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    高考物理人教版选修3-2 9.3《电磁感应定律的综合应用》课后限时作业 练习

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    高中物理人教版 (新课标)选修35 电磁感应现象的两类情况课时训练

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    这是一份高中物理人教版 (新课标)选修35 电磁感应现象的两类情况课时训练,共7页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
    一、选择题(每小题5分,共40分)
    1.如图所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计,MN以速度v向右做匀速运动.下面说法正确的是( )
    A.电容器两端的电压为零
    B.电阻两端的电压为BLv
    C.电容器所带电荷量为CBLv
    D.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为eq \f(B2L2v,R)
    2.如图所示,边长为L的正方形导线框质量为m,由距磁场H高处自由下落,其下边ab进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd刚刚穿出磁场时,速度减为ab边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,则线框穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为( )
    A.2mgL B.2mgL+mgH
    C.2mgL+mgH D.2mgL+mgH
    3.如图甲所示,abcd为用导体做成的框架,其所在平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒MN与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中,t=0时磁场方向向上,磁感应强度B的变化情况如图乙所示,MN始终静止.则在0t2时间段内,下面的分析正确的是 ( )
    A.t1时刻回路中的感应电流为零 B.t1时刻MN受到的安培力为零
    C.MN中产生的感应电流随时间均匀变化 D.MN受到的安培力随时间均匀变化
    4.如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一,磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为 ( )
    A.eq \f(1,2)E B.eq \f(1,3)E
    C.eq \f(2,3)E D.E
    【答案】 C
    5.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时,图丙中正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )
    6.如图所示,线圈内有理想边界的磁场,开关闭合,当磁感应强度均匀减小时,有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间,若线圈的匝数为n,平行板电容器的板间距离为d,粒子的质量为m,带电荷量为q,线圈面积为S,则下列判断中正确的是( )
    A.带电微粒带负电
    B.线圈内磁感应强度的变化率为
    C.当下极板向上移动时,带电微粒将向上运动
    D.当开关断开时带电微粒将做自由落体运动
    7.如图所示,等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为2L,高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以顺时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I-x)关系的是( )
    8.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时( )
    A.Uac=2UbO
    B.Uac=2Uab
    C.电容器带电量Q=
    D.若在eO间连接一个电压表,则电压表示数为零
    【答案】A
    二、非选择题(共60分)
    9.(14分)如图所示,导线全部为裸导线,半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端,电路的固定电阻为R,其余电阻不计,求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量.
    【解析】MN做切割磁感线运动,有效切割长度在不断变化,用E=BLv难以求得平均感应电动势.从另一角度看,回路中的磁通量在不断变化,利用法拉第电磁感应定律求平均感应电动势.
    从左端到右端磁通量的变化量:
    10.(15分)如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里,线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力F阻且线框不发生转动.求:
    (1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2;
    (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1;
    (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
    【答案】 (1)eq \f((mg-F阻)R,B2a2) (2)eq \r((mg)2-F\\al(2,阻))eq \f(R,B2a2)
    (3)eq \f(3,2)m[(mg)2-Feq \\al(2,阻)]eq \f(R2,B4a4)-(mg+F阻)(a+b)
    11.(14分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一半径r=10 cm、电阻R=0.01 Ω、质量m=0.02 kg的金属圆环以v0=10 m/s的速度向一足够大、磁感应强度B=0.3 T的匀强磁场滑去,当圆环刚好有一半进入磁场时圆环的加速度为a=158.4 m/s2.求此过程圆环增加的内能.
    12.(17分)如图甲所示,空间存在B=0.5 T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2 m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1 kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图象的渐近线,小型电动机在12 s末达到额定功率P=4.5 W,此后保持功率不变.除R外,其余部分电阻均不计,取g=10 m/s2.
    (1)求导体棒ab在0~12 s内的加速度大小.
    (2)求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值.
    (3)若t=17 s时导体棒ab达最大速度,且0~17 s内共发生位移100 m,试求12~17 s内R上产生的热量.

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