2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題10 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題課時(shí)作業(yè)(含解析)
《2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題10 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題課時(shí)作業(yè)(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題10 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題課時(shí)作業(yè)(含解析)(8頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題10 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題課時(shí)作業(yè)(含解析) 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖1所示,在一勻強(qiáng)磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd,線框處于水平面內(nèi),磁場與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿,它可以在ab、cd上無摩擦地滑動(dòng).桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì).開始時(shí),給ef一個(gè)向右的初速度,則( ) 圖1 A.ef將減速向右運(yùn)動(dòng),但不是勻減速 B.ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng),最后停止 C.ef將勻速向右運(yùn)動(dòng) D.ef將往返運(yùn)動(dòng) 【答案】A 【解析】桿ef向右運(yùn)動(dòng),所受安培力F=BIL=BL=,方向向左,故桿ef做減速運(yùn)動(dòng);v減小,F(xiàn)減
2、小,桿做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),A正確. 2.如圖2所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,在磁場中有一個(gè)邊長為L的正方形剛性金屬框,ab邊的質(zhì)量為m,電阻為R,其他三邊的質(zhì)量和電阻均不計(jì).cd邊上裝有固定的水平軸,將金屬框自水平位置由靜止釋放,第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),ab邊的速度為v,不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g,則在這個(gè)過程中,下列說法正確的是( ) 圖2 A.通過ab邊的電流方向?yàn)閍→b B.a(chǎn)b邊經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度v= C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電壓逐漸變大 D.金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL-mv2 【答案】D 【解析】ab邊向下擺動(dòng)過程中,磁通量逐漸減小,根據(jù)楞次
3、定律及右手定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;ab邊由水平位置到達(dá)最低點(diǎn)過程中,機(jī)械能不守恒,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;金屬框擺動(dòng)過程中,ab邊同時(shí)受安培力作用,故當(dāng)重力與安培力沿其擺動(dòng)方向分力的合力為零時(shí),a、b兩點(diǎn)間電壓最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)等于此過程中機(jī)械能的損失,故選項(xiàng)D正確. 3.如圖3所示,兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd表面光滑,處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面,以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),欲使棒PQ停下來,下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長,棒PQ有電阻)( ) 圖3 A.在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根
4、同樣的金屬棒 B.在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比棒PQ大的金屬棒 C.將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來 D.在導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接一個(gè)電容器 【答案】C 【解析】在PQ棒右側(cè)放金屬棒時(shí),回路中會(huì)有感應(yīng)電流,使金屬棒加速,PQ棒減速,當(dāng)獲得共同速度時(shí),回路中感應(yīng)電流為零,兩棒都將勻速運(yùn)動(dòng),A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)一端或兩端用導(dǎo)線連接時(shí),PQ的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而最終靜止,C選項(xiàng)正確.D項(xiàng)中棒最終勻速,D錯(cuò)誤. 4.一個(gè)剛性矩形銅制線圈從高處自由下落,進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,然后穿出磁場區(qū)域繼續(xù)下落,如圖4所示,則( ) 圖4 A.若線圈進(jìn)入磁場過程是勻速運(yùn)動(dòng),則
5、離開磁場過程也是勻速運(yùn)動(dòng) B.若線圈進(jìn)入磁場過程是加速運(yùn)動(dòng),則離開磁場過程也是加速運(yùn)動(dòng) C.若線圈進(jìn)入磁場過程是減速運(yùn)動(dòng),則離開磁場過程也是減速運(yùn)動(dòng) D.若線圈進(jìn)入磁場過程是減速運(yùn)動(dòng),則離開磁場過程是加速運(yùn)動(dòng) 【答案】C 5.如圖5所示,在水平面內(nèi)固定著U形光滑金屬導(dǎo)軌,軌道間距為50 cm,金屬導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為0.1 kg,電阻為0.2 Ω,橫放在導(dǎo)軌上,電阻R的阻值是0.8 Ω(導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)).現(xiàn)加上豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T的勻強(qiáng)磁場.用水平向右的恒力F=0.1 N拉動(dòng)ab,使其從靜止開始運(yùn)動(dòng),則( ) 圖5 A.導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動(dòng)后,電阻R中的電流方向
6、是從P流向M B.導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的最大速度為10 m/s C.導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動(dòng)后,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差逐漸增加到1 V 后保持不變 D.導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動(dòng)后任一時(shí)刻,F(xiàn)的功率總等于導(dǎo)體棒ab和電阻R的發(fā)熱功率之和 【答案】B 【解析】由右手定則可判斷電阻R中的感應(yīng)電流方向是從M流向P,A錯(cuò);當(dāng)金屬導(dǎo)體棒受力平衡時(shí),其速度將達(dá)到最大值,由F=BIL,I==,代入數(shù)據(jù)解得vm=10 m/s,B對(duì);電動(dòng)勢(shì)最大值Em=1 V,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為路端電壓,最大值小于1 V,C錯(cuò);在達(dá)到最大速度以前,F(xiàn)所做的功一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,另一部分轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能,D錯(cuò). 二、雙項(xiàng)選擇題 6.如圖6
7、所示,光滑的“”形金屬導(dǎo)體框豎直放置,質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好.磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場方向相反,但均垂直于框架平面,分別處在abcd和cdef區(qū)域.現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN,當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場B1區(qū)域后,恰好做勻速運(yùn)動(dòng).以下說法中正確的是( )
圖6
A.若B2=B1,金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑
B.若B2=B1,金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑
C.若B2
8、線而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)金屬棒MN恰好做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),其重力和安培力平衡,即有=mg.金屬棒MN剛進(jìn)入B2區(qū)域時(shí),速度仍為v,若B2=B1,則仍滿足=mg,金屬棒MN仍保持勻速下滑,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;若B2 9、并接觸良好.用平行于MN向右的水平力拉動(dòng)CD,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng).拉力的功率恒為P,當(dāng)導(dǎo)體棒CD達(dá)到最大速度v0時(shí),下列判斷中正確的是( )
圖7
A.最大速度數(shù)值為v0=
B.導(dǎo)體棒上C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)
C.克服安培力的功率等于拉力的功率P
D.導(dǎo)體棒CD上產(chǎn)生的電熱功率為P
【答案】AC
【解析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律,意在考查考生綜合應(yīng)用能力.
根據(jù)右手定則可以判斷D點(diǎn)電勢(shì)低于C點(diǎn)電勢(shì),B錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒CD達(dá)到最大速度時(shí)拉力F與安培力合力為零,P=Fv0,F(xiàn)=BIL,所以P=BILv0,C正確;I=,解得v0=,A正確,整個(gè)回路中導(dǎo)體棒和電阻R上都要產(chǎn)生電熱,D 10、錯(cuò)誤.
8.如圖8甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝均勻正方形銅線框,邊長為a,在1位置以速度v0進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場并開始計(jì)時(shí),若磁場的寬度為b(b>3a),在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置速度又為v0,并開始離開勻強(qiáng)磁場.此過程中v-t圖象如圖8乙所示,則( )
甲 乙
圖8
A.t=0時(shí),線框右側(cè)邊MN間的電壓為Bav0
B.在t0時(shí)刻線框的速度為v0-
C.線框完全離開磁場的瞬間位置3速度一定比t0時(shí)刻線框的速度大
D.線框完全離開磁場的瞬間位置3速度一定比t0時(shí)刻線框的速度小
【答案】AB
【解析】t=0時(shí),MN開始切割磁感 11、線,電動(dòng)勢(shì)E=Bav0.四邊電阻相等,MN間電壓為Bav0,A正確.在t0~3t0時(shí)段,設(shè)t0時(shí)刻速度為v′.據(jù)動(dòng)量定理F·2t0=mv0-mv′,則v′=v0-,B正確.據(jù)題意分析知,3t0后的離開過程與0~t0的進(jìn)入過程完全相同,因此線框離開磁場的瞬間位置3速度與t0時(shí)刻相同,C、D均錯(cuò).
9.如圖9所示,水平放置的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌 12、運(yùn)動(dòng)距離L時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g.則此過程( )
圖9
A.桿運(yùn)動(dòng)速度的最大值為
B.流過電阻R的電荷量為
C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量
D.恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量
【答案】BD
【解析】當(dāng)桿達(dá)到最大速度vm時(shí),
F-μmg-=0,解得
vm=,A錯(cuò);由公式
q===,B對(duì);在桿從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最大速度的過程中由動(dòng)能定理有:WF+Wf+W安=ΔEk,其中Wf=-μmgL,W安=-Q,恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量 13、與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和,C錯(cuò);恒力F做的功與安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量與克服摩擦力做的功之和,D對(duì).
三、非選擇題
10.如圖10所示,電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長s=1.15 m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75 m,導(dǎo)軌傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值 R=1.5 Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上.阻值r=0.5 Ω,質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好,從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端,在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱 Q1=0.1 J.(取g=10 m/s2)求:
圖10
(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安;
(2)金屬棒下 14、滑速度v=2 m/s時(shí)的加速度a;
(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下:由動(dòng)能定理WG-W安=mv,由此所得結(jié)果是否正確?若正確,說明理由并完成本小題;若不正確,給出正確的解答.
【答案】(1)0.4 J (2)3.2 m/s2 (3)見解析
【解析】(1)下滑過程中安培力做的功即為電阻上產(chǎn)生的焦耳熱,由于R=3r,因此
QR=3Qr=0.3 J
所以W安=Q=QR+Qr=0.4 J.
(2)金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力
F安=BIL=v
由牛頓第二定律mgsin 30°-v=ma
所以a=gsin 30°-v
=[10×-] m/s2=3.2 m/s2.
15、(3)此解法正確.
金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力作用,其運(yùn)動(dòng)滿足
mgsin 30°-v=ma
上式表明,加速度隨速度增大而減小,棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng).無論最終是否達(dá)到勻速,當(dāng)棒到達(dá)斜面底端時(shí)速度一定為最大.由動(dòng)能定理可以得到棒的末速度,因此上述解法正確.
mgssin 30°-Q=mv
所以vm=
= m/s
≈2.74 m/s.
11.(xx·廣東)如圖11甲所示,在垂直于勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi),半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉(zhuǎn)動(dòng),圓心O和邊緣K通過電刷與一個(gè)電路連接.電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件.流過電流表的電流I與圓盤角速度ω的關(guān)系如圖11乙所示,其中 16、ab段和bc段均為直線,且ab段過坐標(biāo)原點(diǎn).ω>0代表圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).已知:R=3.0 Ω,B=1.0 T,r=0.2 m.忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻.
(1)根據(jù)圖乙寫出ab、bc段對(duì)應(yīng)I與ω的關(guān)系式;
(2)求出圖乙中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的P兩端的電壓Ub和Uc;
(3)分別求出ab、bc段流過P的電流IP與其兩端電壓UP的關(guān)系式.
圖11
【答案】(1)Iab=ω(A)
Ibc=0.01ω-0.05(A)
(2)0.3 V 0.9 V
(3)見解析
【解析】(1)設(shè)ab段對(duì)應(yīng)的I與ω的關(guān)系式為I=k1ω,bc段對(duì)應(yīng)的I與ω的關(guān)系式為I=k2ω+b
由乙圖可知Iab=ω(A);
Ibc=0.01ω-0.05(A).
(2)b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流Ib=0.1 A,ωb=15 rad/s
圓盤產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Eb=Br2ωb=0.3 V,即P兩端對(duì)應(yīng)的電壓Ub=0.3 V
c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流Ic=0.4 A,ωc=45 rad/s
圓盤產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Ec=Br2ωc=0.9 V,即P兩端對(duì)應(yīng)的電壓Uc=0.9 V.
(3)對(duì)應(yīng)于bc段P導(dǎo)通,流過電流表的電流
Iab=IR+I(xiàn)P
IP=,E=Br2ω
則對(duì)應(yīng)于bc段流過P的電流
IP=UP-
對(duì)應(yīng)于a點(diǎn)元件P不導(dǎo)通,則對(duì)應(yīng)于ab段流過P的電流IP=0.
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年防凍教育安全教育班會(huì)全文PPT
- 2025年寒假安全教育班會(huì)全文PPT
- 初中2025年冬季防溺水安全教育全文PPT
- 初中臘八節(jié)2024年專題PPT
- 主播直播培訓(xùn)提升人氣的方法正確的直播方式如何留住游客
- XX地區(qū)機(jī)關(guān)工委2024年度年終黨建工作總結(jié)述職匯報(bào)
- 心肺復(fù)蘇培訓(xùn)(心臟驟停的臨床表現(xiàn)與診斷)
- 我的大學(xué)生活介紹
- XX單位2024年終專題組織生活會(huì)理論學(xué)習(xí)理論學(xué)習(xí)強(qiáng)黨性凝心聚力建新功
- 2024年XX單位個(gè)人述職述廉報(bào)告
- 一文解讀2025中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議精神(使社會(huì)信心有效提振經(jīng)濟(jì)明顯回升)
- 2025職業(yè)生涯規(guī)劃報(bào)告自我評(píng)估職業(yè)探索目標(biāo)設(shè)定發(fā)展策略
- 2024年度XX縣縣委書記個(gè)人述職報(bào)告及2025年工作計(jì)劃
- 寒假計(jì)劃中學(xué)生寒假計(jì)劃安排表(規(guī)劃好寒假的每個(gè)階段)
- 中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議九大看點(diǎn)學(xué)思想強(qiáng)黨性重實(shí)踐建新功