（新課標(biāo)）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題九 電磁感應(yīng) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練45.doc

課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(四十五)增分提能一、選擇題1(多選)(2017寧夏銀川模擬)如圖所示，軌道分粗糙的水平段和光滑的圓弧段兩部分，O點(diǎn)為圓弧的圓心，半徑R1 m兩軌道之間的寬度為0.5 m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5 T質(zhì)量為0.05 kg、長(zhǎng)為0.5 m的金屬細(xì)桿置于軌道上的M點(diǎn)，當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以恒為2 A的電流時(shí)，金屬細(xì)桿沿軌道由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)已知金屬細(xì)桿與水平段軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.6，N、P為導(dǎo)軌上的兩點(diǎn)，ON豎直、OP水平，且|MN|1 m，g取10 m/s2，則()A金屬細(xì)桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為4 m/s2B金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為 m/sC金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為8 m/s2D金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75 N解析由牛頓第二定律可知，剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為：a4 m/s2，故A正確；從M到P過(guò)程，由動(dòng)能定理得：(BILmg)|MN|BILRmgRmv0解得：vP2 m/s，故B錯(cuò)誤；在P點(diǎn)的向心加速度大小為：an m/s28 m/s2，故C正確；在P點(diǎn)，由牛頓第二定律得：2FBILman解得：F0.45 N由牛頓第三定律可知，金屬細(xì)桿對(duì)每一條軌道的作用力大小為：FF0.45 N，故D錯(cuò)誤故選AC.答案AC2(多選)(2017云南部分名校統(tǒng)考)如圖所示，兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌NM、PQ(其電阻不計(jì))固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L1 m，導(dǎo)軌左端連一個(gè)阻值為R7.5 的電阻，導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T，金屬桿的質(zhì)量為0.4 kg，內(nèi)阻為0.5 ，橫放在導(dǎo)軌上，且通過(guò)滑輪和輕繩連接一個(gè)質(zhì)量為m0.1 kg的物體，不計(jì)一切摩擦，現(xiàn)將物體自由釋放，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，金屬桿在水平軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)到速度最大過(guò)程中，位移為l1.8 m，下列說(shuō)法正確的是(g取10 m/s2)()A剛釋放瞬間，金屬桿的加速度大小a2.5 m/s2B金屬桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm2 m/sC電阻的最大熱功率P2 WD從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中，金屬桿克服安培力做功0.8 J解析剛釋放物體時(shí)，回路中電流為零，則有mgm桿ama，解得a2 m/s2，A錯(cuò)誤；由mg得金屬桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm2 m/s，B正確；此時(shí)I0.5 A，電阻的熱功率最大值PI2R1.875 W，C錯(cuò)誤；由能量守恒得W克(mm桿)vmgl，解得W克0.8 J，D正確答案BD3(多選)(2017吉林普通高中三模)如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的正方形線(xiàn)框ABCD斜向穿進(jìn)磁場(chǎng)，當(dāng)AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的速度大小為v，方向與磁場(chǎng)邊界所成夾角為45，若線(xiàn)框的總電阻為R，則()A線(xiàn)框穿進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程中，框中電流的方向?yàn)镈CBADBAC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框中感應(yīng)電流為CAC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框所受安培力大小為D此時(shí)CD兩端電壓為Bav解析線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCDA，A錯(cuò)誤；AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)CD邊切割磁感線(xiàn)，AD邊不切割磁感線(xiàn)，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBav，則線(xiàn)框中感應(yīng)電流為I，故CD兩端的電壓為UIRBav，B錯(cuò)誤，D正確；AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的CD邊受到的安培力的方向與v的方向相反，AD邊受到的安培力的方向垂直于AD邊向下，它們的大小都是FBIa，由幾何關(guān)系可以看出，AD邊與CD邊受到的安培力的方向相互垂直，所以AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框所受安培力為AD邊與CD邊受到的安培力的矢量和，即F合F，C正確答案CD4(多選)(2017廣東肇慶模擬)如圖所示為一圓環(huán)發(fā)電裝置，用電阻R4 的導(dǎo)體棒彎成半徑L0.2 m的閉合圓環(huán)，圓心為O，COD是一條直徑，在O、D間接有負(fù)載電阻R11 .整個(gè)圓環(huán)中均有B0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直環(huán)面穿過(guò)電阻r1 的導(dǎo)體棒OA貼著圓環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)，角速度300 rad/s，則()A當(dāng)OA到達(dá)OC處時(shí)，圓環(huán)的電功率為1 WB當(dāng)OA到達(dá)OC處時(shí)，圓環(huán)的電功率為2 WC全電路最大功率為3 WD全電路最大功率為4.5 W解析當(dāng)OA到達(dá)OC處時(shí)，圓環(huán)接入電路的電阻為1 ，與R1串聯(lián)接入電源，外電阻為2 ，棒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBL23 V，圓環(huán)上分壓為1 V，所以圓環(huán)上的電功率為1 W，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)OA到達(dá)OD處時(shí)，圓環(huán)接入電路的電阻為零，此時(shí)電路中總電阻最小，而電動(dòng)勢(shì)不變，所以電功率最大為P4.5 W，C錯(cuò)誤，D正確答案AD5(2017山東淄博模擬)如圖所示，ad、bc為固定的水平光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，左右兩端接有定值電阻R1和R2，R1R2R，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌與棒的電阻兩根相同的輕質(zhì)彈簧甲和乙一端固定，另一端與棒的中點(diǎn)連接初始時(shí)刻，兩根彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)，給棒一個(gè)水平向左的初速度v0，棒第一次運(yùn)動(dòng)至最右端的過(guò)程中R1產(chǎn)生的焦耳熱為Q，下列說(shuō)法中正確的是()A初始時(shí)刻棒所受安培力的大小為B棒第一次回到初始位置的時(shí)刻，R2的電功率為C棒第一次到達(dá)最右端的時(shí)刻，兩根彈簧具有彈性勢(shì)能的總量為mvQD從初始時(shí)刻至棒第一次到達(dá)最左端的過(guò)程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱大于解析由F安BIL及I，得安培力大小為F安，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；則由于安培力始終對(duì)MN做負(fù)功，產(chǎn)生焦耳熱，由動(dòng)能定理得當(dāng)棒再次回到初始位置時(shí)，速度小于v0，棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于BLv0，則電阻R2的電功率小于，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由能量守恒知，當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，棒的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路中的焦耳熱和甲、乙彈簧的彈性勢(shì)能，兩個(gè)并聯(lián)電阻相同，產(chǎn)生的熱量相同，則電路中產(chǎn)生的總熱量為2Q，兩根彈簧具有的彈性勢(shì)能為mv2Q，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于安培力始終對(duì)棒做負(fù)功，產(chǎn)生焦耳熱，在棒從初始位置到達(dá)最左端、從最左端回到初始位置、再?gòu)某跏嘉恢玫竭_(dá)最右端這三個(gè)過(guò)程中，棒第一次到達(dá)最左端的過(guò)程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大，整個(gè)過(guò)程中電路中產(chǎn)生總熱量為2Q，則棒從初始時(shí)刻至第一次到達(dá)最左端的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)大于2Q，故D項(xiàng)正確答案D6(多選)在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大一個(gè)邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻值為R的正方形金屬線(xiàn)框，以速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖()位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中的圖()位置時(shí)，線(xiàn)框的速度為，則下列說(shuō)法正確的是()A在圖()位置時(shí)線(xiàn)框中的電功率為B此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為mv2C在圖()位置時(shí)線(xiàn)框的加速度大小為D此過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)框截面的電荷量為解析線(xiàn)框在圖()位置時(shí)，線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2Bav，線(xiàn)框中的電功率為P，A正確；根據(jù)能量守恒定律得，線(xiàn)框從圖()位置運(yùn)動(dòng)到圖()位置的過(guò)程中，線(xiàn)框中產(chǎn)生的電能為Qmv2m2mv2.B正確；線(xiàn)框在圖()位置時(shí)，線(xiàn)框所受的安培力的合力為F2BIa2Ba2，由牛頓第二定律得a加，C錯(cuò)誤；在圖()位置時(shí)，線(xiàn)框的磁通量為零，線(xiàn)框磁通量的變化量Ba2，線(xiàn)框從圖()位置運(yùn)動(dòng)到圖()位置的過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)框截面的電荷量為q，D錯(cuò)誤答案AB7(多選)如圖所示，單匝矩形閉合線(xiàn)圈abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈的面積為S，ab邊的電阻為r，其他邊的電阻不計(jì)，在cd邊串接一阻值為R的電阻，在外力的作用下，線(xiàn)框繞與cd邊重合的固定轉(zhuǎn)軸以角速度從圖示位置開(kāi)始逆時(shí)針(從上往下看)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A線(xiàn)框中電阻R兩端電壓的有效值為BSB線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，線(xiàn)框中瞬時(shí)電流的大小為，方向?yàn)閍dcbaC線(xiàn)框從圖示位置開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)某一橫截面的電荷量為D在線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中，外力對(duì)其做的功為解析產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmBS，有效值為E，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知UR，A錯(cuò)誤；產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為eEmsintBSsint，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為isint，線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電流為i，根據(jù)楞次定律可知電流方向?yàn)閍dcba，B正確；產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)某一橫截面的電荷量為qt，C正確；轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為Qt，外力做的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，D正確答案BCD8(2017遼寧沈陽(yáng)模擬)如圖所示，水平地面上方正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝閉合正方形線(xiàn)圈和，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)繞制(為細(xì)導(dǎo)線(xiàn))而成兩線(xiàn)圈在距磁場(chǎng)上邊界h高處由靜止開(kāi)始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界設(shè)線(xiàn)圈、落地時(shí)的速度大小分別為v1、v2，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2.不計(jì)空氣阻力，則()Av1<v2，Q1<Q2 Bv1v2，Q1Q2Cv1<v2，Q1>Q2 Dv1v2，Q1<Q2解析由于從同一高度下落，到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)具有相同的速度v，切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流同時(shí)受到安培力F，又R(為材料的電阻率，l為線(xiàn)圈的邊長(zhǎng))，所以安培力F，此時(shí)加速度ag，且m0S4l(0為材料的密度)，所以加速度ag是定值，線(xiàn)圈和同步運(yùn)動(dòng)，落地速度相等即v1v2.由能量守恒可得Qmg(hH)mv2(H是磁場(chǎng)區(qū)域的高度)，線(xiàn)圈為細(xì)導(dǎo)線(xiàn)，則質(zhì)量m小，產(chǎn)生的熱量小，所以Q1<Q2，D對(duì)答案D9(2017河南三門(mén)峽檢測(cè))如右圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是()APmgvsinBP3mgvsinC當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)，其加速度大小為sinD在導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功解析當(dāng)導(dǎo)體棒以v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，則mgsinBIL，當(dāng)導(dǎo)體棒以2v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，則FmgsinBIL，故Fmgsin，拉力的功率PF2v2mgvsin，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)，由牛頓第二定律有mgsinma，解得asin，選項(xiàng)C正確；由能量守恒可知，當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力及重力所做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C10(2017四川成都二診)如圖所示，水平面上固定著兩根相距為L(zhǎng)且電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處于方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，銅棒a、b的長(zhǎng)度均等于兩導(dǎo)軌的間距，電阻均為R、質(zhì)量均為m，銅棒平行地靜止在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)給銅棒a一個(gè)平行導(dǎo)軌向右的瞬時(shí)沖量I，關(guān)于此后的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A回路中的最大電流為B銅棒b的最大加速度為C銅棒b獲得的最大速度為D回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為解析給銅棒a一個(gè)平行導(dǎo)軌向右的瞬時(shí)沖量I，由動(dòng)量定理可知銅棒a的初速度va，此時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLva，回路中最大的感應(yīng)電流i，A錯(cuò)誤；銅棒b所受的最大安培力FBiL，根據(jù)牛頓第二定律Fma，可解得銅棒b的最大加速度a，B正確；由于導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，對(duì)銅棒a、b組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒，最終二者速度相等，由動(dòng)量守恒定律可知銅棒b獲得的最大速度為vbva，C錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Qmv2mv，D錯(cuò)誤答案B二、非選擇題11(2017浙江名校聯(lián)考)如圖甲所示，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一豎直面(紙面)內(nèi)，其上端接一阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO下方區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)使電阻為r、質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開(kāi)始自O(shè)O位置釋放，向下運(yùn)動(dòng)距離d后速度不再變化(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g)(1)求棒ab在向下運(yùn)動(dòng)距離d的過(guò)程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱；(2)棒ab從靜止釋放經(jīng)過(guò)時(shí)間t0下降了，求此時(shí)刻棒的速度大??；(3)如圖乙在OO上方區(qū)域加一面積為S的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，棒ab由靜止開(kāi)始自O(shè)O上方某一高度處釋放，自棒ab運(yùn)動(dòng)到OO位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Bkt，式中k為已知常量；棒ab以速度v0進(jìn)入OO下方磁場(chǎng)后立即施加一豎直外力使其保持勻速運(yùn)動(dòng)求在t時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量和電阻R的電功率解析(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有I，mgBIl則vm根據(jù)能量守恒有mgdmvQQmgd(2)根據(jù)動(dòng)量定理有(mgBl)t0mv，則mgt0Blqmv由題意可知q可得vgt0(3)Blv0tktS，EBlv0kS，IPI2R，得P2R答案(1)mgd(2)gt0(3)2R12(2017江西南昌摸底)CD、EF是水平放置的電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌距離水平地面高度為H，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，在水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)镃PQE)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，如圖所示導(dǎo)軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接，彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R.將一阻值也為R，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導(dǎo)軌高度h處由靜止釋放，導(dǎo)體棒最終通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域落在水平地面上與水平導(dǎo)軌最右端水平距離x處已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，重力加速度為g.求：(1)電阻R中的最大電流和整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱；(2)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度d.解析(1)由題意可知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大由機(jī)械能守恒定律有mghmv，解得v1由法拉第電磁感應(yīng)定律得EBLv1由閉合電路歐姆定律得I聯(lián)立解得I由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，xv2t，Hgt2解得v2x 由能量守恒定律可知整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Qmvmvmgh(2)導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)在安培力作用下做變速運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律，BILmaaI聯(lián)立解得vtmv兩邊求和vtmvvtd，vv1v2聯(lián)立解得d答案(1)mgh(2)