1、云南省新人教版物理2012届高三单元测试28 电磁感应规律的综合应用(时间:90分钟 满分：100分)一 、选择题1.如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是( ).作用在金属棒上各力的合力做功为零.重力做的功等于系统产生的电能.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 【答案】选A、C.【详解】根据动能定理,合力做的
2、功等于动能的增量，故对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对.2.如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向成60角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( )【答案】选D.【详解】由楞次定律
3、可判定回路中的电流始终为ba方向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故A、B错;由F安=BIL可得F安随B的变化而变化,在0t0时间内,F安方向向右,故外力F与F安等值反向,方向向左为负值;在t0t1时间内,F安方向改变,故外力F方向也改变为正值,综上所述,D项正确.3.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是( )【答案】选B.【详解】本题中在磁场中的线框与速度垂直的边为切割磁感线产生感应电动势的电源.四
4、个选项中的感应电动势大小均相等，回路电阻也相等，因此电路中的电流相等，B中ab两点间电势差为路端电压，为倍的电动势，而其他选项则为倍的电动势.故B正确.4.如图所示，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，表面光滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在上面，以速度v向右匀速运动，欲使棒PQ停下来，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)( )A.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒B.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒C.将导轨的a、c两端用导线连接起来D.在导轨的a、c两端用导线连接一个电容器【答案】选C.【详解】在PQ棒右侧放金属棒时
5、，回路中会有感应电流，使金属棒加速，PQ棒减速，当获得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将匀速运动，A、B项错误.当一端或两端用导线连接时，PQ的动能将转化为内能而最终静止，C项正确.若在a、c两端连接一个电容器,在电容器的充电过程中电路中有感应电流,导体棒在安培力的作用下减速,当导体棒的感应电动势与电容器两端的电压相等时,导体棒匀速运动.D项错.5.如图所示，电阻为R，导线电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后( )
6、A.导体棒ef的加速度可能大于gB.导体棒ef的加速度一定小于gC.导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同D.导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒【答案】选A、D.【详解】开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑.闭合开关时有一定的初速度v0，若此时F安mg，则F安mgma.若F安mgC悬线竖直，FT3a)，在3t0时刻线框到达2位置，速度又为v0，并开始离开匀强磁场此过程中vt图象如图(b)所示，则()At0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0B在t0时刻线框的速度为v0C线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大D线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程
7、中线框中产生的电热为2Fb【答案】D【详解】t0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为Bav0，A项错误；从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动，加速度为，故在t0时刻的速度为v02at0v0，B项错误；因为t0时刻和t3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，C项错误；线框在位置1和位置2时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有FbQ，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，D项正确二、非选择题11如图甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、M
8、N架设的斜面上已知斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半，导轨间分界线OO以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示若a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，试求：(1)PQ、MN导轨的间距d；(2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数；(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小【答案】(1)1.2 m(2)0.083(3)0.83 T【详解】(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做加速运动，因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：d2vt23(0.60.4)m1.2 m(2)设进入磁场前导体棒运动的加速度为a，由图乙得：a7.5 m/s2，因a、b一起运动，故可看作一个整体，其受力分析如图所示由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos 2ma解得：(gsin a)/(gcos )(100.87.5)/(100.6)0.5/60.083(3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有：2mgsin 2mgcos BId0I联立解得：B0.83 T