金板学案高考物理一轮复习 第10章 第3课 电磁感应规律的综合应用练习-人教版高三全册物理试题.doc

第二单元电磁感应规律的应用
第3课电磁感应规律的综合应用

eq\a\vs4\al(考点一电磁感应中的电路问题)
1．电源和电阻．

2．电流方向．
在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电势流向高电势．
eq\a\vs4\al(考点二电磁感应中的图象问题)

图象类型(1)随时间t变化的图象，如Bt图象、Φt图象、Et图象和It图象
(2)随位移x变化的图象，如Ex图象和Ix图象问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象
(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图象)应用知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象等知识eq\a\vs4\al(考点三电磁感应现象中的动力学问题)
1．安培力的大小．
eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(安培力公式：F＝BIl,感应电动势：E＝Blv,感应电流：I＝\f(E,R)))⇒F＝eq\f(B2l2v,R)．
2．安培力的方向．
(1)先用右手定则判定感应电流的方向，再用左手定则判定安培力的方向．
(2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向相反．
eq\a\vs4\al(考点四电磁感应现象中的能量问题)
1．电磁感应现象的实质是其他形式的能和电能之间的转化．
2．感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为其他形式的能．
3．电流做功产生的热量与安培力做功相等．

1．如图所示，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里．abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合(如图)．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线可能是下图中的(B)

解析：当线圈进入磁场的过程中，由楞次定律可判断感应电流的方向为a→d→c→b→a，与规定的电流正方向相反．所以电流值为负值，当线圈出磁场的过程中，由楞次定律可判断感应电流的方向为a→b→c→d→a，与规定的电流方向相同．所以电流值为正值，又两种情况下有效切割磁感线的长度均不断增加，则感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，所以B选项正确．
2．如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中．以下说法正确的是(AC)
A．作用在金属棒上各力的合力做功为零
B．重力做的功等于系统产生的电能
C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D．金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
解析：根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和．而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对．
3．如图所示，质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.3Ω，长度l＝0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上，框架质量m2＝0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，相距0.4m的MM′、NN′导轨相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T．垂直于ab施加F＝2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1J．求该过程ab位移x的大小．
解析：(1)ab对框架的压力：F1＝m1g，
框架受水平面的支持力：FN＝m2g＋F1，
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力：F2＝μFN，
ab中的感应电动势：E＝Blv，
MN中电流：I＝eq\f(E,R1＋R2)，
MN受到的安培力：F安＝IlB，
框架开始运动时：F安＝F2，
由上述各式代入数据解得：v＝6m/s.
(2)闭合回路中产生的总热量：
Q总＝eq\f(R1＋R2,R2)Q，
由能量守恒定律，得：
Fx＝eq\f(1,2)m1v2＋Q总．
代入数据解得：x＝1.1m.
答案：(1)6m/s(2)1.1m

课时作业
一、单项选择题
1．如