高三物理一轮复习 第43讲电磁感应与力和能量的综合课时作业(含详解)

2014届高三物理一轮复习课时作业及详细解析：第43讲电磁感

应与力和能量的综合.

基础热身

1．电磁感应现象中产生感应电流，关于能量转化问题，以下说法正确的是( )

A．一定是磁场能转化为电能

B．一定是电场能转化为电能

C．一定是机械能转化为电能

D．以上说法均不正确

2．2013·唐山摸底如图K43－1所示，闭合线圈abcd从高处自由下落一段时间后沿垂直于磁场方向进入一有界匀强磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是( )

A．a端的电势高于b端

B．ab边所受安培力方向为水平向左

C．线圈可能一直做匀速直线运动

D．线圈可能一直做匀加速直线运动

图K43－1

图K43－2

3．半圆形导轨竖直放置，不均匀磁场沿水平方向并垂直于轨道平面，一个闭合金属环在轨道内来回滚动，如图K43－2所示，若空气阻力不计，则金属环往复运动( ) A．到达右侧的最大高度依次减小

B．到达右侧的最大高度依次增大

C．到达右侧的最大高度不变

D．最终将静止在最低点

技能强化

4．2013·惠州调研如图K43－3所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为R的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)( )

A．通过电阻R的电流方向为P→R→M

B．a、b两点间的电压为BLv

C．a端电势比b端高

D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热

图K43－3

图K43－4

5．2013·柳州模拟如图K43－4所示，相距为d 的两水平直线L 1和L 2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B ，正方形线框abcd 边长为L (L <d )，质量为m .将线框在磁场上方ab 边距L 1为h 处由静止开始释放，ab 边进入磁场时速度为v 0，cd 边刚穿出磁场时速度也为v 0.从ab 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的整个过程中( )

A ．线框中一直都有感应电流

B ．线框有一阶段的加速度为g

C ．线框产生的热量为mg (d ＋h ＋L )

D ．线框做过减速运动

6．2013·浙江联考如图K43－5甲所示，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为m 、边长为a 的单匝均匀正方形铜线框从位置1以速度v 0进入磁感应强度为B 的匀强磁场，此时t ＝0，若磁场的宽度为b (b >3a )，在3t 0时刻线框到达位置2速度又为v 0并开始离开匀强磁场．此过程中v －t 图象如图乙所示，则( )

甲 乙

图K43－5

A ．t ＝0时，线框右侧边MN 的两端电压为Bav 0

B ．在t 0时刻线框的速度为v 0－

Ft 0

m

C ．线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t 0时刻线框的速度大

D ．线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb

7．2013·海淀一模在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B 1中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒ab ，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B 2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图K43－6甲所示．磁感应强度B 1随时间t 的变化关系如图K43－6乙所示，0～1 s 内磁场方向垂直线框平面向下．若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体所受的摩擦力f 随时间变化的图象是图K43－7中的( )

图K43－6

A B

C D

图K43－7

8．2013·南京质检如图K43－8所示，在光滑绝缘的水平面上，一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半．若磁场宽度大于线圈宽度，那么( )

图K43－8

A．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下

B．线圈在磁场中某位置停下

C．线圈在未完全离开磁场时即已停下

D．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来

9．2013·济南模拟如图K43－9甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示．取g＝10 m/s2，求：

(1)磁感应强度B；

(2)杆在磁场中下落0.1 s过程中电阻R产生的热量．

图K43－9

10．如图K43－10甲所示，M、N为水平面内平行放置的粗糙金属长直导轨，间距为L ＝0.5 m，导轨间接有阻值为R＝2.0 Ω的定值电阻，导轨平面处在竖直向下、磁感应强度大小为B＝4.0 T的匀强磁场中．一导体杆ab垂直M、N置于导轨上，其质量为m＝1.0 kg，长度也为L，电阻为r＝1.0 Ω，与导轨的动摩擦因数为μ＝0.2，且跟导轨接触良好．不计导轨电阻，重力加速度g取10 m/s2.

(1)若在ab杆上作用一个平行导轨方向的恒力F使其向右运动，恒力大小为F＝10 N，求ab杆可以达到的速度最大值v m；

(2)若用图乙所示的电动机通过轨绳来水平向右牵引ab杆，也可使ab杆达到(1)中的速度最大值v m，求电压表的示数U(已知电动机内阻r1＝5.0 Ω，电压表和电流表示数恒定，且电流表示数为I＝2.0 A，不计电动机的摩擦损耗)；

(3)在(2)中的条件下，可认为ab杆从静止开始经时间t＝1.5 s，位移x＝7.5 m后刚好达到最大速度v m，求此过程中ab杆上产生的电热．

图K43－10

挑战自我

11．2013·烟台模拟如图K43－11所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°夹角固定放置，导轨间连接一阻值为6 Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场．导体棒a的质量为m a＝