【创新设计】(浙江专用)高考物理二轮复习 专题提升训练 第9讲 电磁感应规律的综合应用

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． 答案 AC

7．两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图4－9－25所示放置，它们有一边在水平面内，另一边与水平面的夹角为37°.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是

图4－9－25

A．ab杆所受拉力F的大小为mgtan 37° B．回路中电流为

mgsin 37°

BLC．回路中电流的总功率为mgvsin 37° D．m与v大小的关系为m＝

2Rgtan 37°

B2L2v解析 对cd杆，BILcos 37°＝mgsin 37°，对ab杆，F＝BIL，联立解出ab杆所受拉力F的大小为F＝mgtan 37°，故A对；回路中电流为I＝中电流的总功率为Fv＝mgvtan 37°，故C错；I＝，故D对．

2Rgtan 37°答案 AD

8．如图4－9－26所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中

mgtan 37°

，故B错；回路BLBLvmgtan 37°

，又I＝，故m＝2RBLB2L2v

图4－9－26

A．导线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA B．导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零

C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动

解析 根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到A点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向内，再向外，最后向内，所以导线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，选项A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，选项B正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，选项C、D错误． 答案 AB

9．如图4－9－27所示，足够长的光滑斜面上中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场，一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑，线框越过虚线进入磁场，最后又回到斜面底端，则下列说法中正确的是

( )．

图4－9－27

A．上滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热 B．上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热 C．上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平均功率 D．上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率

解析 考查电磁感应中的功能关系，本题关键是理解上滑经过磁场的末速度与下滑经过磁场的初速度相等，由切割磁感线的效果差别，得A错，B对．因过程中有能量损失，上滑平均速度大于下滑平均速度，用时t上

10．(2013·重庆卷，7)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图4－9－28所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条

WtAB两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以

恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.

图4－9－28

(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大．

(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．

解析 (1)铜条所受安培力的方向可由左手定则判断为竖直向上．由牛顿第三定律知，铜条会对磁铁有向下的压力，因此G2＞G1. (2)由题意知：F安＝G2－G1，F安＝BIL I＝

BLv RLG2－G1R v1

解得B＝ 答案 (1)向上，G2＞G1

1

(2)F安＝G2－G1，B＝

LG2－G1R v11．如图4－9－29所示，一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L，左端接有阻值R的电阻，一质量为m、长度为L的金属棒MN放置在导轨上，棒的电阻为r，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速运动，保持外力的功率P不变，经过时间t导体棒最终做匀速运动．求：

图4－9－29

(1)导体棒匀速运动时的速度是多少？ (2)t时间内回路中产生的焦耳热是多少？ 解析 (1)I＝

Blv R＋r ① ② ③ ④

F安＝BIl F＝F安 P＝Fv 由①②③④得：v＝

PR＋rPR＋r＝ 22

BlBl 12

(2)由能量守恒得：Pt＝Q＋mv

21mPR＋rQ＝Pt－mv2＝Pt－ 22

22Bl答案 (1)PR＋rmPR＋r (2)Pt－ 22

Bl2Bl12．如图4－9－30所示，一边长为a的正方形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面向里，导线框的左端通过导线接一对水平放置的金属板，两板间的距离为

d，板长l＝3d.t＝0时，磁场的磁感应强度从B0开始均匀增加，同时，在金属板的左侧

有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以v0的初速度沿两板间的中线向右射入两板间，恰好从下板的边缘射出，忽略粒子的重力作用．求：