20xx新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第九章第3單元電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用-資料下載頁(yè)
2025-01-06 14:11本頁(yè)面
【正文】 B． 1∶ 2 C． 1∶ 1 D．不能確定 圖 2 解析： 根據(jù)能量守恒可知，外力做的功等于產(chǎn)生的電能，而產(chǎn)生的電能又全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱 W a ＝ Q a ＝? BL v ?2R aLv W b ＝ Q b ＝? B 2 L v ?2R b2 Lv 由電阻定律知 R b ＝ 2 R a ，故 W a ∶ W b ＝ 1 ∶ 4 。 A 項(xiàng)正確。 答案： A 3.(2022江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)盟第一次聯(lián)考 )一質(zhì) 量為 m、電阻為 r的金屬桿 ab，以一定的 初速度 v0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向 上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成 30176。 角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻 R相連，如圖 3所示，磁場(chǎng)垂直斜面向上，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時(shí)的速度大小為 v，則金屬桿在滑行過(guò)程中 ( ) A．向上滑行的時(shí)間小于向下滑行的時(shí)間 B．在向上滑行時(shí)電阻 R上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時(shí) 電阻 R上產(chǎn)生的熱量 圖 3 C ．向上滑行時(shí)與向下滑行時(shí)通過(guò)電阻 R 的電荷量相等 D ．金屬桿從開(kāi)始上滑至返回出發(fā)點(diǎn)，電阻 R 上產(chǎn)生的熱 量為12m ( v 20－ v2) 解析：金屬桿向上滑行的加速度大于向下滑行的加速度，向上滑行的時(shí)間小于向下滑行的時(shí)間，選項(xiàng) A正確；金 屬桿在向上滑行時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流大于向下滑行時(shí)產(chǎn)生 的感應(yīng)電流，向上滑行時(shí)所受安培力大于向下滑行時(shí)所 受安培力，運(yùn)動(dòng)位移大小相同，故向上滑行時(shí)克服安培 力大于向下滑行時(shí)所受安培力，運(yùn)動(dòng)位移大小相同，故向上滑行時(shí)克服安培力做功多，即在向上滑行時(shí)電阻 R 上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時(shí)電阻 R 上產(chǎn)生的熱量，選項(xiàng) B 正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律、電流定義可得通過(guò)電阻 R 的電荷量q ＝ Δ Φ / R ，所以向上滑行時(shí)與向下滑行時(shí)通過(guò)電阻 R 的電荷量相等，選項(xiàng) C 正確；金屬桿從開(kāi)始上滑至返回出發(fā)點(diǎn)，電阻 R 和金屬桿電阻 r 上產(chǎn)生的熱量為12m ( v 20 － v2) ，電阻 R 上產(chǎn)生的熱量一定小于12m ( v 20－ v2) ，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 答案： ABC 4. (2022 錦州模擬 ) 如圖 4 所示，豎直平面 內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為 a ，總電阻為 R ( 指拉直時(shí)兩端的電阻 ) ，磁感應(yīng)強(qiáng)度 為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，在 環(huán)的最高點(diǎn) A 用鉸鏈連接長(zhǎng)度為 2 a 、電阻為R2的導(dǎo)體棒AB ， AB 由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)， B 點(diǎn)的速度為 v ，則這時(shí) AB 兩端的電壓大小為 ( ) 圖 4 A.Ba v3 B.Ba v6 C.2 Ba v3 D ． Ba v 解析： 依題意畫(huà)出導(dǎo)體棒 AB 擺至豎直 位置時(shí)的等效電路圖如圖所示。設(shè)電 源電動(dòng)勢(shì)為 E ，則 E ＝ B 2 a v2＝ Ba v ， 電路電流 I ＝ER4＋R2＝4 Ba v3 R，故此時(shí) AB 兩端的電壓，即路端電壓大小為 U AB ＝I R4＝Ba v3，正確選項(xiàng)為 A 。 答案： A 5所示，邊長(zhǎng)為 L、總電阻為 R的 正方形線框 abcd放置在光滑水平桌 面上，其 bc邊緊靠磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、 寬度為 2L、方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊緣?，F(xiàn)使線框以初速度 v0勻加速通過(guò)磁場(chǎng)，圖 6中能定性反映線框從進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流的變化的是 ( ) 圖 5 圖 6 解析： 線框以初速度 v0勻加速通過(guò)磁場(chǎng)，由 E ＝ BL v ， i＝ER知線框進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的電流應(yīng)該是均勻變化的，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流的方向，對(duì)照選項(xiàng)中各圖可知應(yīng)選 A 。 答案： A 6.(2022江蘇省蘇北四星級(jí)高中聯(lián)考 )如圖 7所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑 平行金屬導(dǎo)軌相距為 L＝ 1 m，導(dǎo)軌平 面與水平面成 θ＝ 30176。 角，上端連接 R ＝ Ω的電阻。質(zhì)量為 m＝ kg、阻值 r＝ Ω的金屬棒 ab放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，距離導(dǎo)軌最上端 d＝ 4 m，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向上。 圖 7 (1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T，將金屬棒釋放，求金屬棒勻速下滑時(shí)電阻 R兩端的電壓； (2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與時(shí)間成正比，在外力作用下 ab棒保持靜止，當(dāng) t＝ 2 s時(shí)外力恰好為零。求 ab棒的熱功率。 解析： (1) 金屬棒勻速下滑時(shí) mg sin θ －B2L2vR ＋ r＝ 0 E ＝ BL v U R ＝RR ＋ rE 解得： U R ＝ 3 V (2) 回路中的電動(dòng)勢(shì) E ＝Δ ΦΔ t＝Δ BΔ tS ＝ kLd 回路中的電流 I ＝ER ＋ r 當(dāng)外力為零時(shí)， mg sin θ － BIL ＝ 0 B ＝ kt ＝ 2 k ab 上消耗的功率 P ＝ I2r 解得 ： P ＝ W 答案： (1)3 V (2) W 7． (2022上海高考 )電阻可忽略的光滑 平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng) s＝ m，兩導(dǎo) 軌間距 L＝ m，導(dǎo)軌傾角為 30176。 ，導(dǎo)軌上端 ab接一個(gè)阻值 R＝ Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上。阻值 r＝ Ω，質(zhì)量 m＝ kg的金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，從導(dǎo)軌上端 ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱 Qr＝ J。 (取 g＝ 10 m/s2)求： 圖 8 (1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力的功 W安 ； (2)金屬棒下滑速度 v＝ 2 m/s時(shí)的加速度； (3) 為求金屬棒下滑的最大速度 v m ，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理 W 重 － W 安 ＝12m v m2， ?? 。由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說(shuō)明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答。 解析： (1)下滑過(guò)程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。 由于 R＝ 3r，因此 QR＝ 3Qr＝ J W安 ＝ Q＝ QR＋ Qr＝ J (2) 金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力 F 安 ＝ BIL ＝B2L2R ＋ rv 由牛頓第二定律 mg sin 30176。 －B2L2R ＋ rv ＝ ma 得 a ＝ g sin 30176。 －B2L2m ? R ＋ r ?v ＝ (10 12－2 2 2 ? ＋ ?)m /s2＝ 3 . 2 m / s2 (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(mǎn)足 mg sin 30176。 －B2L2R ＋ rv ＝ ma 上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。無(wú)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。 mgs sin 30176。 － Q ＝12m v m2 得 v m ＝ 2 gs sin 30176。 －2 Qm ＝ 2 10 12－2 m /s ＝ 2 . 7 4 m / s 。 答案： (1) J (2) m/s2 (3)見(jiàn)解析 章末驗(yàn)收評(píng)估見(jiàn)“階段驗(yàn)收評(píng)估（九）”
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