高中物理 第一章 电磁感应 第五节 电磁感应规律的应用自我小测（含解析）粤教版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求电磁感应规律的应用一、单项选择题1如下图，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连接一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时（）A有感应电流通过电阻R，大小为B有感应电流通过电阻R，大小为C有感应电流通过电阻R，大小为D没有感应电流通过电阻R2如图所示，在匀强磁场中，MN和PQ是两条平行的金属导轨，ab和cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，当两棒以相同水平速度向右运动时，下列说法正确的是（）A电压表有读数，电流表有读数B电压表无读数，电流表无读数C电压表有读数，电流表无读数D电压表无读数，电流表有读数二、双项选择题3如图所示，阻值为R的金属棒AB从图示位置分别以v1、v2的水平速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到AB位置，若v1v212，则在这两个过程中（）A回路电流I1I212B产生的热量Q1Q212C通过任一截面的电荷量q1q212D外力的功率P1P2124如下图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知B，导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R0，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻，关于回路中的电流I和电功率P随时间t变化的下面四个图象中可能正确的是（）5如图所示，固定放置在同一水平面内的两根长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m（质量分布均匀）的导体杆AB垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）设杆接入电路中的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g，则此过程中，（）A杆的速度最大值为B流过电阻R的电荷量为C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量6单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动转轴垂直于磁场若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则（）A线圈中O时刻感应电动势最小B线圈中C时刻感应电动势为零C线圈中C时刻感应电动势最大D线圈从O至C时间内平均感应电动势为0.4 V三、非选择题7如图所示，线圈abcd每边长l0.20 m，线圈质量m10.10 kg，电阻R0.10 ，砝码质量m20.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为hl0.20 m砝码从某一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动求线圈做匀速运动的速度8如下图所示，两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为L0.5 m，在导轨的一端接有阻值为R0.3 的电阻，在x0一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B1 T一质量m2 kg的金属杆垂直放置在导轨上，金属杆的电阻r0.2 ，导轨电阻不计当金属杆以v04 m/s的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为P18 W，经过2 s金属杆达到最大速度求：（1）金属杆达到的最大速度vmax；（2）在这2 s时间内回路产生的热量Q；（3）当速度变为5 m/s时，金属杆的加速度a参考答案1答案：B解析：穿过闭合回路的磁通量发生变化，故产生感应电流，感应电动势为EBdv，则通过R的感应电流，故选B项2答案：B解析：两棒以相同速度向右运动时，都产生相同的电动势，由右手定则可知ab，dc；又因ad，bc，所以回路中无电流，因此电流表无示数，由于电压表本身由电流表改装而成，也无示数3答案：AB解析：感应电动势为BLv，感应电流，大小与速度成正比，产生的热量QI2Rt，B、L、L、R是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比通过任一截面的电荷量与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为11金属棒运动中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相等则外力的功率PFvBILv，其中B、L、R相同，外力的功率与速度的二次方成正比，所以外力的功率之比应为14故选项A、B正确4答案：AD解析：当导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移时，在和框架构成的等腰三角形回路中导体棒的有效切割长度L t，回路的周长s t，故感应电动势EBLv t；回路电阻R t，感应电流保持不变电功率PI2Rt5答案：BD解析：当杆达到最大速度vmax时，导体杆所受的合力为零，由Fmg0得，选项A错误；由可知，选项B正确；在杆从开始到达到最大速度的过程中，由动能定理有：WFWfW安Ek，其中Wfmgl，W安Q，恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，选项C错误；恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，选项D正确6答案：BD解析：在t图象中，斜率表示磁通量的变化率由图知，O时刻磁通量最小，但变化率最大，C时刻磁通量最大，但变化率为零，所以A、C两项错，B项对由O到C，D项对7答案：4 m/s解析：该题的研究对象为线圈，线圈在匀速上升时受到的安培力F安、绳子的拉力F和重力m1g相互平衡，即FF安m1g砝码受力也平衡：Fm2g线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流IBlv/R因此线圈受到向下的安培力F安BIl联解式得v（m2m1）gR/B2l2代入数据得v4 m/s8答案：（1）6 m/s（2）16 J（3）0.55 m/s2解析：（1）金属杆达到最大速度vmax时，外力F与安培力平衡，则FBImaxL外力的功率PFvmax根据感应电动势公式和闭合电路欧姆定律可得由可得（2）金属杆在从开始到达最大速度的过程中，根据动能定理可得WFW安又WFPt克服安培力做的功等于回路产生的电能，即W安Q由解得Q16 J（3）当v5 m/s