1、【 精品教育资源文库 】 重点强化 (七 ) 电磁感应定律的综合应用 (限时： 45 分钟 ) 一、选择题 (8 小题，每小题 6 分， 1 4 为单选题， 5 8 为多选题 ) 1如图 1 所示，在一匀强磁场中有一 U 型导线框 bacd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直， R 为一电阻， ef 为垂直于 ab 的一根导体杆，它可以在 ab、 cd 上无摩擦地滑动，杆 ef 及线框中导体的电阻都可不计开始时，给 ef 一个向右的初速度，则 ( ) 【导学号： 84370461】 图 1 A ef 将减速向右运动，但不是匀减速 B ef 将匀减速向右运动，最后静止 C ef 将匀速向右运
2、动 D ef 将做往复运动 A 杆 ef 向右运动，所受安培力 F BIl Bl BlvR B2l2vR ，方向向左，故杆做减速运动； v 减小， F 减小，杆做加速度逐渐减小的减速运动， A 正确 2如图 2 所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和 2L 的两只闭合线框 a 和 b，以相同的速度从磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若外力对环做的功分别为 Wa、 Wb，则 Wa Wb为 ( ) 图 2 A 14 B 12 C 11 D不能确定 A 根据能量守恒 可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化为焦耳热，则 Wa Qa BLv2Ra Lv， Wb Q
3、bB2 Lv 2Rb 2Lv ，由电阻定律知 Rb 2Ra，故 Wa Wb 14 ， A 正确 3如图 3 所示的电路中， L 为自感线圈，其直流电阻与电阻 R 相等， C 为电容器，电源内阻【 精品教育资源文库 】 不可忽略当开关 S 由闭合变为断开瞬间，下列说法中正确的是 ( ) 图 3 A通过灯 A 的电流由 c 到 d B A 灯突然闪亮一下再熄灭 C B 灯无电流 通过，不可能变亮 D电容器立即放电 B 当开关 S 由闭合变为断开时，线圈中产生自感电动势，与灯泡 A 和电阻 R 构成闭合回路放电，由于断开开关前流过线圈的电流大于流过灯泡 A 的电流，故 A 灯突然闪亮一下再熄灭，电
4、流从 d 到 c 流过灯泡 A，故 d 点电势比 c 点高，故 A 错误， B正确；当开关 S 由闭合变为断开时，外电路的总电流减小，故内电压减小，根据闭合电路欧姆定律，电源的输出电压增加，故电容器充电，有充电电流，故 B 灯有电流通过，电流方向由 a 到 b，故 C、 D 错误故选 B. 4在水平桌面上，一个面积为 S 的圆形金属框置于匀强磁场中， 线框平面与磁场垂直，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图 4 甲所示， 0 1 s 内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为 R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强
5、磁场中，如图乙所示，若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是下图中的 (设向右的方向为静摩擦力的正方向 )( ) 甲 乙 图 4 【 精品教育资源文库 】 B 对棒受力分析，棒受的静摩擦力 f F 安 BIL， 电动势 E B tS，感应电流 I ER B t SR， 0 1 s 和 3 4 s 内的感应电流大小和方向相同，电流从下向上通过导体棒，安培力向左，静摩擦力向右，为正； 1 2 s 和 4 5 s 内，感应电流为零，导体棒不受安培力，也不受静摩擦力； 2 3 s 和 5 6 s 内，电流从上向下流过导体棒，安培力向右，静摩擦力向左，为负，大小和 0 1 s
6、内相同，所以 B 正确 5 (2018 保定模拟 )如图 5 甲所示，正三角形导线框位于圆形有界匀强磁场 中，磁场方向与导线框所在平面垂直规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度 B 随时间变化的规律如图乙所示下面说法正确的是 ( ) 甲 乙 图 5 A 0 s 1 s 时间内和 5 s 6 s 时间内，导线框中的电流方向相同 B 0 s 1 s 时间内和 1 s 3 s 时间内，导线框中的电流大小相等 C 3 s 5 s 时间内， AB 边受到的安培力沿纸面且垂直 AB 边向上 D 1 s 3 s 时间内， AB 边受到的安培力不变 AC 0 s 1 s 时间内穿过线圈的磁通 量向外增加；
7、5 s 6 s 时间内穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知导线框中的电流方向相同，选项 A 正确； Bt 图象的斜率等于磁感应强度的变化率，故 0 s 1 s 时间内和 1s 3 s 时间内，感应电动势的大小不等，感应电流不相等，选项 B 错误； 3 s 5 s 时间内，磁通量向里增加，产生的感应电流为逆时针方向，则由左手定则可知， AB 边受到的安培力沿纸面且垂直 AB 边向上，选项 C 正确； 1 s 3 s 时间内，感应电流大小不变，而磁场向外减弱，根据 F BIL 可知， AB 边受到的安培力要变化，选项 D 错误故选 A、 C. 6如图 6 所示，上下边界间距为 l、方向水平向
8、里的匀强磁场区域位于地面上方高 l 处质量为 m、边长为 l、电阻为 R 的正方形线框在距离磁场的上边界 l 处，沿水平方向抛出，【 精品教育资源文库 】 线框的下边界进入磁场时加速度为零则线框从抛出到触地的过程中 ( ) 【导学号： 84370462】 图 6 A沿水平方向的分运动始终是匀速运动 B磁场的磁感应强度为 mgR2gl3 C产生的焦耳热为 2mgl D运动时间为 2 2lg ACD 线框进入磁场后竖直的两条边以 v0水平垂直切割磁 感线，两边产生的总电动势为零，线框的电动势就是下边产生的， E Blv .由于竖直的两边中电流方向相反，安培力抵消，线框水平方向受合力为零，水平方向
9、做匀速直线运动， A 正确； E Blv Bl 2gl，电流 I ER，由 mg BIl，三式联立解得 B mgRl2 2gl， B 错误；因为线框和磁场一样宽，所以线框匀速进磁场，匀速出磁场，对线框穿过磁场的过程应用动能定理， mg2 l W 克安 0， W 克安 2mgl，而产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以 产生的焦耳热为 2mgl， C 正确； l 12gt21， t1 2lg ， 2l v t2 2glt2， t22lg ，所以总时间 t t1 t2 22lg ， D 正确 7 (2018 无锡模拟 )如图 7 所示，在电阻不计的边长为 L 的正方形金属框 abcd 的 cd 边
10、上接两个相同的电阻，平行金属板 e 和 f 通过导线与金属框相连，金属框内两虚线之间有垂直于纸面向里的磁场，同一时刻各点的磁感应强 度 B 大小相等， B 随时间 t 均匀增加，已知 B B0 kt(k 0)，磁场区域面积是金属框面积的二分之一，金属板长为 L，板间距离为 L.质量为 m，电荷量为 q 的粒子从两板中间沿中线方向以某一初速度射入，刚好从f 板右边缘射出不计粒子重力，忽略边缘效应则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 7 A金属框中感应电流方向为 abcda B粒子带正电 C.L2 kqm D粒子在 e、 f 间运动增加的动能为 14kL2q AC 根据楞次定律，原磁场向里均
11、匀增加，感应磁场向外，利用右 手螺旋定则可知，感应电流方向为 abcda， A 正确；由题知粒子受电场力向下，而电场方向向上 (由 A知， f 板电势高 )，故粒子带负电， B 错误；粒子在两板间做类平抛运动，且两板间电势差为 E2 B t12L22 kL24 ，由平抛运动规律， L v0t，L212at2， aqE2mLkqL4m ，解得v0 L2 kqm ， C 正确；粒子在 e、 f 间运动增加的动能等于电场力做的功，则 Ek q 12 E2 18kL2q， D 错误故选 A、 C. 8 (2018 武汉模拟 )如图 8 所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为 2L 的某矩形区域内 (
12、长度足够大 )，该区域的上、下边界 MN、 PS 是水平的有一边长为 L 的正方形导线框abcd 从距离磁场上边界 MN 的某高度处由静止释放穿过该磁场区域，已知当线框的 ab 边到达 PS 时线框刚好做匀速直线运动从线框的 ab 边到达 MN 时开始计时 ，以 MN 上某点为坐标原点，取如图坐标轴 x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，向上为力的正方向则关于线框中的感应电流 i 和线框所受到的安培力 F 与 ab 边的位置坐标 x 关系的图线中，可能正确的是 ( ) 图 8 【 精品教育资源文库 】 AD 由于 ab 边向下运动，由右手定则可以判断出，线框在进入磁场时，其感应电流的方向为
13、 abcd，沿逆时针方向，故在图象中，在 0 L 的这段距离内，电流是正的；线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量没有变化，故其感应电流为 0；经分析知线框在进入磁场过程和在磁场中运动过程均做加速运动，则线框的 ab 边从磁场的 下边界出来时的速度要比 cd 边刚进入磁场时的大，故 cd 边刚进磁场时，线框的感应电流要比 ab 边出磁场时的感应电流小，又感应电流的方向与 ab 边刚入磁场时相反，故 A 正确， B 错误由于 ab 边穿出磁场时速度较大，产生的感应电流较大，且电流与线框的速度成正比，即线框受到的安培力与线框的速度也成正比，故电流逐渐增大，安培力也逐渐增大在 0 L 段，由前面分析知
14、，感应电流小于 I0，因此安培力小于 mg，根据左手定则知安培力方向向上，在 L 2L 段，线框内感应电流为0，所以安培力为 0，在 2L 3L 段，线框做匀速直线运动，故受力平衡 ，即安培力等于重力，方向向上，故 C 错误， D 正确 二、计算题 (3 小题，共 52 分 ) 9 (16 分 )(2018 大连模拟 )如图 9 所示，间距为 L 的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成：倾斜部分与水平部分平滑相连，倾角为 ，在倾斜导轨顶端连接一阻值为 r 的定值电阻质量为 m、电阻也为 r 的金属杆 MN 垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为 B 的匀强磁场闭合开关 S，让金属杆 MN 从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平 导轨前，已达到最大速度，不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为 g.求： 图 9 (1)金属杆 MN 在倾斜导轨上滑行的最大速率 vm； 【 精品教育资源文库 】 (2)金属杆 MN 在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度 vm前，
