2020高考物理 月刊專版 專題09 交變電流和電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用專題測試題

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1、交變電流和電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用專題測試題 1.如圖所示，MN、PQ為兩平行金屬導(dǎo)軌，M、P間連有一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，圖中磁場垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動(dòng)，速度為v，與導(dǎo)軌接觸良好，圓環(huán)的直徑d與兩導(dǎo)軌間的距離相等.設(shè)金屬環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均可忽略，當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) A.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為 B.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為 C.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為 D.沒有感應(yīng)電流通過電阻R 2.在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場中，有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、e f，其寬度

2、為1 m，其下端與電動(dòng)勢為12 V、內(nèi)電阻為1 Ω的電源相接，質(zhì)量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)，如圖所示，除電源內(nèi)阻外，其他一切電阻不計(jì)，g=10 m/s2，從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中 A.電源所做的功等于金屬棒重力勢能的增加 B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱 C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為20 m/s D.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度大小是2 A 3.兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì).斜面處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上.質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂

3、直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度.如圖所示，在這過程中 A.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零 B.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和 C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零 D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱 4.如圖所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)、外，磁場方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.一半徑為b，電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合.在內(nèi)、外磁場同時(shí)由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線截面的電量Q=_________. 5.兩根相距d=0.20

4、m的平行金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20 T，導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形閉合回路.每條金屬細(xì)桿的電阻為r=0.25 Ω，回路中其余部分的電阻可不計(jì)，已知兩金屬細(xì)桿在平行導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0 m/s，如圖所示，不計(jì)導(dǎo)軌上的摩擦. （1）求作用于每條金屬細(xì)桿的拉力的大小. （2）求兩金屬細(xì)桿在間距增加0.40 m的滑動(dòng)過程中共產(chǎn)生的熱量. 6.（1999年上海）如圖所示，長為L、電阻r=0.3 Ω、質(zhì)量m=0.1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間

5、距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R=0.5 Ω的電阻，量程為0～3.0 A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1.0 V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面.現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移.當(dāng)金屬棒以v=2 m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏.問： （1）此滿偏的電表是什么表?說明理由. （2）拉動(dòng)金屬棒的外力F多大? （3）此時(shí)撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上.求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過程中通過電阻R的電量. 7.如圖所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，其間距

6、為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端.求： （1）EF棒下滑過程中的最大速度. （2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)）? 8.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場中放一個(gè)半徑r0=50 cm的圓形導(dǎo)軌，上面擱有互相垂

7、直的兩根導(dǎo)體棒，一起以角速度ω=103 rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).圓導(dǎo)軌邊緣和兩棒中央通過電刷與外電路連接，若每根導(dǎo)體棒的有效電阻為R0=0.8 Ω，外接電阻R=3.9 Ω，如所示，求： （1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢. （2）當(dāng)電鍵S接通和斷開時(shí)兩電表示數(shù)（假定RV→∞，RA→0）. 參考答案 7.（1）如圖所示，當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F安=BIl=B 根據(jù)牛頓第二定律：a= ① 所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)到最大值vm. 由①式中a=0有：Mgsinθ-B2l2vm/R=0 ② vm= （2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速. 設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律： Fs-ΔE=Mvm2 ③ R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω. 由全電路歐姆定律得電流強(qiáng)度（即電流表示數(shù)）為 I= A=12.5 A. 此時(shí)電壓表示數(shù)即路端電壓為 U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)） 或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V