高考物理二轮复习 第一部分 专题五 电路和电磁感应 第2讲 电磁感应规律及其应用课时作业-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第2讲 电磁感应规律及其应用 限时规范训练一、单项选择题1如图所示，竖直放置的条形磁铁中央有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性圆环轴线重合现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法正确的是()A穿过弹性圆环的磁通量增大B从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C弹性圆环中无感应电流D弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外解析：竖直向下穿过条形磁铁内部的磁感线与磁铁外部的磁感线形成闭合曲线，故穿过弹性圆环的磁感线方向竖直向下，当将弹性圆环均匀向外扩大时，穿过弹性圆环的磁通量减小，由楞次定律知弹性圆环产生顺时针方向的电流(从上向下看)，在外部磁场的作用下，由左手定则可判断出圆环受到的安培力方向沿半径

2、向里答案：B2如图甲所示，用绝缘轻绳将一矩形线框静止悬吊在空中，线框处于竖直平面内线框正上方有一通电直导线，导线中通入方向向左、大小按图乙所示规律变化的电流，已知通入电流的过程中线框一直处于静止状态，则下列关于轻绳上的拉力的说法正确的是()A0t1时间内轻绳上的拉力一直等于线框的重力B0t1时间内轻绳上的拉力先大于线框的重力后小于线框的重力Ct0t1时间内轻绳上的拉力大于线框的重力D0t0时间内轻绳上的拉力大于线框的重力解析：0t0时间内，通电直导线中的电流减小，电流产生的磁场减弱，穿过线框的磁通量减少，根据楞次定律知线框受到向上的安培力，对线框，根据平衡条件知轻绳上的拉力小于线框的重力，选项

3、A、D错误；t0t1时间内，通电直导线中的电流增大，电流产生的磁场增强，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律知线框受到向下的安培力，对线框，根据平衡条件知轻绳上的拉力大于线框的重力，选项C正确，B错误答案：C3如图所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒两端的电势差Uba与导体棒位置x关系的图象是()解析：设导体棒从y轴开始沿x轴正方向运动的长度为x0(x02R)，则导体棒ab在磁场中的切割长度l22，感应电动势EBlv2

4、Bv，由右手定则知在左侧磁场中b端电势高于a端电势，由于右侧磁场方向变化，所以在右侧a端电势高于b端电势，再结合圆的特点可知选项A正确答案：A4.如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点当在金属细杆内通以电流为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿轨道向右由静止开始运动已知N、P为导轨上的两点，ON竖直、OP水平，且1 m，g取10 m/s2，则()A金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2B金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/sC金

5、属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2D金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析：金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F安BIL0.520.5 N0.5 N，金属细杆开始运动时的加速度大小为a10 m/s2，选项A错误；对金属细杆从M点到P点的运动过程进行分析，安培力做功W安F安()1 J，重力做功WGmg0.5 J，由动能定理得W安WGmv2，解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v m/s，选项B错误；金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为a20 m/s2，选项C错误；在P点水平方向金属细杆受到轨道水平向左的作用力F，水平向右的安培力F安，由牛顿第二

6、定律得FF安，解得F1.5 N，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N，选项D正确答案：D5.如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A运动的平均速度大小为vB下滑的位移大小为C产生的焦耳热为qBLvD受到的最大安培力大小为sin 解

7、析：由EBLv、I、F安BIL可得导体棒的速度为v时的安培力为，D错；对导体棒受力分析如图甲所示，据牛顿运动定律判断可得导体棒的运动情况如图乙所示，由图乙可知导体棒这一过程的平均速度大于v，A错；由法拉第电磁感应定律得到导体棒这一过程通过的电荷量q，因此导体棒下滑的位移s，B对；由能量关系可得这一过程产生的焦耳热Qmgsin mv2，C错答案：B二、多项选择题6(2016湖南岳阳高三二模)如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度

8、给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法正确的是()A导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左B导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压UBLv0C导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能EpmvD金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热为mv解析：导体棒和定值电阻组成闭合回路，开始运动的初始时刻，导体棒向右运动，回路面积减小，根据楞次定律可判断棒中电流方向为由a到b，所以安培力水平向左，选项A正确导体棒切割磁感线产生的感应电动势

9、EBLv0，但导体棒和定值电阻组成闭合回路，导体棒两端电压为路端电压，已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，所以路端电压UEBLv0，选项B错误导体棒向右运动的过程，安培力和弹簧弹力做功，产生的焦耳热为Q，根据功能关系有QEpmv，选项C错误导体棒最终停下来时，不再切割磁感线，没有感应电动势和感应电流，不受安培力，因导轨光滑，没有摩擦力，所以导体棒静止时，弹簧弹力为0，即弹簧恢复原长，根据功能关系，电路中产生的焦耳热为Qmv，由于rR，所以电阻R上产生的焦耳热为Qmv，选项D正确答案：AD7如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强

10、磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表现使铜盘按照图示方向以角速度匀速转动，则下列说法正确的是()AC点电势一定高于D点电势B圆盘中产生的感应电动势大小为Br2C电流表中的电流方向为由a到bD若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流解析：把铜盘看作由中心指向边缘的无数条铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，盘边缘为电源正极，中心为电源负极，C点电势低于D点电势，选项A错误；此电源对外电路供电，电流由b经电流表再从a流向铜盘，选项C错误；铜棒转动切

11、割磁感线，相当于电源，回路中感应电动势为EBrvBrrBr2，选项B正确；若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成环形电流，选项D正确答案：BD8如图所示，两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，线框一边平行于磁场边界现用外力F使线框以图示方向的速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定沿逆时针方向的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量为正，外力F向右为正，则以下关于线框

12、中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是()解析：在时间内：磁通量BSBLv(t)，均匀增大，在t时刻，BL2；之后线框进入第二个磁场，因相互抵消开始均匀减小，在t时刻，0；在时间内；反向均匀增大，在t时刻，BL2；在时间内，线框穿出第二个磁场，均匀减小，在t时刻，0，故A正确；在时间内，线框开始进入第二个磁场，前后两边同时切割磁感线，电动势方向相同，电路中总的感应电动势为2BLv，故B错误；由于线框匀速运动，外力与安培力总保持平衡，根据楞次定律可知安培力的方向总是水平向左，则外力F方向总是水平向右，即始终为正值，故C错误；当线框在一个磁场中时F安BIL，当导线框在两

13、个磁场中时F安2BIL，而电功率等于克服安培力做功的功率，即PF安v，故选项D正确答案：AD三、非选择题9如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为，N、Q两点间接有阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下将质量为m、阻值也为R的金属杆cd垂直放在导轨上，杆cd由静止释放，下滑距离x时达到最大速度重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好求：(1)杆cd下滑的最大加速度和最大速度；(2)上述过程中，杆上产生的热量解析：(1)设杆cd下滑到某位置时速度为v，则杆产生的感应电动势EBLv，回路中的感应电流I杆所受的安培力F

14、BIL根据牛顿第二定律有mgsin ma当速度v0时，杆的加速度最大，最大加速度agsin ，方向沿导轨平面向下当杆的加速度a0时，速度最大，最大速度vm，方向沿导轨平面向下(2)杆cd从开始运动到达到最大速度过程中，根据能量守恒定律得mgxsin Q总mv又Q杆Q总所以Q杆mgxsin .答案：(1)gsin ，方向沿导轨平面向下，方向沿导轨平面向下(2)mgxsin10(2016高考全国卷)如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁

15、感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计求：(1)在t0到tt0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；(2)在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小解析：(1)在金属棒越过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为ktS设在从t时刻到tt的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻

16、R的电荷量为q.由法拉第电磁感应定律有由欧姆定律有i由电流的定义有i联立式得|q|t由式得，在t0到tt0的时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|(2)当tt0时，金属棒已越过MN.由于金属棒在MN右侧做匀速运动，有fF式中，f是外加水平恒力，F是匀强磁场施加的安培力设此时回路中的电流为I，F的大小为FB0lI此时金属棒与MN之间的距离为sv0(tt0)匀强磁场穿过回路的磁通量为B0ls回路的总磁通量为t式中，仍如式所示由式得，在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量为tB0lv0(tt0)kSt在t到tt的时间间隔内，总磁通量的改变量为t(B0lv0kS)t由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为t由欧姆定律有I联立式得f(B0lv0kS)答案：(1)(2)B0lv0(tt0)kSt(B0lv0kS)