(通用版)2020版高考物理一輪復(fù)習 課時檢測(六十四)電磁感應(yīng)中的電路問題(題型研究課)(含解析).doc
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課時檢測(六十四) 電磁感應(yīng)中的電路問題 (題型研究課) 1.如圖所示,MN、PQ是間距為L的平行光滑金屬導軌,置于磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導軌所在平面向里的勻強磁場中,導軌固定不動,M、P間接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好、接入電路的電阻為的金屬導線ab垂直導軌放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動,則(不計導軌電阻)( ) A.通過電阻R的電流方向為P→R→M B.a(chǎn)、b兩點間的電壓為BLv C.a(chǎn)端電勢比b端電勢高 D.外力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 解析:選C 由右手定則可知通過電阻R的電流方向為M→R→P,A錯誤;金屬導線ab相當于電源,電源內(nèi)部電流從電勢低的一端流向電勢高的一端,所以a端電勢高于b端電勢,C正確;由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,E=BLv,由閉合電路歐姆定律得a、b兩點間的電壓為Uab=R=BLv,B錯誤;由于金屬導線ab做勻速直線運動,外力F做的功等于克服安培力做的功,等于整個電路產(chǎn)生的焦耳熱,并非電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱,D錯誤。 2.(2019河南靈寶月考)如圖所示,由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán),以速度v勻速進入一磁感應(yīng)強度大小為B的有界勻強磁場,邊界如圖中虛線所示。當圓環(huán)運動到圖示位置(∠aOb=90)時,a、b兩點間的電勢差為( ) A.BRv B.BRv C.BRv D.BRv 解析:選D 圓環(huán)的ab段切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BRv;由歐姆定律得a、b兩點間的電勢差為Uab=E-Irab=BRv-=,選項D正確。 3. (多選)如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置,間距為l=1 m,cd間、de間、cf間分別接著阻值R=10 Ω的電阻。一阻值R=10 Ω的導體棒ab以速度v=4 m/s勻速向左運動,導體棒ab與導軌接觸良好。導軌所在平面存在磁感應(yīng)強度大小B=0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場。下列說法正確的是( ) A.導體棒ab中電流的方向為由b到a B.cd兩端的電壓為1 V C.de兩端的電壓為1 V D.fe兩端的電壓為1 V 解析:選BD 由右手定則可知導體棒ab中電流的方向為由a到b,A錯誤;導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv,導體棒ab為電源,cd間電阻R為外電路負載,de和cf間電阻中無電流,de和cf間無電壓,因此cd和fe兩端電壓相等,即U=R==1 V,B、D正確,C錯誤。 4.(2019溫州模擬)如圖所示,一足夠長的平行金屬導軌傾斜放置,傾角為37,寬度為0.5 m,電阻忽略不計,其上端接一小燈泡,電阻為1 Ω。一導體棒MN垂直于導軌放置,質(zhì)量為0.2 kg,接入電路的電阻為1 Ω,兩端與導軌接觸良好,與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。在導軌間存在著垂直于導軌平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為0.8 T。將導體棒MN由靜止釋放,運動一段時間后,小燈泡穩(wěn)定發(fā)光,此后導體棒MN的運動速度大小以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6)( ) A.2.5 m/s,1 W B.5 m/s,1 W C.7.5 m/s,9 W D.15 m/s,9 W 解析:選B 小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時,導體棒MN做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:mgsin 37=μmgcos 37+,解得v=5 m/s;導體棒MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv,電路電流I=,小燈泡消耗的功率P=I2R,解得P=1 W,故選項B正確。 5.如圖所示,導體桿OP在作用于OP中點且垂直于OP的力作用下,繞O軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強磁場中以一定的角速度轉(zhuǎn)動。磁場的磁感應(yīng)強度為B,AO間接有電阻R,導體桿和框架電阻不計,回路中的總電功率為P,則( ) A.外力的大小為2Br B.外力的大小為Br C.導體桿旋轉(zhuǎn)的角速度為 D.導體桿旋轉(zhuǎn)的角速度為 解析:選C 設(shè)導體桿轉(zhuǎn)動的角速度為ω,則導體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Br2ω,I=,根據(jù)題述回路中的總電功率為P,則P=EI;設(shè)維持導體桿勻速轉(zhuǎn)動的外力為F,則有P=,v=rω,聯(lián)立解得F=Br,ω=,選項C正確,A、B、D錯誤。 6.(2019廣東模擬)如圖所示,在一磁感應(yīng)強度B=0.5 T的勻強磁場中(磁場方向垂直紙面向上),垂直于磁場方向水平固定著兩根相距為L=0.1 m的平行金屬導軌MN和PQ,導軌電阻忽略不計,在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3 Ω的電阻。垂直兩根導軌放置一金屬棒ab,且良好接觸,其接入電路的電阻r=0.2 Ω。當金屬棒ab在水平拉力作用下以速度v=4.0 m/s向左做勻速運動時( ) A.金屬棒ab所受安培力大小為0.02 N B.N、Q間電壓為0.2 V C.a(chǎn)端電勢比b端電勢低 D.回路中感應(yīng)電流大小為1 A 解析:選A 金屬棒ab產(chǎn)生的電動勢E=BLv=0.2 V,回路中的感應(yīng)電流大小I==0.4 A,金屬棒ab所受的安培力大小F=BIL=0.02 N,A正確,D錯誤;N、Q之間的電壓U=IR=0.12 V,B錯誤;由右手定則得a端電勢較高,C錯誤。 7.(多選)有一半徑為R,電阻率為ρ,密度為d的均勻圓環(huán)落入磁感應(yīng)強度為B的徑向磁場中,圓環(huán)的截面半徑為r(r?R),如圖(a)、(b)所示。當圓環(huán)在加速下落時某一時刻的速度為v,則( ) A.此時整個圓環(huán)的電動勢E=2Bvπr B.忽略電感的影響,此時圓環(huán)中的電流I= C.此時圓環(huán)的加速度a= D.如果徑向磁場足夠長,則圓環(huán)的最大速度vm= 解析:選BD 此時整個圓環(huán)垂直切割徑向磁感線,電動勢E=2BvπR,選項A錯誤;此時圓環(huán)中的電流I==,選項B正確;對圓環(huán)根據(jù)牛頓第二定律得mg-F安=ma,F(xiàn)安=BI2πR=,m=dπr22πR,則a=g-,選項C錯誤;如果徑向磁場足夠長,當a=0時圓環(huán)的速度最大,即g-=0,解得vm=,選項D正確。 8.(多選)在如圖所示的甲、乙、丙中除導體棒ab可動外,其余部分均固定不動。甲圖中的電容器C原來不帶電,設(shè)導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略,導體棒和導軌間的摩擦不計。圖中裝置均在水平面內(nèi),且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強磁場中,導軌足夠長,今給導體棒一個向右的初速度v0,導體棒的最終運動狀態(tài)是( ) A.三種情況下,導體棒最終均靜止 B.圖甲、丙中導體棒最終將以不同的速度做勻速運動;圖乙中導體棒最終靜止 C.圖甲、丙中,導體棒最終將以相同的速度做勻速運動 D.甲、乙兩種情況下,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱一定不同 解析:選BD 題圖甲中,導體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電,當電容器極板間電壓與導體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等時,電路中沒有電流,導體棒不受安培力,其向右做勻速運動;題圖乙中,導體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,導體棒速度減小,當導體棒的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時,導體棒靜止;題圖丙中,導體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運動,速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運動,當導體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電源的電動勢相等時,電路中沒有電流,導體棒向左做勻速運動,故A、C錯誤,B正確;題圖甲中,導體棒的部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,題圖乙中,導體棒的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故有Q甲下載提示(請認真閱讀)
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