高考物理同步（人教版） 第9章第3講 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用③課后作業(yè)
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111 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1．如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)．現(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)( ) A．電容器兩端的電壓為零 B．電阻兩端的電壓為BLv C．電容器所帶電荷量為CBLv D．為保持MN勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力大小為 【解析】 當(dāng)導(dǎo)線MN勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，穩(wěn)定后，對(duì)電容器不充電也不放電，無電流產(chǎn)生，故電阻兩端沒有電壓，電容器兩板間的電壓為U＝E＝BLv，所帶電荷量Q＝CU＝CBLv，C正確；因勻速運(yùn)動(dòng)后MN所受合力為0，且此時(shí)無電流，故不受安培力即無需拉力便可做勻速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)． 【答案】 C 2．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，由距磁場(chǎng)H高處自由下落，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，線圈開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半，磁場(chǎng)的寬度也為L(zhǎng)，則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中發(fā)出的焦耳熱為( ) A．2mgL B．2mgL＋mgH C．2mgL＋mgH D．2mgL＋mgH 【解析】 設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1，剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v2＝. 線框自開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)共下落高度為2L.由題意 mv＝mgH，mv＋mg2L＝mv＋Q. 聯(lián)立各式得Q＝2mgL＋mgH.C選項(xiàng)正確． 【答案】 C 3．如圖甲所示，abcd為用導(dǎo)體做成的框架，其所在平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個(gè)裝置放于垂直框架平面的變化的磁場(chǎng)中，t=0時(shí)磁場(chǎng)方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示，MN始終靜止.則在0t2時(shí)間段內(nèi)，下面的分析正確的是 （ ） A.t1時(shí)刻回路中的感應(yīng)電流為零 B.t1時(shí)刻MN受到的安培力為零 C.MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻變化 D.MN受到的安培力隨時(shí)間均勻變化 【解析】 本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的知識(shí).分析時(shí)要首先判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量的變化率的情況,然后再結(jié)合產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和安培力公式進(jìn)行分析.由圖可知,t1時(shí)刻,磁通量的變化率不為0,所以仍然發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,回路中有感應(yīng)電流存在,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;但此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,所以MN不受安培力的作用,B選項(xiàng)正確;0t2時(shí)間內(nèi),磁通量的變化率不變,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變,感應(yīng)電流大小不變,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B是均勻變化的,由F=BIL可知,安培力隨時(shí)間均勻變化,D選項(xiàng)正確. 【答案】B、D 4.如圖所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場(chǎng)垂直穿過粗金屬環(huán)所在區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 ( ) A.E B.E C.E D．E 【答案】 C 5．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，圖丙中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是( ) 【解析】 由圖乙可知，在0～1 s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，穿過線圈的磁通量均勻增大，由楞次定律可知線圈中產(chǎn)生恒定電流，其方向與正方向一致；1～3 s內(nèi)，穿過線圈的磁通量不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0；在3～5 s內(nèi)，線圈中的磁通量均勻減小，由楞次定律可知線圈中產(chǎn)生恒定電流，其方向與正方向相反．由圖乙可知0～1 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率是3～5 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的2倍，故產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為其2倍．故A選項(xiàng)正確． 【答案】 A 6.如圖所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，開關(guān)閉合，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時(shí)，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數(shù)為n,平行板電容器的板間距離為d,粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，線圈面積為S,則下列判斷中正確的是（ ） A.帶電微粒帶負(fù)電 B.線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 C.當(dāng)下極板向上移動(dòng)時(shí)，帶電微粒將向上運(yùn)動(dòng) D.當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)帶電微粒將做自由落體運(yùn)動(dòng) 【解析】由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，由楞次定律及右手定則可知電容器下極板帶正電，帶電微粒靜止，說明其受到的電場(chǎng)力向上，故帶電微粒帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由mg=及U==可得：=,選項(xiàng)B正確；當(dāng)下極板向上移動(dòng)時(shí)，兩極板間距減小，由E=可知場(chǎng)強(qiáng)變大，則mg<,故帶電微粒將向上加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；開關(guān)斷開時(shí)，電容器兩極板間電壓不變，故帶電微粒仍靜止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】B、C 7.如圖所示，在兩平行光滑導(dǎo)體桿上，垂直放置兩導(dǎo)體ab、cd，其電阻分別為R1、R2，且R1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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