2016高考物理一轮总复习 9.3电磁感应规律的综合应用（一）（电路和图象）随堂集训

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1、【金版教程】2016高考物理一轮总复习9.3电磁感应规律的综合应用（一）（电路和图象）随堂集训【高考题组——明考向】考向一　1.[2013·海南高考]如图所示，水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下；一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是(　　)A.拉力的大小在运动过程中保持不变B.棒通过整个圆环

2、所用的时间为C.棒经过环心时流过棒的电流为B/πrD.棒经过环心时所受安培力的大小为8B2R/πr解析：导体棒做匀加速运动，合外力恒定，由于受到的安培力随速度的变化而变化，故拉力一直变化，选项A错误；设棒通过整个圆环所用的时间为t，由匀变速直线运动的基本关系式可得2R＝at2，解得t＝，选项B错误；由v2－v＝2ax可知棒经过环心时的速度v＝，此时的感应电动势E＝2BRv，此时金属圆环的两侧并联，等效电阻r总＝，故棒经过环心时流过棒的电流为I＝＝，选项C错误；由对选项C的分析可知棒经过环心时所受安培力的大小为

3、F＝2BIR＝，选项D正确。答案：D2.[2014·安徽高考]如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上。绝缘斜面上固定有“∧”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5m，MN连线水平，长为3m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m、质量m为1kg、电阻R为0.3Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v＝1m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10m/s2。(1)求金属杆

4、CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x＝0.8m处电势差UCD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F－x关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。解析：(1)金属杆CD在匀速运动中产生的感应电动势E＝Blv(l＝d)，解得E＝1.5V　(D点电势高)当x＝0.8m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为l外，则l外＝d－d、OP＝，得l外＝1.2m由楞次定律判断D点电势高，故C、D两端电势差UCD＝－Bl外v，即

5、UCD＝－0.6V(2)杆在导轨间的长度l与位置x关系是l＝d＝3－x对应的电阻Rl为Rl＝R，电流I＝杆受的安培力F安＝BIl＝7.5－3.75x根据平衡条件得F＝F安＋mgsinθF＝12.5－3.75x(0≤x≤2)画出的F－x图象如图所示。(3)外力F所做的功WF等于F－x图线下所围的面积，即WF＝×2J＝17.5J而杆的重力势能增加量ΔEp＝mgsinθ故全过程产生的焦耳热Q＝WF－ΔEp＝7.5J答案：(1)1.5V　－0.6V　(2)F＝12.5－3.75x(0≤x≤2)　图见解析　(3)7.5

6、J考向二　3.[2014·课标全国卷Ⅰ]如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流。用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　　)解析：通电线圈中产生的磁场B＝kI(k为比例系数)；在另一线圈中的磁通量Φ＝BS＝kIS，由法拉第电磁感应定律可知，在另一线圈中产生的感应电动势E＝n，由图(b)可知，

7、Ucd

8、不变，则

9、

10、不变，故

11、

12、不变，故选项C正确。答案：C4.[2013·课标全

13、国卷Ⅰ]如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是(　　)解析：设金属棒MN匀速运动的速度为v，t时刻导轨内切割磁感线的有效长度L＝2vttanθ设导轨单位长度的电阻为R0，则组成闭合回路的总电阻R＝2(＋vttanθ)R0＝2vtR0(＋tanθ)电动势E＝B

14、Lv＝2Bv2ttanθi＝＝为恒量故A正确，B、C、D错误。答案：A考向三　5.[2013·课标全国卷Ⅰ]如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大