高考物理一轮复习 高频考点强化练(七)电磁感应的综合应用(含解析)鲁科版-鲁科版高三全册物理试题.doc
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1、电磁感应的综合应用(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分,14题为单选题,58题为多选题)1.如图所示,边长为2L、电阻为R的正方形导线框abcd在纸面内以速度v水平向右匀速穿过一宽为L、磁感应强度为B的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。刚开始时线框的右边ab刚好与磁场的左边界重合,规定水平向右为右边ab受到安培力的正方向。能正确反映右边ab受到的安培力随运动距离x变化的图象是图中的()【解析】选C。线框的位移在0L内时,ab边切割磁感线产生的感应电动势为E=B2Lv,感应电流I=,ab边所受的安培力大小为F=BI2L=,由楞次定律知,ab边受到的安培力方向向左
2、,为负值。线框的位移大于L后,位移在L2L内线框中磁通量不变,不产生感应电流,ab边不受安培力;位移在2L3L内,ab边在磁场之外,不受安培力,选项C正确。2.如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab电阻为r并与导轨接触良好。整个装置处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现给ab杆一个瞬时冲量,使它获得水平向右的初速度v0。下列图象中,关于ab杆的速度v、通过电阻R中的电流i、电阻R的电功率P、通过MPabM的磁通量随时间变化的规律,可能正确的是()【解析】选B。ab杆获得水平向右的初速
3、度v0后切割磁感线,产生感应电流,受到水平向左的安培力而做减速运动,根据安培力的表达式F=,知安培力随着速度的减小而减小,加速度也减小,v-t图象的斜率逐渐减小,因此v-t图象应为曲线,选项A错误;根据i=知i随着v的减小而减小,v-t图象切线的斜率减小,则i-t图象切线的斜率也减小,选项B正确;根据P=i2R知,i减小,P也减小,选项C错误;根据=BS知,ab杆向右运动时,磁通量不断增大,选项D错误。3.将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,回路的圆环区域内有垂直于纸面的磁场,以向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化
4、的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是图中的()【解析】选B。0时间内,根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得,回路的圆环形区域产生大小恒定、沿顺时针方向的感应电流,根据左手定则,ab边在匀强磁场中受到水平向左的恒定的安培力;同理,T时间内,ab边在匀强磁场中受到水平向右的恒定的安培力,故B正确。4.如图所示,水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好。现给铜棒a一个平行
5、导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是()A.回路中的最大电流为B.铜棒b的最大加速度为C.铜棒b获得的最大速度为D.回路中产生的总焦耳热为【解析】选B。给铜棒a一个平行导轨的瞬时冲量I,此时铜棒a的速度最大,产生的感应电动势最大,回路中电流最大,每个棒受到的安培力最大,其加速度最大,I=mv0,v0=,铜棒a产生的电动势E=BLv0,回路电流I0=,选项A错误;此时铜棒b受到安培力F=BI0L,其加速度a=,选项B正确;此后铜棒a做变减速运动,铜棒b做变加速运动,当二者达到共同速度时,铜棒b速度最大,据动量守恒,mv0=2mv,铜棒b最大速度v=,选项C错误;回路中产生的焦耳
6、热Q=m-2mv2=,选项D错误。5.图甲为手机及无线充电板,图乙为充电原理示意图。充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。为方便研究,现将问题做如下简化:设受电线圈的匝数为n,面积为S,总电阻(含所接元件)为R,若在t1到t2时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度由B1增加到B2。下列说法正确的是()A.在t1到t2时间内,c点的电势高于d点的电势B.在t1到t2时间内,受电线圈通过的电量为C.若只增加送电线圈匝数,可使c、d之间的电压减小D.受电线圈中的电流大小与交流电
7、的频率有关【解析】选B、C。根据楞次定律可知,受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针,受电线圈中感应电流方向由c到d,所以c点的电势低于d点的电势,故A错误;根据法拉第电磁感应定律可得:=n=nS=S,根据欧姆定律可得:=,通过的电荷量为:q=(t2-t1),联立可得:q=S,故B正确;若只增加送电线圈匝数,相当于增大变压器的原线圈匝数,所以c、d之间的电压减小,故C正确;受电线圈是通过电磁感应获得能量的,所以受电线圈中的电流大小与交流电的频率无关,故D错误。所以B、C正确,A、D错误。6.如图所示,两水平放置的平行金属导轨AB和CD相距0.5 m,AC间接阻值为1 的电阻,导体棒MN到A
8、C的距离为0.4 m,整个装置放在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中,导体棒MN垂直放在导轨上,导轨和导体棒MN的电阻可忽略不计,则下列说法正确的是()A.若导体棒MN向右滑动,则M端电势高B.若匀强磁场的磁感应强度大小为0.2 T,导体棒MN以5 m/s的速度水平向右匀速滑动时,则其所受水平外力的大小是0.25 NC.若导体棒MN固定,图中磁场的磁感应强度随时间均匀增大,则导体棒中有N到M的电流D.若导体棒MN固定,磁场的磁感应强度随时间变化的规律为B=(5+0.5t)T,则通过导体棒的电流为0.125 A【解析】选A、C。棒向右切割磁感线,产生动生电动势,由右手定则知电流方向为N到M,而此方向
9、为等效电源内部的电流流向,故M点为电源正极电势高,选项A正确;动生电动势大小由E=BLv=0.20.55 V=0.5 V,而匀速运动时外力和安培力相等,故有F外=F安=BL=0.05 N,选项B错误;磁感应强度随时间均匀增大,产生感生电动势,由楞次定律可知电流方向为N到M,选项C正确;感生电动势大小为E=n=Ld=0.50.50.4=0.1 V,故由欧姆定律可知I=0.1 A,选项D错误。7.(2020大连模拟)有一变化的匀强磁场垂直于如图甲所示的圆形线圈平面,规定磁场垂直线圈平面向里为磁感应强度B的正方向,电流从a经R流向b为电流的正方向。现已知R中的感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示,
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