1、【广东专用】2014高考物理总复习 第十一章 第二单元 第3课 专题 电磁感应综合应用一、单项选择题1如图所示，两根相距为l的电阻可忽略不计，平行直导轨ab、cd水平放置b、d间连有一固定电阻R.MN为放在ab和cd上的一导体杆，其电阻也为R.整个装置处于垂直于导轨平面向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动令U表示MN两端电压的大小，则()AUBLv，流过固定电阻R的感应电流由b到dBUBLv，流过固定电阻R的感应电流由d到bCUBLv，流过固定电阻R的感应电流由b到dDUBLv，流过固定电阻R的感应电流由d到b2(2011佛山质检二)如图甲所示，一边
2、长为L的正方形导线框，匀速穿过宽2L的匀强磁场区域取它刚进入磁场的时刻为t0，则在图乙中，能正确反映线框感应电流i随时间t变化规律的是(规定线框中电流沿逆时针方向为正)()3.(2011肇庆市第二次检测)如图所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落，进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，不可能发生的情况是()A线框做加速运动，加速度agB线框做匀速运动C线框做减速运动D线框会反跳回原处4.如图所示，把导轨竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面向外导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑导轨接上电阻R，导轨和导体的电阻忽略不计当导体AC从静止开始下落后，下列说法中正确
3、的是()A在导体加速下落的过程中，机械能守恒B在导体加速下落的过程中，安培力对导体做正功C在导体加速下落的过程中，导体减少的重力势能转化为电阻的内能D在导体加速下落的过程中，导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和电阻的内能二、双项选择题5闭合电路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，关于闭合电路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是()A图的闭合电路中感应电动势恒定不变B图的闭合电路中0t1时间内的感应电动势小于t1t2时间内的感应电动势C图的闭合电路中感应电动势先变大后变小D图的闭合电路中感应电动势为零6.如图所示，虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场，用同种导线制成的正方形线框abc
4、d的边长为L(L小于磁场宽度d)，线框平面与磁场方向垂直导线框以速度v水平向右运动，当ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1；当ab边离开磁场时，ab两端的电势差为U2.则()AU1BLv BU1BLvCU2BLv DU2BLv7.(2011汕头二模)如图所示，矩形金属线圈abcd从高处自由落下，通过一有界的匀强磁场，线圈平面保持竖直并和磁场方向垂直，不计空气阻力，则()Aab边刚进入磁场时，ab边所受安培力方向竖直向上Bab边刚离开磁场时，dc边感应电流方向从d到cC线圈全部进入磁场内运动时，感应电流为零D重力所做的功等于线圈产生的总热量8(2011惠州市三模)如图甲所示，光滑导体框架ab
5、cd 水平放置，质量为m的导体棒PQ正好卡在垂直于轨道平面的4枚光滑小钉之间，与导轨良好接触回路总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示(规定磁感应强度向上为正)的匀强磁场中，则在0t时间内，关于回路内的感应电流I及小钉对PQ的弹力N，下列说法中正确的是()AI的大小和方向都在变化BI的大小和方向都不发生变化CN的大小和方向都不发生变化DN的大小发生了变化，方向也发生了变化9.(2011广州市一模)如图，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面ab棒在恒力F作用下向右运动，则()A安培力对ab棒做正功B安培
6、力对cd棒做正功Cabdca回路的磁通量先增加后减少DF做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和三、非选择题10如图，匀强磁场的磁感应强度B0.2 T，磁场宽度L3 m，一正方形金属框边长l1 m，每边电阻r0.2 ，金属框以v10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直(1)求金属框在穿过磁场的过程中产生的感应电流；(2)规定电流方向逆时针为正，画出金属框在穿过磁场的过程中感应电流的It图象 11如图(a)所示，一个电阻值为R ，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，
7、磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 . 导线的电阻不计求0t1时间内：(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)电阻R1上产生的热量12如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R3 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab，从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的vt图象如图乙所示(g取10 m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量参考答案1解析：MN两端电压是指其路
8、端电压，由于内外电阻相等，故UBLv，根据右手定则，可知MN的电流方向向上，流过固定电阻R的感应电流由b到d.答案：A2解析：根据右手定则，以线框刚进入至完全进入磁场的过程中，前一条边切割磁感线产生的感应电流方向向上，线框中电流沿逆时针方向，为正；以线框完全进入磁场至第一条刚要离开磁场的过程中，没有感应电流，以线框前一边刚离开至完全离开磁场的过程中，后一条边切割磁感线产生的感应电流方向向上，线框中电流顺时针方向，为负；而根据EBLv及IE/R可知产生的感应电流强度大小相等答案：C3解析：线框刚进入磁场时，若向上的安培力刚好等于重力，做匀速运动；向上的安培力小于重力，则做加速运动，但加速度ag；
9、若向上的安培力大于重力，则做减速运动答案：D4解析：由于有安培力对导体做负功，故机械能不守恒根据能量守恒可知D正确答案：D5解析：感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，在t图象中，磁通量的变化率等于图线的斜率的绝对值，由此可知B、C项的表述与实际相反了，错误；A、D项的表述正确答案：AD6解析：当ab边进入或离开磁场时，感应电动势为EBLv.ab两端的电势差为U1EBLv.当ab边离开磁场时，ab两端的电势差U2EBLv.答案：BC7解析：根据右手定则和左手定则分析可知，ab边刚进入磁场时，ab边所受安培力方向竖直向上；由于不明确磁场的方向，故不能确定电流的方向；当整个线圈都进入磁场内运动时磁
10、通量没有变化，故感应电流为零；根据能量守恒定律可知，重力所做的功等于线圈产生的总热量和增加的动能之和答案：AC8解析：根据法拉第电磁感应定律及闭合电路的欧姆定律可知，Ik，由乙图可知k不变，故I的大小不变；由楞次定律可知，B先向上变小而后改为向下变大，则感应电流顺时针方向不变，故B正确；根据安培力的公式可知，F安BIL，因B先向上变小而后改为向下变大，故F安先变小且向左，后变大且向右，根据力的平衡，N的大小发生了变化，方向也发生了变化，可知D正确答案：BD9解析：ab棒切割磁感线产生感应电流，而磁场对这个电流的安培力却与其运动方向相反，是阻力，做负功，而当电流通过cd棒时，磁场对cd棒产生的安
11、培力却是动力，做正功；由系统的能量守恒定律可知，F做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和，开始时ab棒比cd棒速度快，最后双方速度相同，电流为零，没有安培力，双方都保持匀速直线运动，故abdca回路的磁通量先增加后不变答案：BD10解析：金属框进入磁场区时，根据法拉第电磁感应定律，有：E1BLv2 V，根据闭合电路欧姆定律，有：I12.5 A.由右手定则判断此电流的方向沿abcda方向，即沿逆时针流动，感应电流持续的时间：t10.1 s；金属框完全在磁场中运动时：E20，I20，无电流持续的时间：t20.2 s；金属框穿出磁场区时：E3BLv2 V，I32.5 A.此电流的方向沿dcba
12、d方向，即沿顺时针流动，感应电流持续的时间：t30.1 s.(2)根据(1)作得的It图象如图所示答案：见解析11解析：(1)由图象分析可知，0t1时间内.由法拉第电磁感应定律有EnnS.而Sr.由闭合电路欧姆定律有I1.联立以上各式解得：通过电阻上R1的电流大小为I1 .由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向为从b到a.(2)电阻R1上产生的热量Q IR1t1 .答案：(1) (2)12解析：(1)由图象知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v1.0 m/s做匀速运动产生的电动势EBLv杆中的电流I杆所受安培力F安BIL由平衡条件得mgF安代入数据得B2 T.(2)电阻R产生的热量QI2Rt0.075 J.答案：(1)2 T(2)0.075 J
