2019版高考物理江苏专版二轮复习检测：专题四·第三讲 电磁感应综合问题——课前自测诊断卷 Word版含解析.pdf

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1、专题四·第三讲电磁感应综合问题——课前自测诊断卷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．0.4VB．0.65VC．2.25VD．4.5V解析：

2、选B当导体棒摆到竖直位置时，由v＝ωr可得：C点的速度为11v＝v＝×3m/s＝1m/sC3B3AC间电压为v1U＝E＝BL·C＝1×0.5×V＝0.25VACACAC22CB段产生的感应电动势为v＋v1＋3E＝BL·CB＝1×1×V＝2VCBCB221圆环两侧并联，电阻为R＝Ω＝0.5Ω，2导体棒CB段的电阻为r＝2ΩR0.5则CB间电压为U＝E＝×2V＝0.4VCBr＋RCB0.5＋2故AB两端的电压大小为U＝U＋U＝0.25V＋0.4V＝0.65V。ABACCB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

3、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)：(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＝2gh线框中产生的感应电动势：E＝BLv＝BL2gh＝10V。E(2)此时线框中电流：I＝R3cd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。4B2L22gh(3)安培力F＝BIL＝R根据牛顿第

4、二定律：mg－F＝maB2L22gh由a＝0，解得电阻R＝＝1Ω。mg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R＝0.11Ω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＝

5、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R供电，电阻R＝0.9Ω。22(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R产生的总热量Q。2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，E电路中产生的电流I＝＝1000A，R＋R12故受到的安培力为F＝

6、BIL＝1×104N，F根据牛顿第二定律可得a＝＝100m/s2。m1(3)棒的动能全部转化为电热，故Q＝mv2＝5×105J，总2R电阻R上产生的电热为Q＝2Q＝4.5×105J。2R＋R总12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，ab边的边长l＝1m，bc边的边长l＝0.6m，线框的质量m＝1kg，12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

7、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T、斜面的支持力，重物M受到重1力和拉力T′。1对线框由牛顿第二定律得T－mgsinα＝ma1对重物Mg－T′＝Ma1由牛顿第三定律得T＝T′11联立解得线框进入磁场前重物M的加速度Mg－mgsinαa＝＝5m/s2。M＋m(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所

8、以重物受力平衡：Mg＝T′2线框受力平衡：T＝mgsinα＋BIl21由牛顿第三定律得T＝T′，22ab边进入磁场切割磁感