江苏省2019版高考物理二轮复习专题四第三讲电磁感应综合问题课前自测诊断卷（含解析）

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1、电磁感应综合问题考点一电磁感应中的电路问题1.[考查感应电动势与路端电压的关系]如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5m，金属环总电阻为2Ω，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B＝1T，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为1.5m，电阻为3Ω的导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3m/s且到达金属环最低点。已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为(　　)A．0.4V　　　　　　　B．0.65VC．2.25VD．4.5V解析：选B　当导体棒摆到竖直位置时，由v＝ωr可得：C点的速度

2、为vC＝vB＝×3m/s＝1m/sAC间电压为UAC＝EAC＝BLAC·＝1×0.5×V＝0.25VCB段产生的感应电动势为ECB＝BLCB·＝1×1×V＝2V圆环两侧并联，电阻为R＝Ω＝0.5Ω，导体棒CB段的电阻为r＝2Ω则CB间电压为UCB＝ECB＝×2V＝0.4V故AB两端的电压大小为UAB＝UAC＋UCB＝0.25V＋0.4V＝0.65V。故选B。2．[考查电磁感应中的导线框电路问题]如图，匀强磁场水平边界的上方h＝5m处有一个边长L＝1m的正方形导线框从静止开始下落。已知线框质量m＝1kg，电阻为R＝10Ω，磁感应强度为B＝1T。当线框的cd边刚进入磁场时(g取10m/s2)：

3、(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求cd两点间的电势差大小；(3)若线框此时加速度等于0，则线框电阻应该变为多少？解析：(1)cd边刚进入磁场时，线框速度：v＝线框中产生的感应电动势：E＝BLv＝BL＝10V。(2)此时线框中电流：I＝cd切割磁感线相当于电源，cd两点间的电势差即路端电压：U＝I×R＝7.5V。(3)安培力F＝BIL＝根据牛顿第二定律：mg－F＝ma由a＝0，解得电阻R＝＝1Ω。答案：(1)10V　(2)7.5V　(3)1Ω考点二电磁感应中的动力学问题3.[考查感生与动生中导体棒的运动]近期大功率储能技术受到媒体的广泛关注，其中飞轮储能是热点之一。为说明某种飞轮储

4、能的基本原理，将模型简化为如图所示，光滑的型导轨水平放置，电阻不计，长度足够。轨道平行部分间距为L＝1m，导轨上静止放置有长度也为L、质量为m＝100kg、电阻为R1＝0.1Ω的导体棒AB。导轨间虚线框区域有垂直轨道平面向上的均匀变化磁场，虚线框右侧区域有垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B＝10T。图中开关S接a，经过足够长时间，棒AB向右匀速运动，速度为v＝100m/s，然后若将开关S接b，棒AB可作为电源对电阻R2供电，电阻R2＝0.9Ω。(1)开关S接a，棒AB匀速运动时，虚线框中的磁场磁通量每秒钟变化多少？(2)求开关S接b的瞬间棒AB加速度的大小。(3)求开关S接b后R2

5、产生的总热量Q。解析：(1)棒AB匀速运动时加速度为零，安培力为零，电流为零，磁通量不变，所以虚线框中磁场每秒增加ΔΦ＝BLvt＝1000Wb。(2)棒AB产生的电动势E＝BLv＝1000V，电路中产生的电流I＝＝1000A，故受到的安培力为F＝BIL＝1×104N，根据牛顿第二定律可得a＝＝100m/s2。(3)棒的动能全部转化为电热，故Q总＝mv2＝5×105J，电阻R2上产生的电热为Q＝Q总＝4.5×105J。答案：(1)1000Wb　(2)100m/s2　(3)4.5×105J4.[考查电磁感应中线框的动力学问题]如图所示，光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，

6、ab边的边长l1＝1m，bc边的边长l2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω。线框通过细线与重物相连，重物质量M＝2kg，斜面上ef线(ef∥gh)的上方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T。如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s＝11.4m(取g＝10m/s2)，求：(1)线框进入磁场前重物M加速度的大小；(2)线框进入磁场时匀速运动速度v的大小。解析：(1)线框进入磁场前，线框受到重力、细线的拉力T1、斜面的支持力，重物M受到重力和拉力T1′。对线框由牛顿第二定律得T1－mgsinα＝ma对重物Mg－T1′＝Ma由牛顿第三定

7、律得T1＝T1′联立解得线框进入磁场前重物M的加速度a＝＝5m/s2。(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡：Mg＝T2′线框受力平衡：T2＝mgsinα＋BIl1由牛顿第三定律得T2＝T2′，ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E＝Bl1v线框中的电流I＝＝联立上述各式得Mg＝mgsinα＋，代入数据解得v＝6m/s。答案：(1)5m/s2　(2)6m/s考点三电磁感应中的能量问题5.[考查