現(xiàn)將R調(diào)至30 Ω，用F＝40 N的水平向右的力使ab垂直導(dǎo)軌向右平移，當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電表中有一表正好達(dá)到滿偏，而另一表未達(dá)到滿偏．則下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電流表滿偏 B．當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電壓表滿偏 C．當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，棒ab的速度是1 m/s D．當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，棒ab的速度是2 m/s 7． (多選)如圖甲所示，光滑的平行導(dǎo)軌MN

6、、PQ固定在水平面上，導(dǎo)軌表面上放著光滑導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒之間用絕緣細(xì)桿連接，兩導(dǎo)體棒平行且與導(dǎo)軌垂直．現(xiàn)加一垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，設(shè)磁場方向向下為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，t1＝2t0，不計(jì)ab、cd間電流的相互作用，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，每根導(dǎo)體棒的電阻為R，導(dǎo)軌間距和絕緣細(xì)桿的長度均為L.下列說法正確的是(　　) A．t＝t0時(shí)細(xì)桿既不被拉伸也不被壓縮 B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，絕緣細(xì)桿先被拉伸后被壓縮 C．在0～t1時(shí)間內(nèi)，abcd回路中的電流先沿順時(shí)針方向后沿逆時(shí)針方向 D．若在0～t1時(shí)間內(nèi)流過導(dǎo)體棒的電荷量為q，則t1時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 8．(多

7、選)如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具，它在飛起時(shí)能夠持續(xù)發(fā)光．某同學(xué)對竹蜻蜓的電路作如下簡化：如圖乙所示，半徑為L的導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸O1O2以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)．圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR，輻條互成120°角．在圓環(huán)左半部分張角也為120°角的范圍內(nèi)(兩條虛線之間)分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、N與一個(gè)LED燈相連．假設(shè)LED燈電阻為r，其他電阻不計(jì)，從輻條OP進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)．下列說法中正確的是(　　) A．在輻條OP轉(zhuǎn)過120°的過程中，O、P兩端電壓

8、U＝BL2ω B．OP轉(zhuǎn)過120°的過程中通過LED燈的電流I＝ C．整個(gè)裝置消耗的電能Q＝ D．增加導(dǎo)電圓環(huán)的直徑可以使LED燈發(fā)光時(shí)更亮 9． (多選)如圖所示，豎直放置的“”形光滑導(dǎo)軌寬為L，矩形勻強(qiáng)磁場Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等．金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計(jì)，重力加速度為g.金屬桿(　　) A．剛進(jìn)入磁場Ⅰ時(shí)加速度方向豎直向下 B．穿過磁場Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 C．穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgd D．釋放時(shí)距磁場Ⅰ上邊界的高度h可能小于 10. (

9、多選)如圖所示，間距為L、電阻不計(jì)的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好．整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)使金屬棒以初速度v0沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，若在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中通過金屬棒的電荷量為q.下列說法正確的是(　　) A．金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng) B．整個(gè)過程中金屬棒克服安培力做的功為mv C．整個(gè)過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為 D．整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv 11． (多選)如圖甲所示，軌道左端接有一電容為C的電容器，導(dǎo)體棒在水平拉力的作用下從靜止開始向右

10、運(yùn)動(dòng)．電容器兩極板間電勢差隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，下列關(guān)于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v、導(dǎo)體棒受到的外力F隨時(shí)間變化的圖象正確的是 (　　) 12.(多選)如圖所示，兩半徑為r的圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌置于沿圓弧徑向的磁場中，磁場方向與軌道平面垂直．導(dǎo)軌間距為L，一端接有電阻R，導(dǎo)軌所在位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，將一質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒PQ從圖示位置(導(dǎo)軌的半徑與豎直方向的夾角為θ)由靜止釋放，導(dǎo)軌及金屬棒電阻均不計(jì)，下列判斷正確的是(　　) A．導(dǎo)體棒PQ有可能回到初始位置 B．導(dǎo)體棒PQ第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度最大 C．導(dǎo)體棒PQ從靜止到最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

11、為mgr(1－cosθ) D．導(dǎo)體棒PQ由靜止釋放到第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，通過R的電荷量 13． (多選)如圖所示，兩根等高光滑的圓弧軌道，半徑為r、間距為L，軌道電阻不計(jì)．在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長度稍大于L、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道最低位置cd開始，在拉力F作用下以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab處，則該過程中(　　) A．通過R的電流在均勻減小 B．金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢的有效值為 C．拉力F做的功為 D．通過R的電荷量為 14． (多選) 一根質(zhì)量為0.04 kg、電阻為0.5 Ω的導(dǎo)線繞成一個(gè)

12、匝數(shù)為10匝，高為0.05 m的矩形線圈，將線圈固定在一個(gè)質(zhì)量為0.06 kg、長度與線圈等長的小車上，如圖甲所示．線圈和小車一起沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，并以初速度v1＝2 m/s進(jìn)入垂直于紙面向里的有界勻速磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面和磁場方向始終垂直．若小車從剛進(jìn)磁場位置1運(yùn)動(dòng)到剛出磁場位置2的過程中速度v隨小車的位移x變化的圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知(　　) A．小車的水平長度l＝10 cm B．小車的位移x＝15 cm時(shí)線圈中的電流I＝1.5 A C．小車運(yùn)動(dòng)到位置3時(shí)的速度為1.0 m/s D．小車由位置2運(yùn)動(dòng)到位置3的過程中，線圈產(chǎn)生的熱量Q＝0

13、.087 5 J 15． (多選)如圖，xOy平面為光滑水平面，現(xiàn)有一長為d寬為L的線框MNPQ在外力F作用下，沿x軸正方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，空間存在豎直方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝B0cosx(式中B0為已知量)，規(guī)定豎直向下方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度正方向，線框電阻為R.t＝0時(shí)刻MN邊恰好在y軸處，則下列說法正確的是(　　) A．外力F為恒力 B．t＝0時(shí)，外力大小F＝ C．通過線框的瞬時(shí)電流i＝ D．經(jīng)過t＝，線框中產(chǎn)生的電熱Q＝ 二、非選擇題 16．如圖所示，兩根質(zhì)量均為m＝2 kg的金屬棒垂直放在光滑的水平導(dǎo)軌上，左右兩部分導(dǎo)軌間距之比為1：2，導(dǎo)軌間有大小相等但左、右

14、兩部分方向相反的勻強(qiáng)磁場，兩棒電阻與棒長成正比，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．現(xiàn)用250 N的水平拉力F向右拉CD棒，CD棒運(yùn)動(dòng)x＝0.5 m時(shí)其上產(chǎn)生的焦耳熱為Q2＝30 J，此時(shí)兩棒速率之比為vA：vC＝1：2，現(xiàn)立即撤去拉力F，設(shè)導(dǎo)軌足夠長且兩棒始終在不同磁場中運(yùn)動(dòng)，求： (1)在CD棒運(yùn)動(dòng)0.5 m的過程中，AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱； (2)撤去拉力F瞬間，兩棒的速度大小vA和vC； (3)撤去拉力F后，兩棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v′A和v′C. 17.如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，b、c兩點(diǎn)間接一阻值為R的電阻．ef是一水平放置的導(dǎo)體

15、桿，其質(zhì)量為m、有效電阻值為R，桿與ab、cd保持良好接觸．整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．現(xiàn)用一豎直向上的力拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為的勻加速運(yùn)動(dòng)，上升了h高度，這一過程中b、c間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，g為重力加速度，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用．求： (1)導(dǎo)體桿上升h高度過程中通過桿的電荷量； (2)導(dǎo)體桿上升h高度時(shí)所受拉力F的大?。? (3)導(dǎo)體桿上升h高度過程中拉力做的功． 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C A B AB BC ABD BCD BC 10

16、 11 12 13 14 15 BC BD CD BD AC BCD 16.(1)設(shè)兩棒的長度分別為l和2l，所以電阻分別為R和2R，由于電路中任何時(shí)刻電流均相等，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝15 J. (2)根據(jù)能量守恒定律，有Fx＝mv＋mv＋Q1＋Q2 又vA：vC＝1：2，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得vA＝4 m/s，vC＝8 m/s. (3)撤去拉力F后，AB棒繼續(xù)向左做加速運(yùn)動(dòng)，而CD棒向右做減速運(yùn)動(dòng)，兩棒最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中電流為零，即兩棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢大小相等，此時(shí)兩棒的速度滿足 BLvA′＝B

17、·2LvC′ 即vA′＝2vC′(不對過程進(jìn)行分析，認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)量守恒是常見錯(cuò)誤) 對兩棒分別應(yīng)用動(dòng)量定理，規(guī)定水平向左為正方向， 有FA·t＝mvA′－mvA，－FC·t＝mvC′－mvC. 因?yàn)镕C＝2FA，故有＝ 聯(lián)立以上各式解得vA′＝6.4 m/s，vC′＝3.2 m/s. 17. (1)通過桿的電荷量q＝IΔt，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝，聯(lián)立以上各式解得q＝＝. (2)設(shè)導(dǎo)體桿上升h高度時(shí)速度為v1、拉力為F，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v1＝ ＝，根據(jù)牛頓第二定律得F－mg－BI1l＝ma＝m，根據(jù)閉合電路歐姆定律得I1＝，聯(lián)立以上各式解得F＝＋. (3)由功能關(guān)系得WF－mgh－2Q＝mv－0，解得 WF＝＋2Q. 9 / 9