高考物理一轮复习 课后限时集训29 电磁感应定律的综合应用(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、课后限时集训(二十九) 电磁感应定律的综合应用(建议用时:40分钟)基础对点练题组一:电磁感应中的电路问题1如图甲所示为n50匝的圆形线圈M,它的两端点C、D与内阻很大的电压表相连,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则C、D两点的电势高低与电压表的读数为()甲乙ACD,20 VBCD,10 VCCD,20 VDCD;En50 V10 V,因而电压表的读数为10 V。电压表测量的是电源的电动势,即感生电动势,故选项B正确。2如图所示,由均匀导线制成的半径为R的圆环,以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(aOb90)a、b两点恰到磁场边界时,a、b两点的电势差为()
2、ABRvBBRvCBRv DBRvD设整个圆环电阻是r,其外电阻是圆环总电阻的,即磁场外的部分,而在磁场内切割磁感线的有效长度是R,其相当于电源,EBRv,根据欧姆定律可得UEBRv,选项D正确。题组二:电磁感应中的图象问题3.(多选)(2019广西模拟)图示有三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,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,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值,外力F向右为正。则
3、以下能反映线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的规律图象的是()ABCDABD当线框开始进入磁场时,磁通量开始增加,当全部进入时达最大;此后向里的磁通量增加,总磁通量减小且变化率为之前2倍;当运动到1.5L时,磁通量最小,当运动到2L时磁通量变为向里的最大,故A项正确;当线框进入第一个磁场时,由EBLv可知,E保持不变,感应电动势为正;而开始进入第二个磁场时,两端同时切割磁感线,电动势为2BLv,为正,故B项正确;因安培力总是与运动方向相反,故拉力应一直向右,故C项错误;拉力的功率PFv,因速度不变,而当线框在第一个磁场时,电流为定值,拉力也为定值;两边分别在两个磁场中时
4、,F安2BL4,因此安培力变为原来的4倍,则拉力的功率变为原来的4倍,故D项正确。4(多选)空间内存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场区域的横截面为等腰直角三角形,底边水平,其斜边长度为L。一正方形导体框边长也为L,开始时正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合,如图所示。从图示位置开始计时,正方形导体框以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场。若导体框中的感应电流为i,a、b两点间的电压为uab,感应电流取逆时针方向为正,则在导体框穿越磁场的过程中,下列i、uab随时间的变化规律正确的是()A BCDAD由楞次定律可以判断出导体框进磁场时电流方向为逆时针,出磁场时电流方向为顺时针,由EBl
5、v可得i,进、出磁场时导体框切割磁感线的有效长度l均由大变小,所以电流也是从大变小,选项A正确,B错误;进磁场时ab为电源,uab0且uab由Blv增大至零,出磁场时ab不是电源,电流从b到a,uab0且uab由增大至零,选项C错误,D正确。题组三:电磁感应中的动力学能量问题5(多选)(2019泰安模拟)如图所示,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均与磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距。若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可
6、能()A始终减小B始终不变C始终增加D先减小后增加CD导线框开始做自由落体运动,ab边以一定的速度进入磁场,ab边切割磁场产生感应电流,根据左手定则可知ab边受到向上的安培力,当安培力大于重力时,线框做减速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先减速运动后加速运动,A项错误,D项正确;当ab边进入磁场后安培力等于重力时,线框做匀速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先匀速运动后加速运动,B项错误;当ab边进入磁场后安培力小于重力时,线框做加速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速度增大的
7、加速运动,C项正确。6(多选)(2019惠州模拟)如图所示,在磁感应强度B1.0 T的匀强磁场中,质量m1 kg的金属杆PQ在水平向右的外力F作用下沿着粗糙U形导轨以速度v2 m/s向右匀速滑动,U形导轨固定在水平面上,两导轨间距离l1.0 m,金属杆PQ与U形导轨之间的动摩擦因数0.3,定值电阻阻值R3.0 ,金属杆的电阻r1.0 ,导轨电阻忽略不计,取重力加速度g10 m/s2,则下列说法正确的是()A通过R的感应电流的方向为由d到aB金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 VC金属杆PQ受到的外力F的大小为2.5 ND外力F做功的数值大于电路上产生的焦耳热BD根据右手定则可判
8、断出金属杆PQ切割磁感线产生的感应电流的方向为从Q到P,通过R的感应电流的方向为由a到d,选项A错误;根据法拉第电磁感应定律,金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为EBlv1.01.02 V2.0 V,选项B正确;根据闭合电路欧姆定律,金属杆PQ中的电流大小I0.5 A,金属杆PQ受到的安培力F安BIl1.00.51.0 N0.5 N,方向与速度方向相反,金属杆PQ与U形导轨之间的摩擦力fmg0.3110 N3 N,又金属杆PQ做匀速运动,则金属杆PQ受到的外力F的大小为FF安f0.5 N3 N3.5 N,选项C错误;根据功能关系,外力F做功的数值等于金属杆克服摩擦力做的功与电路上产生的
9、焦耳热之和,即外力F做功的数值大于电路上产生的焦耳热,选项D正确。7(多选)(2019湛江模拟)竖直放置的平行光滑导轨,其电阻不计,磁场方向如图所示。磁感应强度B0.5 T,导体ab及cd长均为0.2 m,电阻均为0.1 ,重均为0.1 N,现用竖直向上的力推导体ab,使之匀速上升(与导轨接触良好),此时释放cd,cd恰好静止不动,那么ab上升时,下列说法正确的是()Aab受到的推力大小为0.2 NBab向上的速度为2 m/sC在2 s内,推力做功转化的电能是0.8 JD在2 s内,推力做功为0.6 JAB导体棒ab匀速上升,受力平衡,cd棒静止,受力也平衡,对于两棒组成的整体,合外力为零,根
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