《2022年高考物理总复习专题电磁感应中的动力学和能量问题课时作业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理总复习专题电磁感应中的动力学和能量问题课时作业.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载2022 高考物理总复习一、单项挑选题专题 10 电磁感应中的动力学和能量问题课时 作业1. 如图 1 所示,在一匀强磁场中有一U 形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直, R为一电阻,ef 为垂直于 ab 的一根导体杆, 它可以在 ab、cd 上无摩擦地滑动 杆ef 及线框中导线的电阻都可不计开头时,给ef 一个向右的初速度,就 图 1 Aef 将减速向右运动,但不是匀减速Bef 将匀减速向右运动,最终停止Cef 将匀速向右运动Def 将来回运动【答案】 A BLv 2L 2v【解析】 杆 ef 向右运动,
2、所受安培力 FBILBL RB R,方向向左,故杆 ef 做减速运动； v 减小, F减小,杆做加速度逐步减小的减速运动,A 正确2如图 2 所示, 匀强磁场的磁感应强度为 B,方向竖直向下,在磁场中有一个边长为 L的正方形刚性金属框,ab 边的质量为 m,电阻为 R,其他三边的质量和电阻均不计cd 边上装有固定的水平轴,将金属框自水平位置由静止释放,第一次转到竖直位置时,ab 边的速度为 v,不计一切摩擦,重力加速度为 g,就在这个过程中,以下说法正确选项 图 2 名师归纳总结 A通过 ab 边的电流方向为ab2gL第 1 页,共 8 页Bab 边经过最低点时的速度v- - - - - -
3、-精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载Ca、b 两点间的电压逐步变大D金属框中产生的焦耳热为mgL1 22mv【答案】 D 【解析】 ab 边向下摇摆过程中,磁通量逐步减小,依据楞次定律及右手定就可知感应电流方向为 ba,选项 A错误； ab 边由水平位置到达最低点过程中,机械能不守恒,所以选项 B 错误；金属框摇摆过程中,ab 边同时受安培力作用,故当重力与安培力沿其摇摆方向分力的合力为零时,a、b 两点间电压最大,选项 C错误；依据能量转化和守恒定律可知,金属框中产生的焦耳热应等于此过程中机械能的缺失,应选项 D正确3如图 3 所示, 两根水平放置的相互平
4、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 图 3 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】 C 【解析】 在 PQ棒右侧放金属棒时,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
5、转化为内能而最终静止,C 选项正确 D 项中棒最终匀速,D错误4一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后穿出磁场区域连续下落,如图4 所示,就 图 4 A如线圈进入磁场过程是匀速运动,就离开磁场过程也是匀速运动 B如线圈进入磁场过程是加速运动,就离开磁场过程也是加速运动 C如线圈进入磁场过程是减速运动,就离开磁场过程也是减速运动名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载D如线圈进入磁场过程是减速运动,就离开磁场过程是加速运动【答案】 C 5如图 5 所示,在水平面内固定着U 形光
6、滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒 ab 质量为 0.1 kg ,电阻为 0.2 ,横放在导轨上,电阻R的阻值是 0.8 导轨其余部分电阻不计 现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场用水平向右的恒力F0.1 N 拉动 ab,使其从静止开头运动,就 图 5 A导体棒 ab 开头运动后,电阻 R中的电流方向是从 P流向 MB导体棒 ab 运动的最大速度为 10 m/s C导体棒 ab 开头运动后, a、b 两点的电势差逐步增加到 1 V 后保持不变D导体棒 ab 开头运动后任一时刻,F 的功率总等于导体棒 ab 和电阻 R 的发热功率之和【答案】 B 【解析】 由右手定就可判定
7、电阻 R中的感应电流方向是从 M流向 P,A错；当金属导体Em BLvm棒受力平稳时,其速度将达到最大值,由 FBIL,I R总R总,代入数据解得 vm10 m/s,B对；电动势最大值 Em 1 V,a、b 两点的电势差为路端电压,最大值小于 1 V,C错；在达到最大速度以前,F所做的功一部分转化为内能,另一部分转化为导体棒的动能,D错二、双项挑选题6如图 6 所示,光滑的“” 形金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒 MN与框架接触良好磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在 abcd 和 cdef 区域现从图示位置由静止释放金属棒MN,当金属棒进入磁场B
8、1区域后,恰好做匀速运动以下说法中正确选项 图 6 A如 B2B1,金属棒进入 B2 区域后将加速下滑B如 B2B1,金属棒进入 B2 区域后仍将保持匀速下滑C如 B2B1,金属棒进入【答案】 BC B2区域后将先加速后匀速下滑【解析】 当金属棒 MN进入磁场 B1 区域时,金属棒 MN切割磁感线而使回路中产生感应B 1L 2v 2电流,当金属棒 MN恰好做匀速运动时,其重力和安培力平稳,即有 Rmg. 金属棒 MN刚进入 B2区域时,速度仍为 v,如 B2B1,就仍满意B 2LRmg,金属棒 2vMN仍保持匀速下滑,2选项 A 错误, B正确；如 B2B1,就金属棒MN刚进入 B2 区域时B
9、 2LR3a ,在 3t0 时刻线框到达2 位置速度又为v0,并开头离开匀强磁场此过程中v- t 图象如图 8 乙所示,就 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料甲欢迎下载乙图 8 At 0 时,线框右侧边MN间的电压为3 4Bav0t 0时刻线框的速度大 t0时刻线框的速度小B在 t 0 时刻线框的速度为v02Ft 0 mC线框完全离开磁场的瞬时位置3 速度肯定比D线框完全离开磁场的瞬时位置3 速度肯定比【答案】 AB 3【解析】t 0 时,MN开头切割磁感线, 电动势 EBav0. 四边电阻相等, MN间电压为 4Bav0,A 正确在 t03
10、t0 时段,设 t0 时刻速度为 v. 据动量定理 F 2 t0 mv0mv ,就 v v02Ft 0m, B 正确据题意分析知,3t0 后的离开过程与 0t0 的进入过程完全相同,因此线框离开磁场的瞬时位置 3 速度与 t0 时刻相同, C、D均错9如图 9 所示,水平放置的两根平行长直金属导轨的间距为 d,其右端接有阻值为 R的电阻,整个装置处在方向竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中一质量为 m质量分布匀称 的导体杆 ab 垂直于导轨放置, 且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为 . 现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开头沿导轨运动距离 L 时,速度恰好达
11、到最大 运动过程中杆始终与导轨保持垂直 设杆接入电路的电阻为 r ,导轨电阻不计,重力加速度大小为 g. 就此过程 图 9 A杆运动速度的最大值为F mg RB 2d 2BdLR rB流过电阻R的电荷量为C恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量【答案】 BD 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【解析】 当杆达到最大速度 vm时,F mgB R r 0,解得 2d 2vmF mg RrvmB 2d 2, A 错；由公式qRrB S
12、R r BdL Rr,B对；在杆从开头运动到达到最大速度的过程中由动能定理有：W FWfW安 Ek,其中 W f mgL,W安 Q,恒力 F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和,C错；恒力 F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,D对三、非挑选题10如图 10 所示,电阻可忽视的光滑平行金属导轨长 s1.15 m,两导轨间距 L0.75 m,导轨倾角为 30 ,导轨上端 ab 接一阻值 R1.5 的电阻,磁感应强度 B 0.8 T 的匀强磁场垂直轨道平面对上阻值 r 0.5 ,质量 m0.2 kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上
13、端 ab 处由静止开头下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热 Q10.1 J 取 g10 m/s 2 求：图 10 1 金属棒在此过程中克服安培力的功W安；W G W安1 2 2mv m,由此2 金属棒下滑速度v2 m/s 时的加速度a；3 为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下：由动能定理所得结果是否正确？如正确,说明理由并完成本小题；如不正确,给出正确的解答【答案】 10.4 J 23.2 m/s23 见解析R 3r ,因此【解析】 1 下滑过程中安培力做的功即为电阻上产生的焦耳热,由于QR 3Qr0.3 J 所以 W安Q QR Qr 0.4 J. 2 金属棒下滑时受重力和安培力名
14、师归纳总结 F安BILB Rr v 2L 2第 6 页,共 8 页由牛顿其次定律mgsin 30 B Rr vma 2L 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料23.2 m/s欢迎下载所以 agsin 30 B 2L 2v2. m R r10 1 20.82 0.752 2 m/s3 此解法正确金属棒下滑时受重力和安培力作用,其运动满意mgsin 30 B Rr v ma 2L 2上式说明, 加速度随速度增大而减小,匀速, 当棒到达斜面底端时速度肯定为最大棒做加速度减小的加速运动无论最终是否达到由动能定理可以得到棒的末速度,因此上述解法正确mg
15、ssin 30 Q1 22mv m m/s 所以 vm2gssin 30 2Qm2 10 1.15 1 22 0.40.22.74 m/s.112022 广东 如图 11 甲所示,在垂直于匀强磁场 B 的平面内,半径为 r 的金属圆盘绕过圆心 O的轴转动, 圆心 O和边缘 K 通过电刷与一个电路连接电路中的 P 是加上肯定正向电压才能导通的电子元件流过电流表的电流 I 与圆盘角速度 的关系如图 11 乙所示,其中 ab 段和 bc 段均为直线,且 ab 段过坐标原点 0 代表圆盘逆时针转动已知：R3.0 ,B 1.0 T ,r 0.2 m 忽视圆盘、电流表和导线的电阻名师归纳总结 1 依据图乙
16、写出ab、bc 段对应 I 与 的关系式；第 7 页,共 8 页2 求出图乙中b、c 两点对应的P 两端的电压Ub 和 Uc；3 分别求出 ab、bc 段流过 P 的电流 IP与其两端电压UP的关系式- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 11 【答案】 1 I ab1 150 A Ibc0.01 0.05A 20.3 V 0.9 V 3 见解析【解析】 1 设 ab 段对应的 I 与 的关系式为 为 I k2 b由乙图可知I ab1 150 A ；I bc0.01 0.05A 2 b 点对应的电流Ib0.1 A ,b15 rad/s I k1 ,bc 段对应的 I 与 的关系式圆盘产生的电动势Eb1 2Br2 b0.3 V ,即 P 两端对应的电压Ub0.3 V Uc0.9 V. c 点对应的电流Ic 0.4 A , c45 rad/s 圆盘产生的电动势Ec1 2Br2 c0.9 V ,即 P 两端对应的电压3 对应于 bc 段 P 导通,流过电流表的电流 I abI RI PI PE R,E1 2Br2就对应于 bc 段流过 P 的电流I P1 6UP120对应于 a 点元件 P 不导通,就对应于ab 段流过 P 的电流 IP0. 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页