高三物理一轮复习优化测控试题 电磁感律的用
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乙
解析：当ab边刚进入磁场时，假设线框所 受的安培力于重力，那么线框在从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场前做匀速运动，应选项A正确；当ab边刚进入磁场时，线框不可能做匀加速运动，应选项B错误；当ab边刚进入磁场时，假设线框所受的安培力小于重力，那么线框做加速度逐渐减小的加速运动，最后可能做匀速运动，应选项C正确；当ab边刚进入磁场时，假设线框所受的安培力大于重力，那么线框做加速度逐渐减小的减速运动，最后可能做匀速运动，应选项D正确.
(1)电动机的额功率P.
(2)金属棒做匀加速运动时的加速度a的大小.
(3)在0～0.5 s时间内，电动机的牵引力F与速度v的关系.
解析：(1)金属棒到达最大速度时，有：
P＝F0vm
F0－mgsinθ－F安＝0
R并＝ ＝0.6 Ω
F安＝
联立解得：P＝10 W.
(2)v＝at1，P＝F1v
F1－mgsinθ－ ＝ma
峙对市爱惜阳光实验学校高三物理一轮复习同步优化测控试题
第61讲 电磁感律的综合用
体验
1.如图甲所示，有一矩形线框位于匀强磁场中 ，且磁场垂直于线框所在的平面向里.现用拉力将线框匀速拉出，第一次速度为v1，第二次速度为v2，且v1＜v2，那么( )
A.两次拉力做的功相
B.第一次拉力做的功较多
C.第二次拉力做的功较多
A.如果B增大，vm将增大
B.如果α增大，vm将增大
C.如果R增大，vm将增大
D.如果m减小，vm将增大
解析：当金属杆匀速下滑时，有：mgsinα＝
解得：vm＝ ，故α增大，R增大，m增大，B减小，都能使vm增大.
答案：BC
5.如下图，光滑平行的 金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上.一质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道的底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端.假设在运动过程中，金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽 略不计，那么( )
答案：ACD
3.如下图，a是一正方形属片，用一根绝缘细杆将其挂在固点O，使其绕O点来回摆动，穿过水平方向的匀强磁场区域.磁感线 方向跟线框平面垂直，假设悬 点摩擦和空气阻力均不计，那么( )
A.金属片进入或离开磁场区域时，都产生感电流，而且电流方向相反
B.金属片进入磁场区域后越靠近OO′时速度越大，因 而产生的感电流也越大
D.无法比拟两次拉力 做功的多少
解析：
如图乙所示，两次拉力的位移均为s＝L2，又因为匀速拉出，故F外＝F安＝BIL1
＝B· ·L1
所以W＝F·s
＝B· ·L1·L2
＝ L2，与v成正比.
答案：C
2.如图甲所示，闭合金属线框从一高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速度—时间图象可能是乙图中的( )
A.西侧极板电势高，东侧极板电势低
B.西侧极板电势低，东侧极板电势高
C.海水的流速大小为1.25 m/s
D.海水的流速大小为2 m/s
解析：在北半球地磁场竖直分量向下，由右手那么知，电磁感使得西侧极板电势高，且有E＝B2Lv，可得v＝2 m/s.
答案：AD
2.如图甲所示，腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场，另有一腰直角三角形导线框ABC以恒的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ.关于线框中的感电流，以下说法正确的选项是( )
各时刻R上的热功率于金属杆转化电能的功率，即P＝ ，因为金属杆向下通过某一位置的速度小于向上通过该位置时的速度，应选项D错误.
答案：BC
6.如图甲所示，两根足够长的光滑水平金属导轨相距L＝0.40 m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端和下端通过导线分别连接阻值R1＝ R2＝ Ω的电阻，质量m＝0.20 kg、阻值r＝0.20 Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好的接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感强度大小B＝1 T.现通过小电动机对金属棒施加拉力，使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动，0.5 s时电动机到达额功率，此后电动机的功率保持不变，经足够长的时间后，金属棒到达最大速度vm＝5.0 m/s.在此过程中，金属棒运动的v－t图象如图乙所示，试求：(取重力加速合外力的冲量大小为2mv0
B.上滑到最高点的过程中，金属杆克服安培力与重力所做功之和于 mv
C.上滑到最高点的过程中，电阻R上产生的焦耳热于 mv －mgh
D.金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同
解析：设金属杆 返回底端时的速度大小为v1，由能的转化和守恒律得：
C.金属片开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D.金属片在摆动过程中，机械能会完全转化为金属片的电能
解析：金属片进出磁场时会产生感电流，由能量的转化和守恒律知，这一过程机械能逐渐减小，故金属片的摆角会越来越小，小至金属片整体只在磁场区域内摆动时摆角不再变化.
答案：AC
4.如下图，有两根与水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，轨道足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B，一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大值vm，那么( )
联立解得：a＝ m/s2.
(3)F－mg sinθ－F安＝ma
F安＝
联立解得：F＝ ＋ .
答案：(1)10 W (2) m/s2(3)F＝ ＋
金典练习一 电磁感律的综合用
选择题共10小题，每题6分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项 正确.
1.北半球海洋某处地磁场的水平分量 B1＝0.8× 10－4T，竖直分量B2＝0.5×10－4T，海水向动.海洋工作者测量海水的流速时， 将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L＝20 m，如下图.与两极板相连的电压表(可看做理想电压表)的示数U＝2 mV， 那么( )
mv ＝ mv －E电
E 电为电磁感转化的电能，可知v1＜v0，故整个过程所受合外力的冲量为：
I＝m(v1＋v0)＜2mv0，选项A错误；
上滑过程中，对金属杆由动能理得：
mv ＝WG＋W安，选项B正确；
其中克服安培力做的功于转化的电能，于电流通过回路产生的焦耳热，即Q＝ mv －mgh，选项C正确；
解析：当ab边刚进入磁场时，假设线框所 受的安培力于重力，那么线框在从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场前做匀速运动，应选项A正确；当ab边刚进入磁场时，线框不可能做匀加速运动，应选项B错误；当ab边刚进入磁场时，假设线框所受的安培力小于重力，那么线框做加速度逐渐减小的加速运动，最后可能做匀速运动，应选项C正确；当ab边刚进入磁场时，假设线框所受的安培力大于重力，那么线框做加速度逐渐减小的减速运动，最后可能做匀速运动，应选项D正确.
(1)电动机的额功率P.
(2)金属棒做匀加速运动时的加速度a的大小.
(3)在0～0.5 s时间内，电动机的牵引力F与速度v的关系.
解析：(1)金属棒到达最大速度时，有：
P＝F0vm
F0－mgsinθ－F安＝0
R并＝ ＝0.6 Ω
F安＝
联立解得：P＝10 W.
(2)v＝at1，P＝F1v
F1－mgsinθ－ ＝ma
峙对市爱惜阳光实验学校高三物理一轮复习同步优化测控试题
第61讲 电磁感律的综合用
体验
1.如图甲所示，有一矩形线框位于匀强磁场中 ，且磁场垂直于线框所在的平面向里.现用拉力将线框匀速拉出，第一次速度为v1，第二次速度为v2，且v1＜v2，那么( )
A.两次拉力做的功相
B.第一次拉力做的功较多
C.第二次拉力做的功较多
A.如果B增大，vm将增大
B.如果α增大，vm将增大
C.如果R增大，vm将增大
D.如果m减小，vm将增大
解析：当金属杆匀速下滑时，有：mgsinα＝
解得：vm＝ ，故α增大，R增大，m增大，B减小，都能使vm增大.
答案：BC
5.如下图，光滑平行的 金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上.一质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道的底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端.假设在运动过程中，金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽 略不计，那么( )
答案：ACD
3.如下图，a是一正方形属片，用一根绝缘细杆将其挂在固点O，使其绕O点来回摆动，穿过水平方向的匀强磁场区域.磁感线 方向跟线框平面垂直，假设悬 点摩擦和空气阻力均不计，那么( )
A.金属片进入或离开磁场区域时，都产生感电流，而且电流方向相反
B.金属片进入磁场区域后越靠近OO′时速度越大，因 而产生的感电流也越大
D.无法比拟两次拉力 做功的多少
解析：
如图乙所示，两次拉力的位移均为s＝L2，又因为匀速拉出，故F外＝F安＝BIL1
＝B· ·L1
所以W＝F·s
＝B· ·L1·L2
＝ L2，与v成正比.
答案：C
2.如图甲所示，闭合金属线框从一高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速度—时间图象可能是乙图中的( )
A.西侧极板电势高，东侧极板电势低
B.西侧极板电势低，东侧极板电势高
C.海水的流速大小为1.25 m/s
D.海水的流速大小为2 m/s
解析：在北半球地磁场竖直分量向下，由右手那么知，电磁感使得西侧极板电势高，且有E＝B2Lv，可得v＝2 m/s.
答案：AD
2.如图甲所示，腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场，另有一腰直角三角形导线框ABC以恒的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ.关于线框中的感电流，以下说法正确的选项是( )
各时刻R上的热功率于金属杆转化电能的功率，即P＝ ，因为金属杆向下通过某一位置的速度小于向上通过该位置时的速度，应选项D错误.
答案：BC
6.如图甲所示，两根足够长的光滑水平金属导轨相距L＝0.40 m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端和下端通过导线分别连接阻值R1＝ R2＝ Ω的电阻，质量m＝0.20 kg、阻值r＝0.20 Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好的接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感强度大小B＝1 T.现通过小电动机对金属棒施加拉力，使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动，0.5 s时电动机到达额功率，此后电动机的功率保持不变，经足够长的时间后，金属棒到达最大速度vm＝5.0 m/s.在此过程中，金属棒运动的v－t图象如图乙所示，试求：(取重力加速合外力的冲量大小为2mv0
B.上滑到最高点的过程中，金属杆克服安培力与重力所做功之和于 mv
C.上滑到最高点的过程中，电阻R上产生的焦耳热于 mv －mgh
D.金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同
解析：设金属杆 返回底端时的速度大小为v1，由能的转化和守恒律得：
C.金属片开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D.金属片在摆动过程中，机械能会完全转化为金属片的电能
解析：金属片进出磁场时会产生感电流，由能量的转化和守恒律知，这一过程机械能逐渐减小，故金属片的摆角会越来越小，小至金属片整体只在磁场区域内摆动时摆角不再变化.
答案：AC
4.如下图，有两根与水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，轨道足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B，一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大值vm，那么( )
联立解得：a＝ m/s2.
(3)F－mg sinθ－F安＝ma
F安＝
联立解得：F＝ ＋ .
答案：(1)10 W (2) m/s2(3)F＝ ＋
金典练习一 电磁感律的综合用
选择题共10小题，每题6分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项 正确.
1.北半球海洋某处地磁场的水平分量 B1＝0.8× 10－4T，竖直分量B2＝0.5×10－4T，海水向动.海洋工作者测量海水的流速时， 将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L＝20 m，如下图.与两极板相连的电压表(可看做理想电压表)的示数U＝2 mV， 那么( )
mv ＝ mv －E电
E 电为电磁感转化的电能，可知v1＜v0，故整个过程所受合外力的冲量为：
I＝m(v1＋v0)＜2mv0，选项A错误；
上滑过程中，对金属杆由动能理得：
mv ＝WG＋W安，选项B正确；
其中克服安培力做的功于转化的电能，于电流通过回路产生的焦耳热，即Q＝ mv －mgh，选项C正确；