届高三高考物理二轮复习《电磁感应规律及其应用》专题专练.docx
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届高三高考物理二轮复习《电磁感应规律及其应用》专题专练
电磁感应规律及其应用
1．（2019·合肥模拟）如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是（ ）
A．线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．线圈中产生逆时针方向的感应电流
C．线圈中不会产生感应电流
D．线圈面积有缩小的倾向
2．（多选）（2019·郑州模拟）如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是（ ）
A．0～1s内，ab、cd导线互相排斥
B．1～2s内，ab、cd导线互相吸引
C．2～3s内，ab、cd导线互相吸引
D．3～4s内，ab、cd导线互相排斥
3．（2019·深圳模拟）某一学习小组在研究电磁感应现象时，利用一根粗细均匀的金属丝弯成导轨abcd，—ab＝3—bc.导体棒ef的电阻是bc段电阻的两倍，如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，当用平行于导轨的外力F将导体棒ef由靠近bc位置匀速向右移动时，则（ ）
A．导体棒ef两端的电压不变
B．导体棒ef中的电流变大
C．拉力F的瞬时功率变大
D．导轨abcd消耗的电功率先变大后变小
4．（2019·太原模拟）如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L，左端接电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．将质量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上．当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图乙所示．已知ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感应电流为I，ab受到的安培力大小为F安，R两端的电压为UR，R的电功率为P，则下图中正确的是（ ）
5．（多选）（2019·成都模拟）如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为0.3m2，总电阻r＝2Ω，A右侧所接电路中，电阻R1＝2Ω，R2＝6Ω，电容C＝3μF，开关S1闭合．A中有横截面积为0.2m2的区域C（图中虚线），C内有图乙所示的变化磁场，t＝0时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里．下列判断正确的是（ ）
A．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由b流向a
B．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为0.4A
C．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电流由b流向a
D．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×
10－6C
6．（多选）（2019·桂林三校联考）如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R＝0.40Ω，导轨上停放一质量m＝0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r＝0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计．整个装置处于磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示．求金属杆开始运动经t＝5.0s时（ ）
A．通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由b指向a
B．金属杆的速率为4m/s
C．外力F的瞬时功率为1W
D．0～5.0s内通过R的电荷量为5C
7．（2019·惠州模拟）如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t＝0），规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（ ）
8．（多选）（2019·德州模拟）如图甲所示，一正方形导线框ABCD置于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，则线框中的电流I和导线AB受到的安培力F随时间t变化的图象分别是（规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，逆时针方向为线框中电流的正方向，向右为安培力的正方向）（ ）
9．（2019·上饶模拟）在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v-t图象，可能正确的是（ ）
10．（2019·成都模拟）如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L＝1m，导轨左端连接一个R＝2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，试解答以下问题：
（1）若施加的水平外力恒为F＝8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？
11．（2019·怀化模拟）如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN，PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg，电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图乙中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响）．求：
（1）判断金属棒两端a、b的电势高低；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）在金属棒ab从开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量．
12．（2019·泉州模拟）如图，水平面内有一光滑金属导轨QPMN，MP边长度为d＝3m、阻值为R＝1.5Ω，且MP与PQ垂直，与MN的夹角为135°，MN、PQ边的电阻不计．将质量m＝2kg、电阻不计的足够长的直导体棒搁在导轨上，并与MP平行，棒与MN、PQ交点E、F间的距离L＝4m，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T．在外力作用下，棒由EF处以初速度v0＝3m/s向右做直线运动，运动过程中回路的电流强度始终不变．求：
（1）棒在EF处所受的安培力的功率P；
（2）棒由EF处向右移动距离2m所需的时间Δt；
（3）棒由EF处向右移动2s的过程中，外力做功W.
答案解析
1．（2019·合肥模拟）如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是（ ）
A．线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．线圈中产生逆时针方向的感应电流
C．线圈中不会产生感应电流
D．线圈面积有缩小的倾向
解析：
由于线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为零．当磁感应强度增大时，穿过线圈的磁通量仍然为零，则线圈中不会产生感应电流，故C项正确．
答案：
C
2．（多选）（2019·郑州模拟）如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是（ ）
A．0～1s内，ab、cd导线互相排斥
B．1～2s内，ab、cd导线互相吸引
C．2～3s内，ab、cd导线互相吸引
D．3～4s内，ab、cd导线互相排斥
解析：
根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的．在第1s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，故A项错误；在第2s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，根据电流的流向关系可知两导线相互吸引，故B项正确；同理可以判断C项错误，D项正确．
答案：
BD
3．（2019·深圳模拟）某一学习小组在研究电磁感应现象时，利用一根粗细均匀的金属丝弯成导轨abcd，—ab＝3—bc.导体棒ef的电阻是bc段电阻的两倍，如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，当用平行于导轨的外力F将导体棒ef由靠近bc位置匀速向右移动时，则（ ）
A．导体棒ef两端的电压不变
B．导体棒ef中的电流变大
C．拉力F的瞬时功率变大
D．导轨abcd消耗的电功率先变大后变小
解析：
设ef的电阻为r，ebcf的电阻为R，ef长为L，速度为v，磁感应强度为B，则导体棒ef产生的感应电动势为：
E＝BLv；ef两端的电压为：
U＝
E，E、r不变，R变大，可知U变大，选项A错误；ef中的电流为：
I＝
，E、r不变，R变大，I变小，选项B错误；导体棒匀速运动时拉力F的功率等于回路中的电功率，为P＝
，R增大，则P减小，选项C错误．abcd消耗的功率是电源ef的输出功率，根据条件：
—ab＝3—bc，ef的电阻是bc段电阻的两倍，可知ebcf的电阻先小于ef的电阻，再等于ef的电阻，后大于ef的电阻，所以导轨abcd消耗的电功率先增大后减小，选项D正确．
答案：
D
4．（2019·太原模拟）如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L，左端接电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．将质量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上．当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图乙所示．已知ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感应电流为I，ab受到的安培力大小为F安，R两端的电压为UR，R的电功率为P，则下图中正确的是（ ）
解析：
由题图乙可得F＝F0－kv，金属棒切割磁感线产生电动势E＝BLv，金属棒中电流I＝
，金属棒受安培力F安＝BIL，对金属棒根据牛顿第二定律：
F－F安＝ma，代入得：
F0－
v＝ma，所以金属棒做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，做匀速运动，选项A正确；F安＝
，UR＝
R，R消耗的功率P＝
，选项B、C、D错误．
答案：
A
5．（多选）（2019·成都模拟）如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为0.3m2，总电阻r＝2Ω，A右侧所接电路中，电阻R1＝2Ω，R2＝6Ω，电容C＝3μF，开关S1闭合．A中有横截面积为0.2m2的区域C（图中虚线），C内有图乙所示的变化磁场，t＝0时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里．下列判断正确的是（ ）
A．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由b流向a
B．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为0.4A
C．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电流由b流向a
D．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×
10－6C
解析：
根据楞次定律，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由a流向b，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律E＝n
S＝100×
×0.2V＝4V，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为I＝
＝
A＝0.4A，选项B正确；闭合S2、电路稳定后电容器上极板带正电，则当再断开S1，电容器放电，通过R2的电流由a流向b，选项C错误；电路稳定后电容器带电量Q＝CUR2＝3×10－6×0.4×6C＝7.2×10－6C，则电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×1
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