高三物理專項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練 第51練 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用專項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練（2）(1).doc

第51練 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（2）基礎(chǔ)過關(guān)一、單項(xiàng)選擇題（每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為r.磁感強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點(diǎn)a用鉸鏈連接長度為2a、電阻為的導(dǎo)體棒ab，由水平位置緊貼環(huán)面擺下，如下左圖所示.當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，b點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)ab兩端的電壓大小為（ ）a.b.c.d.2.物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測定通過電路的電荷量.如上右圖所示，探測線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.已知線圈的匝數(shù)為n，面積為s，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為r.若將線圈放在被測勻強(qiáng)磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測圈翻轉(zhuǎn)180，沖擊電流計(jì)測出通過線圈的電荷量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（ ）a.b.c.d.3.如圖所示，將一個(gè)與勻強(qiáng)磁場垂直的正方形多匝線圈從磁場中勻速拉出的過程中，關(guān)于拉力做功的功率說法錯(cuò)誤的是（ ）a.與線圈匝數(shù)成正比b.與線圈的邊長成正比c.與導(dǎo)線的電阻率成正比d.與導(dǎo)線橫截面積成正比4.一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空，該處地磁場葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示.如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心的距離，用e表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢，則（ ）a.e=fl2b，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢b.e=2fl2b，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢c.e=fl2b，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢d.e=2fl2b，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢5.如圖所示，相距為d的兩水平虛線l1、l2之間是方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，正方形線圈abcd邊長為l（ld），質(zhì)量為m，電阻為r.將線圈在磁場上方高h(yuǎn)處由靜止釋放，ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v0，ab邊剛離開磁場時(shí)速度也為v0.在線圈全部穿過磁場過程中，下列說法中正確的是（ ）a.線圈克服安培力所做的功為mgdb.線圈克服安培力所做的功為mglc.線圈的最小速度一定為d.線圈的最小速度一定為二、多項(xiàng)選擇題（每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意）6.如圖所示，豎直面內(nèi)的虛線上方是一勻強(qiáng)磁場b，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈，線圈越過虛線進(jìn)入磁場，最后又落回到原處，運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面保持在豎直面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，則（ ）a.上升過程中克服磁場力做的功大于下降過程中克服磁場力做的功b.上升過程中克服磁場力做的功等于下降過程中克服磁場力做的功c.上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率d.上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率7.如圖所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4m，ab金屬棒長0.5m，均勻變化的磁場垂直穿過其面，方向如圖，磁場的變化如圖所示，金屬棒ab的電阻為1，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，自t=0時(shí)，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v=1m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則（ ）a.1s末回路中的電動(dòng)勢為1.6vb.1s末棒ab受安培力大小為1.28nc.1s末回路中的電動(dòng)勢為0.8vd.1s末棒ab受安培力大小為0.64n8.如圖所示，正方形導(dǎo)線框在水平恒力f作用下向右平移，并將穿過一有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度大于線框邊長，ab功進(jìn)入磁場時(shí)，線框的加速度為零，比較線框進(jìn)入磁場過程與穿出磁場過程（不含全在磁場中的過程），下列說法中正確的是（ ）a.力f做功相等b.線框中感應(yīng)電流方向相反c.線框所受安培力方向相反d.線框中產(chǎn)生的焦耳熱相同9.如圖甲所示，在水平絕緣的桌面上，一個(gè)用電阻絲構(gòu)成的閉合矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.下列各圖中分別是線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線和ab邊受到的安培力f隨時(shí)間t變化的圖線，其中可能正確的是（ ）三、計(jì)算或論述題10.如圖所示，邊長為l=2m的正方形導(dǎo)線框abcd和一金屬棒mn由粗細(xì)相同的同種材料制成，每米長的電阻為r0=1/m，以導(dǎo)線框兩條對角線交點(diǎn)o為圓心，半徑r=0.5m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b=0.5t，方向垂直紙面向里且垂直于導(dǎo)線框所在平面.金屬棒mn與導(dǎo)線框接觸良好且與對角線ac平行放置于導(dǎo)線框上.若棒以v=4m/s的速度沿垂直于ac方向向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至ac位置時(shí)，求：（1）棒mn上通過的電流強(qiáng)度的大小方向；（2）棒mn所受安培力的大小和方向.11.如圖甲所示，用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成的一只圓形金屬圈，現(xiàn)被一根絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知金屬圈的質(zhì)量為m，半徑為r，導(dǎo)線的電阻率為，截面積為s.金屬圈的上半部處在一方向垂直圈面向里的有界勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化滿足b=kt（k為常量），如圖乙所示，金屬圈下半部分在磁場外.若絲線所能承受的最大拉力tm=2mg，求：從t=0時(shí)刻起，經(jīng)過多長時(shí)間絲線會被拉斷？12.如圖所示，質(zhì)量為m，邊長為l的正方形線框abcd，從垂直紙面向里的水平有界勻強(qiáng)磁場的上方h高度處由靜止自由下落，磁場高度為h，線框下落過程中始終在同一豎直平面內(nèi)且cd邊與磁場邊界都沿水平方向（1）請證明線框進(jìn)入磁場的過程中任意時(shí)刻線框克服安培力做功的功率等于線框的電功率；（2）若m=0.40kg，l=0.45m，h=0.80m，h=1.45m，且cd邊進(jìn)入磁場時(shí)線框剛好做勻速運(yùn)動(dòng)，求cd邊剛穿出磁場時(shí)線框的加速度大??；（g取10m/s）（3）在（2）中，若線框剛進(jìn)入磁場時(shí)對其施加一豎直方向外力f，使其能以a=10.0m/s2的加速度豎直向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，請?jiān)谙聢D中作出線框abcd進(jìn)入磁場的過程中外力f隨時(shí)間t變化的圖像.能力提升13.如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10/m，導(dǎo)軌的端點(diǎn)p、q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m.有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感強(qiáng)度b與時(shí)間t的關(guān)系為b=kt，比例系數(shù)k=0.020t/s，一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，在t=0時(shí)刻，金屬桿緊靠在p、q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t=6.0s時(shí)金屬桿所受的安培力.第51練 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（2）1.d 2.c 解析 得3.c4.a 解析 電風(fēng)扇是葉片圍繞著o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為，由右手定則判斷出b點(diǎn)電勢比a點(diǎn)電勢高.5.d 解析 線圈的ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v0，ab邊剛離開磁場時(shí)速度也為v0，而線圈全部進(jìn)入磁場時(shí)因只受到重力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，所以線圈的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度v和cd邊離開磁場時(shí)速度相同且速度最小.由得在線圈全部穿過磁場過程中，線圈克服安培力所做的功為：.6.ac 7.ab 8.ab 9.bd10.（1）棒mn運(yùn)動(dòng)至ac位置時(shí)，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢e=b2rv=2v線路總電阻得mn棒上電流電流方向nm（2）棒mn所受安培力方向垂直于ac向左11.設(shè)金屬圈受重力mg，拉力t和安培力f的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，則t=mg+f f=2bir金屬圈中的感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢由法拉第電磁感應(yīng)定律得金屬圈的電阻解得12.（1）設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，導(dǎo)線電阻為r，某時(shí)刻線框運(yùn)動(dòng)速度為v，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e=blv產(chǎn)生的感應(yīng)電流線框所受安培力克服安培力做功的功率線框中的電功率可得即p=p，克服安培力做功的功率等于線框的電功率.（2）線框進(jìn)入磁場前速度進(jìn)入磁場過程中勻速運(yùn)動(dòng)則有完全進(jìn)入磁場后線框以速度g加速下落，剛離開磁場時(shí)速度為v2，根據(jù)機(jī)械能守恒有線框剛離開磁場時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有上述關(guān)系式聯(lián)立，可解得：a=5m/s2（3）線框在f外力作用下加速進(jìn)入過程中，經(jīng)t時(shí)刻速度