[高二理化生]电磁感应规律的综合应用.doc

电磁感应规律的综合应用一、单项选择题1(2011年马鞍山二中月考)如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()A.B.C. DBav2(2011年湖北黄冈中学检测)如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L0.1 m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B10 T，质量m0.1 kg、电阻为R2 的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g10 m/s2，当下落h0.8 m时，开关S闭合若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的()3竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，抛物线方程是yx2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()Amgb B.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv24(2011年铜陵一中质检)如图所示，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，则下列说法正确的是()A产生的焦耳热之比为14B产生的焦耳热之比为11C通过铜丝某截面的电量之比为14D通过铜丝某截面的电量之比为115(2010年高考大纲全国卷)如图，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 DFcFbmg1 N，故ab杆做减速直线运动，速度减小，安培力也减小，加速度越来越小，最后加速度减为零时做匀速运动，故D正确3. 解析：选D.小金属环进入或离开磁场时，磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即Qmv2mgbmgamg(ba)mv2.4. 解析：选A.根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热WaQaWbQb由电阻定律知Rb2Ra，故WaWb14，A对B错；由产生的电量Q得，QaQb12，C、D错5. 解析：选D.线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由F知，安培力和线圈的速度成正比，D正确6. 解析：选C.旋转的导体棒在磁场中切割磁感线，产生电动势，由右手定则可判断，开始时电流方向由b向a，为负方向，后来磁场方向相反，电流方向为正方向，因为只有开始的周期和第3个周期内导体棒切割磁感线7. 解析：选C.01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A、B错误；4 s5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，D错误8. 解析：选C.设“”形导轨的夹角为，经过时间t，导体棒的水平位移为xvt，导体棒切割磁感线的有效长度Lvttan ，所以回路中感应电动势EBLvBv2ttan，感应电动势与时间t成正比，A错误；相似三角形的三边长之比为定值，故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比，故感应电流大小与时间无关，B错误；导体棒匀速移动，外力F与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率PFvBILvBIv2ttan，与时间成正比，故C正确；回路产生的焦耳热QI2Rt，式中电流不变，回路电阻与t成正比，故焦耳热Q与t2成正比，D错误9. 解析：选B.A选项中，当杆达到最大速度v时，其受力情况如图所示，在水平方向受拉力F、安培力F安、滑动摩擦力Ffmg，三个力的合力为零：Fmg0，解得v；B选项中，平均电动势为E，平均电流为I，通过的电量qIt，而BSBdl，则q；C选项中，由动能定理得WFWFfW安Ek；D选项中，由前式可得WFW安EkWFfEk.本题正确选项为B.10. 解析：选C.由于导体棒在向右运动切割磁感线产生感应电流，同时受到水平向左的安培力，所以导体棒速度逐渐减小，速度减小又使得感应电动势、感应电流、安培力均减小，所以导体棒做加速度逐渐减小的变减速运动，A错误；由能量守恒可知整个运动过程中导体棒损失的动能全部转化为内能，故B错误；设开始运动时，导体棒和导轨构成的回路的面积为S，运动时间为t，则整个过程中回路中的平均感应电动势为EBS/t；平均感应电流为IE/R，则运动过程中通过A点的电荷量为QIt.联立式可得S，故C正确；导体棒在运动过程中切割磁感线的有效长度逐渐减小，当速度为v0时，产生的感应电动势小于开始运动时产生的感应电动势的一半，此时感应电流小于开始时的一半，11. 解析：(1)线框MN边在磁场中运动时，感应电动势EBlv线框中的感应电流I.(2)M、N两点间的电压UMNEBlv.(3)只有MN边在磁场中时，线框运动的时间t此过程线框中产生的焦耳热Q1I2Rt只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q2根据能量守恒定律得水平外力做的功WQ1Q2.12.解析：(1)ab对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2FN