2020届高考物理一轮复习第10单元电磁感应课时作业.docx

电磁感应课时作业电磁感应现象、楞次定律时间 / 40分钟基础达标1.从奥斯特发现电流周围存在磁场后,法拉第坚信磁一定能生电.他使用如图K26-1所示的装置进行实验研究,以致经过了10年都没发现“磁生电”.主要原因是() 图K26-1A.励磁线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强B.励磁线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场C.感应线圈B的匝数较少,产生的电流很小D.励磁线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场图K26-22.人教版选修3-2改编 如图K26-2所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,在线框由左向右匀速通过直导线过程中,线框中感应电流的方向()A.先为abcd,后为dcba,再为abcdB.先为abcd,后为dcbaC.始终为dcbaD.先为dcba,后为abcd,再为dcba3.(多选)如图K26-3所示,在两根竖直放置的平行长直导线M、N中通入大小、方向均相同的恒定电流,圆形导线框在图示位置,线框和两导线在同一竖直平面(纸面)内.下列说法正确的是()图K26-3A.若线框从图示位置由静止释放,则线框做直线运动B.若线框从图示位置由静止释放,则线框做曲线运动C.若线框沿着水平方向从右向左在两导线间匀速移动,则线框中感应电流一直沿逆时针方向D.若线框沿着水平方向从右向左在两导线间匀速移动,则线框中感应电流先沿逆时针、后沿顺时针方向4.如图K26-4所示,和是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒,ab和cd导线连成一个闭合回路.当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的安培力,则由此可知()图K26-4A.d点电势高于c点电势B.是S极C.是N极D.ab棒受到向左的安培力图K26-55.(多选)如图K26-5所示,在一竖直平面内,三条平行导线串有两个电阻R1和R2,导体棒PQ与三条导线均接触良好.匀强磁场的方向垂直于纸面向里,导体棒的电阻可忽略.若导体棒向左加速运动,则()A.流经R1的电流方向向上B.流经R2的电流方向向下C.流经R1的电流方向向下D.流经R2的电流方向向上6.人教版选修3-2改编 把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个闭合回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,实验电路如图K26-6所示.关于该实验,下列说法正确的是()图K26-6A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有ab的感应电流B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有ba的感应电流C.闭合开关S后,在增大R接入电路阻值的过程中,电流表G中有ab的感应电流D.闭合开关S后,在增大R接入电路阻值的过程中,电流表G中有ba的感应电流技能提升7.2018北大附中高三4月模拟 如图K26-7所示,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电绝缘环,A为导体环.当B绕环心转动时,导体环A产生顺时针方向的电流且具有扩展趋势,则B的转动情况是()图K26-7A.顺时针加速转动B.顺时针减速转动C.逆时针加速转动D.逆时针减速转动8.(多选)2018镇江模拟 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如图K26-8所示,当固定线圈上突然通有直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去.现在固定线圈左侧同一位置先后放有用横截面积相等的铜导线和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,且电阻率铜I2,不计匀强磁场对导线ab和cd的作用,用f1和f2分别表示导线cd对ab的安培力大小和ab对cd的安培力大小.下列说法中正确的是()图K26-9A.若MN向左运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1=f2B.若MN向右运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1=f2C.若MN向左运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1f2D.若MN向右运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1f210.(多选)如图K26-10所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环.在电路接通的瞬间,下列说法正确的是()图K26-10A.从左往右看,铜环中有逆时针方向的感应电流B.从左往右看,铜环中有顺时针方向的感应电流C.铜环有收缩的趋势D.铜环有扩张的趋势挑战自我11.2018华东师大附中月考 如图K26-11所示,通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别静止在螺线管的左、右两侧.现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动,则ab和cd棒的运动情况是() 图K26-11A.ab向左运动,cd向右运动B.ab向右运动,cd向左运动C.ab、cd都向右运动D.ab、cd都保持静止12.(多选)如图K26-12所示,铁芯上有两个导线圈A和B,线圈A跟电源和开关S相连,LED(发光二极管,具有单向导电性)M和N并联后接在线圈B两端,图中所有元件均正常,则()图K26-12A.S闭合瞬间,A中有感应电动势B.S断开瞬间,A中有感应电动势C.S闭合瞬间,M亮一下,N不亮D.S断开瞬间,M和N二者均不亮课时作业(二十七)第27讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流时间 / 40分钟基础达标1.随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线.小到手表、手机,大到电脑、电动汽车,都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化.如图K27-1所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图.关于无线充电,下列说法中正确的是() 图K27-1A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电流的磁效应B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电图K27-22.金属探测器已经广泛应用于安检场所.关于金属探测器,下列说法正确的是()A.金属探测器可用于食品生产,防止细小的沙石颗粒混入食品中B.金属探测器探测地雷时,探测器的线圈中产生涡流C.金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止或相对运动探测效果相同图K27-33.如图K27-3所示,李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路.刘伟为了使李辉操作方便,用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量.测量时表针摆过了一定角度, 李辉由此确认线圈没有断路. 正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟突然惊叫起来,觉得有电击感.下列说法正确的是()A.刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大B.刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压C.刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏D.实验过程中若李辉两手分别握住红、黑表笔的金属杆,他也会受到电击4.如图K27-4所示,虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴,金属框内均匀分布有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律都满足B=kt,金属框按照图示方式处于磁场中,测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙,则下列判断正确的是()图K27-4A.I乙=2I甲,I丙=2I甲B.I乙=2I甲,I丙=0C.I乙=0,I丙=0D.I乙=I甲,I丙=I甲图K27-55.(多选)2018南宁三校联考 如图K27-5所示,线圈匝数为n,横截面积为S,电阻为r,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为k,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为r.下列说法正确的是()A.电容器下极板带正电B.电容器上极板带正电C.电容器所带电荷量为nSkC2D.电容器所带电荷量为nSkC技能提升6.(多选)用导线绕成一圆环,环内有一用同种导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图K27-6所示.把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环和线框所在平面(纸面)向里.当磁感应强度均匀减弱时()图K27-6A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针方向B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针方向C.圆环和线框中的电流大小之比为21D.圆环和线框中的电流大小之比为21图K27-77.(多选)有一半径为a且右端开小口的导体圆环和一长为2a的导体直杆,它们单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,如图K27-7所示.从圆环中心DO开始,杆的位置由确定,则()A.=0时,杆产生的感应电动势为2BavB.=时,杆产生的感应电动势为3BavC.=0时,杆受的安培力大小为2B2av(蟺+2)R0D.=时,杆受的安培力大小为8.(多选)如图K27-8所示的电路中,自感线圈L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管,L1、L2为两个小灯泡.下列说法正确的是()图K27-8A.当S闭合时,L1立即变亮,L2逐渐变亮B.当S闭合时,L1一直不亮,L2逐渐变亮C.当S由闭合断开时,L2立即熄灭D.当S由闭合断开时,L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭挑战自我9.(多选)由粗细相同、同种材料制成的A、B两线圈分别按图K27-9甲、乙两种方式放入匀强磁场中,甲、乙两图中的磁场方向均垂直于线圈平面,A、B线圈的匝数之比为21,半径之比为23,当两图中的磁场都随时间均匀变化时()图K27-9A.甲图中,A、B两线圈中电动势之比为23B.甲图中,A、B两线圈中电流之比为32C.乙图中,A、B两线圈中电动势之比为89D.乙图中,A、B两线圈中电流之比为2310.2018湖北黄冈调研 如图K27-10甲所示,一个电阻为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线的横、纵轴截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.在0至t1时间内,求:(1)通过电阻R1的电流大小和方向;(2)通过电阻R1的电荷量q和产生的热量Q.图K27-1011.如图K27-11所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B,方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.(1)当MN刚扫过金属杆时,求杆中感应电流的大小I;(2)当MN刚扫过金属杆时,求杆的加速度大小a;(3)当PQ刚要离开金属杆时,求感应电流的功率P.图K27-11专题训练(九)专题九电磁感应中的电路和图像问题时间 / 40分钟基础达标图Z9-11.(多选)2018焦作一模 如图Z9-1所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为l=1 m,cd间、de间、cf间都接有阻值R=10 的电阻.一阻值R=10 的导体棒ab以速度v=4 m/s匀速向左运动,导体棒与导轨垂直且接触良好,导轨所在平面存在磁感应强度大小B=0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场.下列说法中正确的是()A.导体棒ab中电流的方向为由b到aB.cd两端的电压为1 VC.de两端的电压为1 VD.fe两端的电压为1 V图Z9-22.如图Z9-2所示,竖直平面内有一金属环,其半径为a,总电阻为2r(金属环粗细均匀),磁感应强度大小为B0的匀强磁场垂直于环面,在环的最高点A处用铰链连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB.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,则此时A、B两端的电压为()A.13B0avB.16B0avC.23B0avD.B0av图Z9-33.如图Z9-3所示为有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度均为B=0.5 T,两边界间距s=0.1 m,一边长L=0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻为R=0.4 .现使线框以v=2 m/s的速度从位置匀速运动到位置,则能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是图Z9-4中的()图Z9-44.2018潍坊联考 两个不易发生形变的正方形导体框a、b连成如图Z9-5甲所示的回路,并固定在竖直平面(纸面)内.导体框a内固定一小圆环c,a与c在同一竖直面内,圆环c中通入如图乙所示的电流(规定逆时针方向为电流的正方向),导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中,则MN边在匀强磁场中受到的安培力()图Z9-5A.01 s内,方向向下B.13 s内,方向向下C.35 s内,先逐渐减小后逐渐增大D.第4 s末,大小为零图Z9-65.(多选)2018济宁一模 如图Z9-6所示,在水平面内有两个“V”字形光滑金属导轨,空间中存在垂直于水平面的匀强磁场,其中导轨bac固定不动.用外力F使导轨edf向右匀速运动,导轨间始终接触良好,从图示位置开始计时,回路中的电流I的大小和外力F的大小随时间的变化关系正确的是图Z9-7中的()图Z9-7技能提升6.一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图Z9-8甲所示.现有一个金属线框沿ab(abMN)方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的I-t图像如图乙所示,则线框可能是图Z9-9中的()图Z9-8图Z9-9图Z9-107.(多选)如图Z9-10所示,平面直角坐标系的第一象限和第二象限分别有垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度大小相同.现有一四分之一圆形线框OMN绕O点逆时针匀速转动,若规定顺时针方向为线框中感应电流I的正方向,从图示时刻开始计时,则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化关系正确的是图Z9-11中的()图Z9-11图Z9-128.(多选)如图Z9-12所示,一不计电阻的导体圆环半径为r,圆心在O点,过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条,辐条与圆环接触良好,将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场中,磁场边界恰与圆环直径在同一直线上.现使辐条以角速度绕O点逆时针转动,右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触,R1=R2,开关S处于闭合状态,不计其他电阻,则下列判断正确的是()A.通过R1的电流方向为从下向上B.感应电动势大小为2Br2C.理想电压表的示数为16Br2D.理想电流表的示数为9.2018苏、锡、常、镇四市模拟 一个圆形线圈共有n=10匝,其总电阻r=4.0 ,线圈与阻值R0=16 的外电阻连成闭合回路,如图Z9-13甲所示.线圈内部存在着一个边长l=0.20 m的正方形区域,其中有分布均匀但磁感应强度随时间变化的磁场,图乙显示了一个周期内磁感应强度的变化情况,周期T=1.010-2 s,磁场方向以垂直于线圈平面向外为正方向.求:(1)t=18T时刻电阻R0上的电流大小和方向; (2)0T2时间内流过电阻R0的电荷量;(3)一个周期内电阻R0上产生的热量.图Z9-13挑战自我10.在同一水平面上的光滑平行金属导轨P、Q相距l=1 m,导轨左端接有如图Z9-14所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=10 mm,定值电阻R1=R2=12 ,R3=2 ,金属棒ab的电阻r=2 ,其他电阻不计.磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间的质量m=110-14 kg、电荷量q=-110-14 C的微粒恰好静止不动.g取10 m/s2.在整个运动过程中金属棒与导轨始终保持垂直并接触良好,且速度恒定.求:(1)匀强磁场的方向;(2)ab棒两端的电压;(3)金属棒ab运动的速度大小.图Z9-14专题训练(十)A专题十 涉及电磁感应的力电综合问题时间 / 40分钟基础达标图Z10-11.(多选)2018河北定州中学模拟 如图Z10-1所示,位于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,导轨的一端与一电阻相连,具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直.现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.用E表示回路中的感应电动势,i表示回路中的感应电流,在i随时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于() A.F的功率B.安培力的功率的绝对值C.F与安培力的合力的功率 D.iE图Z10-22.如图Z10-2所示,用横截面积之比为41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的匀强磁场区域中将a和b匀速拉到磁场外,若外力对线框做的功分别为Wa、Wb,则WaWb为()A.14B.12C.11D.不能确定图Z10-33.(多选)在如图Z10-3所示的倾角为的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域,区域的磁场方向垂直于斜面向上,区域的磁场方向垂直于斜面向下,磁场宽度HP及PN均为L.一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚好越过GH进入磁场区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.重力加速度为g.下列说法中正确的是()A.当ab边刚越过JP时,导线框的加速度大小为a=gsin B.导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1v2=41C.从t1时刻到t2时刻的过程中,导线框克服安培力做的功等于重力势能的减少量D.从t1时刻到t2时刻的过程中,有+m(v12-v22)2的机械能转化为电能图Z10-44.2018辽宁实验中学月考 如图Z10-4所示,相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B.正方形金属线圈abcd边长为L(Ld),质量为m,电阻为R.将线圈在磁场上边界上方h高处由静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿过磁场(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)的过程中(重力加速度为g)()A.感应电流所做的功为mgdB.感应电流所做的功为mg(d-L)C.线圈的最小速度一定是22g(h+L-d)D.线圈的最小速度可能为mgRB2L2图Z10-55.(多选)平行光滑金属导轨竖直放置,其电阻不计,磁场方向如图Z10-5所示,磁感应强度B=0.5 T,导体棒ab及cd长均为0.2 m,电阻均为0.1 ,重均为0.1 N,均与导轨垂直.现用竖直向上的力拉导体棒ab,使其匀速上升(与导轨接触良好),此时释放cd,cd恰好静止不动,则ab上升时,下列说法正确的是()A.ab受到的拉力大小为0.2 NB.ab向上的速度为2 m/sC.在2 s内,产生的电能为0.8 JD.在2 s内,拉力做功为0.6 J技能提升6.某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪,测速原理如图Z10-6所示.在传送带一端的下方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极.电极间充满磁感应强度为B、方向垂直于传送带平面(纸面)向里、有理想边界的匀强磁场,且电极之间接有理想电压表和电阻R,传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条,其电阻均为r,传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中,且金属条与电极接触良好.当传送带以一定的速度匀速运动时,电压表的示数为U.下列说法中正确的是()图Z10-6A.传送带匀速运动的速率为UBLB.电阻R产生焦耳热的功率为U2R+rC.金属条经过磁场区域受到的安培力大小为BUdR+rD.每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为BLUdR7.如图Z10-7所示,空间分布着水平方向的匀强磁场,磁场区域的水平宽度d=0.4 m,竖直方向足够长,磁感应强度B=0.5 T.正方形导线框PQMN边长L=0.4 m,质量m=0.2 kg,电阻R=0.1 ,开始时放在光滑绝缘水平板上“”位置.现用一水平向右的恒力F=0.8 N 拉线框,使其向右穿过磁场区域,最后到达“”位置(MN边恰好出磁场).已知线框平面在运动中始终保持在竖直平面内,PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动,g取10 m/s2.求:(1)线框进入磁场前运动的距离D;(2)上述整个过程中线框内产生的焦耳热;(3)线框进入磁场过程中通过其某一截面的电荷量.图Z10-78.2018江西五校联考 如图Z10-8甲所示,两条阻值不计的足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.5 m,N、Q两端连接阻值R=2.0 的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面的夹角=30.一质量m=0.40 kg、阻值r=1.0 的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线跨过光滑的定滑轮与质量M=0.80 kg的重物相连,细线与金属导轨平行.金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示,已知在00.3 s内通过金属棒的电荷量是0.30.6 s内通过金属棒的电荷量的23,g取10 m/s2,求:(1)00.3 s内金属棒通过的位移;(2)00.6 s内金属棒产生的热量.图Z10-8挑战自我9.如图Z10-9所示,宽度为L的光滑平行金属导轨左端是半径为r1的四分之一圆弧导轨,右端是半径为r2的半圆导轨,中部是与它们相切的水平导轨.水平导轨所在的区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场.一根质量为m的金属杆a置于水平导轨上,另一根质量为M的金属杆b由静止开始从左端导轨最高点滑下,当b滑至水平导轨某位置时,a滑到右端半圆导轨最高点(b始终运动且a、b未相撞),并且a在最高点对导轨的压力大小为mg(g为重力加速度),此过程中通过a的电荷量为q.已知a、b杆的电阻分别为R1、R2,其余部分电阻不计.在b由静止释放到a运动至右端半圆导轨最高点过程中,a、b均始终与导轨垂直且接触良好,求:(1)b在水平导轨上运动时的最大加速度;(2)上述过程中系统产生的焦耳热;(3)a刚到达右端半圆导轨最低点时b的速度大小.图Z10-9专题训练(十)B专题十 涉及电磁感应的力电综合问题时间 / 40分钟基础达标图Z10-101.(多选)2018黄山模拟 如图Z10-10所示,在磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场中,金属杆PQ在外力F作用下在粗糙的平行金属导轨上以速度v=2 m/s向右匀速滑动,两导轨间距离l=1.0 m,定值电阻R=3.0 ,金属杆的电阻r=1.0 ,导轨电阻忽略不计,金属杆始终与导轨垂直且接触良好,则下列说法正确的是()A.通过R的感应电流的方向为由a到dB.金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2 VC.金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 ND.外力F做功的数值等于电路产生的焦耳热2.2018广西柳州高级中学模拟 如图Z10-11甲所示,在光滑水平面上,有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd,在水平外力的作用下,线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动,穿过匀强磁场,测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示,则()图Z10-11A.线框受到的水平外力一定是恒定的B.线框边长与磁场宽度之比为38C.出磁场的时间是进入磁场时的一半D.出磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等图Z10-123.如图Z10-12所示,间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上,导轨一端接入阻值为R的定值电阻.t=0时,质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑,t=T时,金属棒的速度恰好达到最大值vm.整个装置处于垂直于斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,金属棒及导轨的电阻不计.下列说法正确的是()A.t=T2 时,金属棒的速度大小为vm2B.0T的时间内,金属棒的机械能减少量等于电阻R上产生的焦耳热C.电阻R在0T2内产生的焦耳热小于T2T内产生的焦耳热D.金属棒在0T2内的机械能减少量大于在T2T内的机械能减少量4.2018太原五中月考 如图Z10-13甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成=30角固定,间距为L=1 m,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻,Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab,改变电阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到1vm与1R的关系如图乙所示.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取10 m/s2,则()图Z10-13A.金属杆中感应电流方向为a指向bB.金属杆所受的安培力沿轨道向下C.定值电阻的阻值为1 D.金属杆的质量为1 kg技能提升5.(多选)2018郑州模拟 用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(rR)的圆环.圆环竖直向下落入如图Z10-14所示的径向磁场中,圆环的圆心始终在N极的轴线上,圆环所在位置的磁感应强度大小均为B,圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v,忽略电感的影响,重力加速度为g,则()图Z10-14A.此时在圆环中产生了(俯视)顺时针方向的感应电流B.圆环因受到了向下的安培力而加速下落C.此时圆环的加速度a=D.如果径向磁场足够长,则圆环的最大速度vm=蟻dgB2图Z10-156.(多选)2018赣州模拟 如图Z10-15所示,abcd为一矩形金属线框,其中ab=cd=L,ab边接有定值电阻R,cd边的质量为m,其他部分的电阻和质量均不计,整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来.线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里.初始时刻,使两弹簧处于自然长度,且给线框一竖直向下的初速度v0,在cd边第一次运动至最下端的过程中,R产生的电热为Q,此过程及以后的运动过程中ab边均未进入磁场且cd边始终未离开磁场.已知重力加速度大小为g,下列说法中正确的是()A.初始时刻cd边所受的安培力大小为B2L2v0R-mgB.线框中产生的最大感应电流可能为BLv0RC.在cd边第一次到达最下端的时刻,两根弹簧具有的弹性势能总量大于12mv02-QD.在cd边反复运动过程中,R中产生的电热最多为12mv027.2018长沙长郡中学模拟 如图Z10-16所示,两根光滑金属导轨平行放置在倾角为30的斜面上,导轨宽度为L,导轨下端接有电阻R,两导轨间存在一方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,轻绳一端平行于斜面系在质量为m的金属棒上,另一端绕过定滑轮竖直悬吊质量为m0的小木块.第一次金属棒从PQ位置由静止释放,发现金属棒沿导轨下滑,第二次去掉轻绳,让金属棒从PQ位置由静止释放.已知两次下滑过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好,且在金属棒下滑至底端MN前都已经达到了平衡状态.导轨和金属棒的电阻都忽略不计,已知mm0=4,mgRB2L2=gh(h为PQ位置与MN位置的高度差,g为重力加速度).求:(1)金属棒两次运动到MN时的速度大小之比;(2)金属棒两次运动到MN过程中电阻R产生的热量之比.图Z10-168.如图Z10-17所示,两根平行的金属导轨固定在同一水平面上,磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计.导轨间的距离l=0.20 m.两根质量均为m=0.10 kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中均与导轨保持垂直且接触良好,金属杆的电阻均为R=0.50 .在t=0时刻,两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动.经过t=5.0 s,金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s2,则此时甲、乙两金属杆的速度大小各为多少?图Z10-17挑战自我9.如图Z10-18所示,足够长的平行金属轨道M、N相距L=0.5 m,且水平放置,M、N左端与半径R=0.4 m的光滑竖直半圆轨道相切连接,与轨道始终垂直且接触良好的金属棒b和c可在轨道上无摩擦地滑动,两金属棒的质量mb=mc=0.1 kg,接入电路的有效电阻Rb=Rc=1 ,轨道的电阻不计.平行水平金属轨道M、N处于磁感应强度B=1 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上,光滑竖直半圆轨道在磁场外.现使b棒以初速度v0=10 m/s开始向左运动,运动过程中b、c不相撞.g取10 m/s2.(1)求c棒的最大速度;(2)求c棒从开始至达到最大速度过程产生的焦耳热;(3)若c棒达到最大速度后沿半圆轨道上滑,求c棒到达轨道最高点时对轨道的压力的大小.图Z10-18课时作业(二十六)1.D解析 励磁线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场,穿过线圈B的磁通量不发生变化,不产生感应电流,D正确.2.D解析 通电直导线周围磁场分布如图所示,根据楞次定律和安培定则判断,选项D正确.3.AC解析 线框从图示位置释放后,先在重力作用下向下运动,穿过线框的磁通量不变,故不产生感应电流,一直只受到重力,因此线框做直线运动,A正确,B错误;线框自右向左移动时,穿过线框的磁通量先向外减小,再向里增加,根据楞次定律和安培定则可判断,线框中感应电流一直沿逆时针方向,C正确,D错误.4.B解析 cd导线受到的安培力向下,由左手定则可判断,cd导线中电流方向是由c指向d,所以c点的电势高于d点的电势,故A错误;结合A的分析可知,ab棒中的电流由b流向a,因ab棒向左运动,由右手定则可判断,ab棒所处位置磁场方向竖直向上,则是S极,是N极,故B正确,C错误;根据楞次定律可判断,ab棒受到向右的安培力,故D错误.5.AD解析 导体棒向左加速运动时,由右手定则可判断出,导体棒PQ中感应电流的方向从P到Q,PQ上半部分与R1构成闭合回路,流经R1的电流方向向上,选项A正确,选项C错误.PQ下半部分与R2构成闭合回路,流经R2的电流方向向上,选项D正确,选项B错误.6.D解析 闭合S的瞬间,穿过B的磁通量没有变化,G中无感应电流,选项A、B错误.当闭合S后,若R接入电路的阻值增大,则A中电流减小,由右手螺旋定则知,穿过B的磁通量向下且减小,由楞次定律可判断,G中电流方向为ba,故选项C错误,选项D正确.7.A解析 A中感应电流方向为顺时针,由右手螺旋定则可判断,感应电流的磁场向里,由楞次定律可知,引起感应电流的磁场可能为向外增大或向里减小,若原磁场向外,则B中电流方向应为逆时针,由于B带负电,故B应顺时针转动且转速增大,若原磁场向里,则B中电流方向应为顺时针,B应逆时针转动且转速减小,又因为导体环A具有扩展趋势,则B应顺时针转动且转速增大,A正确.8.AB解析 闭合开关S的瞬间,金属环中向左的磁通量增大,根据楞次定律可判断,从左侧看,环中产生沿顺时针方向的感应电流,A正确;由于电阻率铜铝,先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流,由安培力公式可知,铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力,B正确;若将金属环置于线圈右侧,则闭合开关S的瞬间,环将向右弹射,C错误;电池正、负极调换后,同理可以得出金属环仍能向左弹射,D错误.9.B解析 导体棒MN向左运动时,由右手定则可判断,感应电流方向为MNdcM,而ab中的电流是由a到b的,即ab、cd中电流方向相反,则两导线相互排斥,故选项A、C错误;MN向右运动时,由右手定则可判断,cd中的感应电流由c到d,而ab中的电流是由a到b的,故两导线相互吸引,根据力的作用是相互的,可知这两个力大小相等,故选项B正确,选项D错误.10.BC解析 由楞次定律可知,电路接通的瞬间,螺线管中的电流从无到有,穿过铜环的磁通量向左增大,从左往右看,铜环中产生顺时针方向的感应电流,铜环有收缩的趋势,选项A、D错误,选项B、C正确.11.A解析 由安培定则可判断,螺线管中磁感线方向向上,金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下,当滑动触头向左滑动时,螺线管中电流增大,因此磁场变强,即磁感应强度变大,回路中的磁通量增大,由楞次定律可判断,感应电流方向为acdba,由左手定则可判断,ab受到的安培力方向向左,cd受到的安培力方向向右,故ab向左运动,cd向右运动,A正确.12.ABC解析 闭合或断开开关S的瞬间,线圈A中的电流发生变化,线圈A中产生感应电动势,故A、B正确;闭合开关S的瞬间,穿过线圈A的磁通量增加,根据安培定则可判断,A中产生的磁场方向向上,同时穿过线圈B的磁通量向上增大,根据楞次定律可判断,线圈B中感应电流的磁场方向向下,根据安培定则可判断,线圈B下端的电势高,电流能通过二极管M,不能通过二极管N,故C正确;结合对选项C的分析可知,S断开瞬间,穿过线圈B的磁通量向上减小,线圈B中产生的感应电流方向与S闭合瞬间线圈B中产生的感应电流方向相反,所以此时感应电流能通过二极管N,不能通过二极管M,故D错误.课时作业(二十七)1.C解析 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应,故A错误;当给充电设备通以恒定直流电时,充电设备不会产生交变磁场,即不能正常充电,故B错误;接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同,故C正确;被充电手机内部应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连,当有交变磁场时,产生感应电动势,故D错误.2.C解析 金属探测器只能探测金属,不能用于食品生产,不能防止细小的沙石颗粒混入食品中,选项A错误;金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流,选项B错误,C正确;探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动,相对静止时无法得到探测结果,选项D错误.3.B解析 当回路断开时,电流要立即减小到零,但由于线圈的自感现象,会产生感应电动势,该自感电动势较大,所以刘伟被“电”到,即刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压,选项A错误,B正确;因多用电表的表笔已经与被测线圈脱离,则多用电表不可能被烧坏,选项C错误;实验过程中若李辉两手分别握住红、黑表笔的金属杆,则当多用电表表笔与线圈脱离后,在电表回路不会产生感应电动势,他不会受到电击,选项D错误.4.B解析 I甲=S21R=Sk2R,I乙=S1R=SkR,所以I乙=2I甲,由于丙中磁通量始终为零,故I丙=0,只有B正确.5.BC解析 磁场向右均匀增强,由楞次定律判断,电容器上极板带正电,故A错误,B正确;闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路,线圈相当于电源,电容器两极板间的电压等于路端电压,线圈产生的感应电动势E=nS=nSk,路端电压U=E2rr=E2,则电容器所带电荷量为Q=CU=nSkC2,故C正确,D错误.6.AC解析 根据楞次定律可得,当磁感应强度均匀减小时,圆环和线框内产生的感应电流的磁场方向都与原磁场方向相同,即感应电流方向都为顺时针方向,A正确,B错误;设圆环半径为a,则圆面积为S=a2,圆周长为L=2a,正方形面积为S=2a2,正方形周长为L=42a,因为磁感应强度是均匀减小的,故E=螖B路S螖t,所以圆环和正方形线框产生的感应电动势之比为EE=SS=,两者的电阻之比为RR=LL=,故电流之比为II=ERRE=22蟺=2,故C正确,D错误.7.AD解析 当=0时,杆在圆心位置,切割磁感线的有效长度等于圆环直径,杆产生的感应电动势为E=2Bav,A正确;当=时,杆切割磁感线的有效长度等于圆环半径,杆产生的感应电动势为E=Bav,B错误;当=0时,回路的总电阻R1=(2a+a)R0,杆受的安培力F1=BI1l=B2BavR12a=4B2av(蟺+2)R0,C错误;当=时,回路的总电阻R2=(a+53a)R0,杆受的安培力F 2=BI2l=BBavR2a=,D正确.8.BD解析 当S闭合时,因二极管加上了反向电压,故L1一直不亮,S闭合时电流增大,线圈产生的自感电动势阻碍电流增大,故使得L2逐渐变亮,选项B正确,选项A错误;当S由闭合断开时,由于线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小,故通过L的电流要在L2L1DL之中形成新的回路,所以L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,L2缓慢熄灭,选项C错误,选项D正确.9.BCD解析 设甲、乙两线圈匝数分别为n1、n2,半径分别为r1、r2,导线横截面积为S,图甲中,设有界磁场的面积为S,则线圈A产生的电动势EA=n1S,电阻RA=,B产生的电动势为EB=n2S,RB=,因此EAEB=n1n2=21,电流之比为IAIB=EAEBRBRA=32,A错误,B正确;图乙中,A的电动势EA=n1r12,B的电动势EB=n2r22,因此EAEB=2149=89,电流之比IAIB=EAEBRBRA=23,C、D正确.10.(1)nB0蟺r223Rt0方向从b到a(2)nB0蟺r22t13Rt0解析 (1)由图像可知,0t1时间内,有=B0t0由法拉第电磁感应定律有E=n=nS其中S=r22由闭合电路欧姆定律有I1=E3R联立解得I1=nB0蟺r223Rt0.由楞次定律可判断,通过电阻R1的电流方向为从b到a.(2)通过电阻R1的电荷量q=I1t1=nB0蟺r22t13Rt0电阻R1上产生的热量Q=I12R1t1=.11.(1)Bdv0R(2)B2d2v0mR(3)B2d2(v0-v)2R解析 (1)感应电动势E=Bdv0感应电流I=ER故I=Bdv0R(2)安培力F=BId由牛顿第二定律得F=ma故a=B2d2v0mR(3)金属杆切割磁感线的速度v=v0-v,则感应电动势E=Bd(v0-v)电功率P=E2R故P=B2d2(v0-v)2R.专题训练(九)1.BD解析 由右手定则可判断,ab中电流方向为ab,A错误;导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E=Blv,ab为电源,cd间电阻R为外电路负载,de和cf间电阻中无电流,de和cf两端无电压,因此cd和fe两端电压相等,即U=E2RR=Blv2=1 V,B、D正确,C错误.2.A解析 棒摆到竖直位置时整根棒处在匀强磁场中,切割磁感线的长度为2a,导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=B02av,其中v=vA+vB2=v2,则E=B0av,外电路的总电阻R=r路rr+r=r2,根据闭合电路欧姆定律得I=ER+r,则总电流I=2B0av3r,故A、B两端的电压U=IR=2B0av3rr2=13B0av,选项A正确.3.A解析 ab边切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv=0.2 V,线框中感应电流为I=ER=0.5 A,所以在0510-2 s内,a、b两点间的电势差为U1=I34R=0.15 V;在510-21010-2 s内,a、b两点间的电势差U2=E=0.2 V;在1010-21510-2 s内,a、b两点间的电势差为U3=I14R=0.05 V,选项A正确.4.B解析 根据it图像可知,在06 s内,MN边始终有大小恒定的电流通过,由F=BIl可知,安培力的大小是恒定的,选项C、D错误;01 s、35 s内通过MN的电流方向为NM,13 s、56 s内通过MN的电流方向为MN,由左手定则可判断出MN边所受的安培力方向,01 s、35 s内安培力方向向上,13 s、56 s内安培力方向向下,选项B正确,A错误.5.AD解析 运动的过程中切割的有效长度为L,产生的电动势为E=BLv,由图知,回路的周长与L成正比,即s=kL,设单位长度的电阻为R0,总电阻为kLR0,则电流I=BLvkLR0=BvkR0,故A正确,B错误;导轨做匀速运动,所以合外力等于零,则F=F安=BIL,电流I不变,切割的有效长度L随时间均匀增大,故C错误,D正确.6.D解析 线框切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,设线框总电阻是R,则感应电流I=ER=BLvR,由图乙所示图像可知,感应电流先均匀变大,后均匀变小,由于B、v、R是定