河南省安阳市洹北中学高考物理一轮复习 第十七单元 电磁感应定律的综合应用真题与模拟单元重组卷 新人教版Word文档格式.docx

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，现让ab随链条荡起来，最大偏角45°

，则下列说法正确的是（　　）

A．当ab棒自南向北经过最低点时，ab中感应电流的方向是自西向东

B．当链条与竖直方向成45°

时，回路中感应电流最大

C．当ab棒自南向北经过最低点时，安培力的方向与水平向南的方向成45°

斜向下

D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为电场能

答案　C

解析　当ab棒自南向北经过最低点时，由右手定则知电流方向自东向西，故A错误；

当链条偏南与竖直方向成45°

时，ab运动方向（沿圆轨迹的切线方向）与磁场方向平行，此时感应电流为零，最小，故B错误；

当ab棒自南向北经过最低点时，由左手定则知安培力的方向与水平向南的方向成45°

斜向下，故C正确；

在ab棒运动过程中，不断有机械能转化为电场能，故D错误。

2．[2017·

江西赣中模拟]如图所示，等离子气流（由高温、高压的等电荷量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度v0垂直射入P1和P2两极板间的匀强磁场中。

两平行长直导线ab和cd的相互作用情况为：

0～1s内排斥，1～3s内吸引，3～4s内排斥。

线圈A内有外加磁场，规定向左为线圈A内磁感应强度B的正方向，则线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象有可能是下图中的（　　）

解析　等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，电流方向由a到b,0～1s内互相排斥，则cd的电流由d到c,1～3s内互相吸引，则cd的电流由c到d，根据楞次定律知C正确，A、B、D错误。

3．[2016·

冀州模拟]如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。

当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。

已知bc边的长度为l。

下列判断正确的是（　　）

A．Ua＞Uc，金属框中无电流

B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿abca

C．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流

D．Ubc＝Bl2ω，金属框中电流方向沿acba

解析　导体棒bc、ac做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据右手定则，感应电动势的方向从b到c，或者说是从a到c，故Ua＝Ub＜Uc，磁通量一直为零，不变，故金属框中无电流，故A、B错误；

感应电动势大小E＝Bl＝Bl＝Bl2ω，由于Ub＜Uc，所以Ubc＝－Bl2ω，磁通量一直为零，不变，金属框中无电流，故C正确，D错误。

4．[2016·

宜春新余联考]如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向）（　　）

答案　A

解析　由E＝BLv可知，导体棒由b运动到ac过程中，切割磁感线有效长度L均匀增大，感应电动势E均匀增大，由欧姆定律可知，感应电流I均匀增大。

由右手定则可知，感应电流方向由M到N，由左手定则可知，导体棒所受安培力水平向左，大小不断增大，故B、C、D错误，A正确。

5.[2016·

河南八市质检]如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则（　　）

A．外力的大小为2Br

B．外力的大小为Br

C．导体杆旋转的角速度为

D．导体杆旋转的角速度为

解析　设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E＝Br2ω，I＝，根据题述回路中的电功率为P，则P＝EI；

设维持导体杆匀速转动的外力为F，则有：

P＝，v＝rω，联立解得F＝Br，ω＝，故C正确，A、B、D错误。

6．[2017·

南昌调研]如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P之间接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒bc垂直导轨放置，其他电阻不计。

整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

t＝0时对棒施加一平行于导轨向上的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电荷量q随t2的变化关系如图乙所示。

下列关于金属棒bc的加速度a、通过棒的电流I、金属棒受到的外力F、穿过回路cbPM的磁通量Φ随时间t变化的图象中不正确的是（　　）

答案　D

解析　由题意可得q＝It＝t＝t2，结合图乙可知金属棒的加速度a恒定，故A、B正确；

由牛顿第二定律可得F－mgsinθ－BIl＝ma，故有F＝at＋m（gsinθ＋a），故C正确；

由Φ＝Bl（x0＋at2）可知选项D错误。

7．[2017·

厦门检测]如图所示，水平面内有一根闭合导线（由细软导线制成）绕过两固定且光滑的小钉子A和D，以及E点处的动滑轮，一根橡皮筋两端连接动滑轮轴心和固定点O1，使各段导线保持绷紧拉直状态。

以AD为直径、半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直水平面向下的有界匀强磁场。

已知P点为半圆弧的中点，导线框的电阻为r。

现将导线上的某点C以恒定角速度ω（相对圆心O）从D点沿圆弧移动，则下列说法错误的是（　　）

A．在C点从D点沿圆弧移动到A点的过程中，导线框中感应电流的方向先为逆时针方向，后为顺时针方向

B．在C点从D点沿圆弧移动到图中∠CAD＝30°

位置的过程中，通过导线横截面的电量为

C．当C点沿圆弧移动到P点时，导线框中的感应电动势最大

D．当C点沿圆弧移动到A点时，导线框中的感应电动势最大

解析　在C点从D点运动到A点的过程中，线圈的面积先增大后减小，则线圈中的磁通量是先增大后减小，由楞次定律可知线圈中电流方向先逆时针方向后顺时针方向，故A正确；

在C点从D点运动到∠CAD＝30°

的过程中，回路中通过导体横截面的电荷量为q＝，代入数据得q＝，故B正确；

导体切割磁感线时，切割磁感线的有效速度、有效长度最大时，其产生的电动势最大，当运动到A点时，速度方向与导线垂直，且导线有效长度最大，则此时产生的电动势最大，故C错误，D正确。

8.[2016·

西安质检]如图所示，两个垂直于纸面的有界匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a。

高为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域。

以逆时针方向为电流的正方向，在下列图象中能正确描述感应电流I与线框移动距离x关系的是（　　）

答案　B

解析　在移动距离0～a内，由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向，电流为正值。

线框有效切割长度为L＝2（a－x）·

tan30°

＝（a－x），产生的感应电动势E＝BLv＝Bv（a－x），感应电流I＝E/R＝Bv（a－x），由此可知，随着x的增大，I均匀减小。

当x＝a时，I＝0。

在移动距离a～2a内，线框的AB边和AC、BC两边都切割磁感线，由楞次定律可判断出感应电流方向为顺时针方向，电流为负值，线框在两个磁场区域切割磁感线产生的感应电动势在回路中方向相同，线框有效切割长度为L＝2（2a－x）·

＝（2a－x），产生的感应电动势E＝B·

2Lv＝Bv（2a－x），感应电流I＝E/R＝Bv（2a－x），由此可知，随着x的增大，I均匀减小。

当x＝2a时，I＝0。

在移动距离2a～3a内，由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向，电流为正值，线框有效切割长度为L＝2（3a－x）tan30°

＝·

（3a－x），产生的感应电动势E＝BLv＝·

Bv（3a－x），感应电流I＝E/R＝Bv（3a－x），由此可知，随着x的增大，I均匀减小。

当x＝3a时，I＝0。

综上可知，正确描述感应电流I随线框移动距离x变化的关系的图象为图B。

9．[2016·

四川高考]如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。

质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。

金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有（　　）

答案　BC

解析　设某时刻金属棒的速度为v，FA＝BIl，I＝得FA＝，根据牛顿第二定律F－FA＝ma，即F0＋kv－＝ma，即F0＋v＝ma，如果k>

，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的vt图象的切线斜率越来越大，由于FA＝，FAt图象的切线斜率也越来越大，感应电流、电阻两端的电压及感应电流的功率也会随时间变化得越来越快，B项正确；

如果k＝，则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；

如果k<

，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C项正确。

10．[2016·

贵州三校联考]如图所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R，C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1＝b＋kt（k>

0）变化，C2中磁场的磁感应强度恒为B2，一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止。

则（　　）

A．通过金属杆的电流大小为

B．通过金属杆的电流方向为从B到A

C．定值电阻的阻值为R＝－r

D．整个电路的热功率P＝

答案　BCD

解析　根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得：

mg＝B2I·

2a，通过金属杆的电流大小为I＝，故A错误；

由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向为从B到A，故B正确；

根据区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1＝b＋kt（k>

0）变化，可知＝k，C1中磁场变化产生的感应电动势E＝πa2＝kπa2，由闭合电路欧姆定律，E＝I（r＋R），联立解得定值电阻的阻值为R＝－r，故C正确；

整个电路的热功率P＝EI＝kπa2·

＝，故D正确。

11．[2017·

江西高安模拟]在光滑水平面上，有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，如图甲所示。

测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示，则下列说法错误的是（　　）

A．线框受到的水平外力一定是恒定的

B．线框边长与磁场宽度的比为3∶8

C．出磁场的时间是进入磁场时的一半

D．出磁场的过程中水平外力做的功与进入磁场的过程中水平外力做的功相等

答案　ACD

解析　由题图乙可知，进磁场和出磁场时电流随时间增大，根据牛顿第二定律F－F安＝ma，得F＝F安＋ma，又F安＝BiL，所以线框受到的水平外力是