1、电磁感应规律的综合应用高考物理一轮复习课时练习第十章 电磁感应第三讲 电磁感应规律的综合应用课时跟踪练A组基础巩固1. (2018连云港模拟)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大B先增大，后减小C逐渐增大，趋于不变D先增大，再减小，最后不变解析：条形磁铁在下落过程中受到向上的排斥力，绝缘铜环内产生感应电流，导致条形磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，故其速率逐渐增大，最后趋于不变，选项C正确，选项A、B、D错误答案：C2. (2018保定模拟)如图所示，空间
2、存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴，一导线折成边长为L的正方形闭合线框abcd，线框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动，若电流以逆时针方向为正方向，则从线框开始运动到ab边刚进入到PQ右侧磁场的过程中，能反映线框中感应电流随时间变化规律的图象是()解析：由法拉第电磁感应定律知ab边运动到MN边界的过程中感应电动势E2BLv2BLat，感应电流为it，C、D错；在ab边从MN边界运动到PQ边界的过程中，产生的感应电动势为EBLvBLat，感应电流为It，即刚过MN边界时感应电动势、感应电流均减小一半，所以A错，B对答案：
3、B3. (2018日照模拟)如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)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()AUvBl BUvBlCUvBl DU2vBl解析：电路中电动势为EBlv，则MN两端电压大小URBlv，故A正确答案：A4.(多选)(2018日照第一中学检测)如图所示，足够长的金属导轨竖直放置，金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上虚线上方有
4、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小均为B.ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为，两棒总电阻为R，导轨电阻不计开始两棒静止在图示位置，当cd棒无初速度释放时，对ab棒施加竖直向上的力F，使其沿导轨向上做匀加速运动则()Aab棒中的电流方向由b到aBcd棒先做加速运动后做匀速运动Ccd棒所受摩擦力的最大值大于其重力D力F做的功等于两棒产生的电热与增加的机械能之和解析：ab棒向上运动的过程中，穿过闭合回路abdc的磁通量增大，根据楞次定律可得，ab棒中的感应电流方向为ba，故A正确；cd棒中感应电流由c到d，其所在的区域磁场向下，所受的安培力向里，cd棒所
5、受的滑动摩擦力向上，ab棒做匀加速运动，速度增大，产生的感应电流增加，cd棒所受的安培力增大，对导轨的压力增大，则滑动摩擦力增大，摩擦力先小于重力，后大于重力，所以cd棒先做加速运动后做减速运动，最后停止运动，故B错误；因安培力增加，cd棒受摩擦力的作用一直增加，会大于重力，故C正确；根据动能定理可得WFWFfW安培WGmv20，力F所做的功应等于两棒产生的电热、摩擦生热与增加的机械能之和，故D错误答案：AC5. (2018北京模拟)如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下图中的()解析
6、：根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得ES，I，线圈AB边所受安培力大小FBILBSL，由于F和不变，则B不变；力F的方向向右，根据楞次定律可知：此时通过线圈的磁通量是增加的，故磁感应强度B增大，而是减小的，故选项D正确，选项A、B、C错误答案：D6. (2018青岛模拟)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框沿四个不同方向以相同速率v匀速平移出磁场，如图所示，线框移出磁场的整个过程()A四种情况下ab两端的电势差都相同B图中流过线框的电荷量与v的大小无关C图中线框的电功率与v的大小成正比D图中磁场力对线框做的
7、功与v2成正比解析：由法拉第电磁感应定律E，闭合电路欧姆定律I，电流定义式I可得q，线框沿四个不同方向移出磁场，流过线框的电荷量与v的大小无关，选项B正确；四种情况下ab两端的电势差不相同，选项A错误；图中线框的电功率P，EBLv，P与v的二次方大小成正比，选项C错误；图中磁场力FBIL，I，EBLv，磁场力对线框做功WFL，磁场力对线框做的功与v成正比，选项D错误答案：B7. (2018济宁模拟)如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之
8、间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()AFdFcFb BFcFdFbFd DFcFbvb，当线圈在进入和离开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，受磁场力作用，其大小为：FBIlBl，因vdvb，所以FdFbFc，选项D正确答案：D8. (2018聊城模拟)如图甲是半径为a的圆形导线框，电阻为R，虚线是圆的一条弦，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场方向为正，求：(1)线框中0t0时间内的感应电流大小和方向；(2)线框中0t0时间内产生的热量
9、解析：(1)设虚线左侧的面积为S1，右侧的面积为S2，则根据法拉第电磁感应定律得：向里的变化磁场产生的感应电动势为E1S1，感应电流方向为逆时针；方向向外的变化磁场产生的感应电动势为E2S2.感应电流方向为逆时针方向；从题图乙中可以得到，.感应电流为I，方向为逆时针方向(2)根据焦耳定律可得QI2Rt0.答案：(1)逆时针方向(2) B组能力提升9(2016浙江卷)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应
10、电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31解析：当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；由法拉第电磁感应定律ES及SaSb91知，Ea9Eb，选项B正确；由R知，两线圈的电阻关系为Ra3Rb，其感应电流之比为IaIb31，选项C错误；两线圈的电功率之比为PaPbEaIaEbIb271，选项D错误答案：B10.如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L.在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B
11、.一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()解析：0L过程中，无感应电流；L2L过程中bc边切割磁场的有效长度逐渐增大，电流沿顺时针方向，大小由0均匀增大到；2L3L过程中ad和bc分别切割左右磁场，总电动势BLv不变，感应电流大小不变，电流沿逆时针方向；3L4L过程中ad边切割磁场有效长度逐渐减小，电流沿顺时针方向，大小由均匀减小到0，故选项D正确答案：D11.(多选)(2017湖南师大附中等四校联考)如图所示，AB、CD为两个平行的水平光滑金属
12、导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中；AB、CD的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻；质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端与导体棒MN中点连接，另一端均被固定；导体棒MN与导轨接触良好；开始时，弹簧均处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AC间的电阻R上产生的焦耳热为Q，则()A初始时刻导体棒MN所受的安培力大小为B从初始时刻至导体棒MN第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热大于C当导体棒MN第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能为mvQD当导体棒M
13、N再次回到初始位置时，AC间电阻R的热功率为解析：由FBIL及I，得安培力大小为FA，故A正确；由题知，导体棒MN第一次运动至最右端的过程中，AC间电阻R上产生的焦耳热为Q，回路中产生的总焦耳热为2Q，由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，MN第一次达到最左端的过程中，平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，MN克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于2QQ，故B正确；由能量守恒得知，当MN第一次达到最右端时，MN的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲、乙弹簧的弹性势能，又甲、乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为mvQ，故C正确；当MN再次回到初始位置时，速度小于v0，
14、MN产生的感应电动势小于BLv0，则AC间电阻R的热功率小于，故D错误答案：ABC12.(2018天津静海一中模拟)如图所示，左右两边分别有两根平行金属导轨相距均为L，左导轨与水平面夹角为30，右导轨与水平面夹角为60，左右导轨上端用导线连接导轨空间内存在匀强磁场，左边的导轨处在方向沿左导轨平面斜向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中右边的导轨处在垂直于右导轨平面斜向上，磁感应强度大小也为B的匀强磁场中质量均为m的导体杆ab和cd垂直导轨分别放于左右两侧导轨上，已知两导体杆与两侧导轨间动摩擦因数均为，回路电阻恒为R，若同时无初速度释放两导体杆，发现cd沿右导轨下滑s距离时，ab才开始运动(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：(1)ab刚要开始运动时cd的速度v；(2)以上过程中，回路中共产生多少焦耳热；(3)cd的最终速度为多少？解析：(1)ab刚运动时，有FNmgcos 30F安，FNmgsin 30，得F安mg，由安培力公式F安BIL，得I，由闭合电路欧姆定律I，解得E，对cd，由法拉第电磁感应定律得EBLv，解得v.(2)由动能定理得mgssin 60mgscos 60W克安mv2，而W克安Q，故：Q.(3)根据牛顿第二定律得mgsin 60mgcos 60，解得vm.答案：(1)(2) (3)
