2019版高考物理总复习 专题十一 电磁感应考题帮.doc

专题十一 电磁感应题组1电磁感应现象及楞次定律的应用1.2017全国卷,18,6分扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是() ABC D2.2017江苏高考,1,3分如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.11B.12C.14D.413.2016北京高考,16,6分如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为 21,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是()A.EaEb=41,感应电流均沿逆时针方向B.EaEb=41,感应电流均沿顺时针方向C.EaEb=21,感应电流均沿逆时针方向D.EaEb=21,感应电流均沿顺时针方向4.2016全国卷,20,6分多选法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是()A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍题组2法拉第电磁感应定律及其应用5.2015全国卷,15,6分如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()A.UaUc,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-12Bl2,金属框中无电流D.Uac=12Bl2,金属框中电流方向沿a-c-b-a6.2015山东高考,17,6分多选如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是()A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动7.2014江苏高考,1,3分如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为()A.Ba22tB.nBa22tC.nBa2tD.2nBa2t8.2014浙江高考,24,20分某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示.一个半径为R=0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=R3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落 h=0.3 m时,测得U=0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g=10 m/s2)(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.题组3电磁感应中的四大问题(电路、图象、动力学及能量)9.2017全国卷,20,6分多选两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N10.2017天津高考,3,6分如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小11.2015山东高考,19,6分如图甲所示,R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-t图象可能正确的是() A B C D12.2014山东高考,16,6分多选如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是()A.FM向右 B.FN向左 C.FM逐渐增大 D.FN逐渐减小13.2013全国卷,17,6分如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中的电流i与时间t的关系图线,可能正确的是() 14.2013全国卷,16,6分如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v-t图象中,可能正确描述上述过程的是() 15.2013福建高考,18,6分如图所示,矩形闭合导线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示导线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.导线框下落过程中形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行,导线框平面与磁场方向垂直.设OO下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图象不可能反映导线框下落过程中速度v随时间t变化的规律() 16.2017江苏高考,13,15分如图所示,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.求:(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.17.2017天津高考,12,20分电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S接1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.18.2017北京高考,24,20分发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情境.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在t时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能.(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.19.2016全国卷,25,20分如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里.某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计.求:(1)在t=0到t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;(2)在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.20.2016浙江高考,24,20分小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角=53,导轨上端串接一个R=0.05 的电阻.在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T.质量m=4.0 kg 的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m.一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直.当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2,sin 53=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求:(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.21.2014安徽高考,23,16分如图1所示,匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T,其方向垂直于倾角为30的斜面向上.绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MP和NP长度均为2.5 m, MN连线水平,长为3 m.以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆CD,长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 ,在拉力F的作用下,从MN处以恒定速度v=1 m/s 在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好).g取10 m/s2.(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8 m处电势差UCD;(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式,并在图2中画出F-x关系图象;(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热.题组4传感器的简单使用22.2016浙江高考,17,6分如图所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比.当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学身高和质量分别为()A.v(t0-t)M0U0UB.12v(t0-t)M0U0U C.v(t0-t)M0U0(U-U0) D.12v(t0-t)M0U0(U-U0)23.2016北京高考,21(1),4分热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中.如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图.由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更(选填“敏感”或“不敏感”).一、选择题(每小题6分,共48分)1.2018河南林州一中调考,21多选如图甲所示,电阻R1=R,R2=2R,电容为C的电容器,圆形金属线圈半径为r2,线圈的电阻为R.半径为r1(r10),ab为圆环的一条直径,导线的电阻率为,则下列说法中不正确的是()A.圆环具有扩张的趋势B.圆环中产生逆时针方向的感应电流C.图中a、b两点间的电压大小为 12kR2D.圆环中感应电流的大小为 kRS42.如图所示,导体杆OQ在作用于OQ中点且垂直于OQ的力F的作用下,在匀强磁场中绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架以一定的角速度转动,磁场的磁感应强度为B,AO间接有电阻R,杆和框架电阻不计,回路中的总电功率为P,则()A.外力的大小为2BrPRB.外力的大小为BrPRC.导体杆旋转的角速度为2PRBr2D.导体杆旋转的角速度为2Br2PR3.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L,金属圆环的直径也为L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x变化的i-x图象最接近图中的() AB CD4.多选如图所示,水平面内两光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连,磁感应强度大小为B的匀强磁场竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.现对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动,依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计,ab与bc的距离相等,下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是()A.金属棒通过b、c两位置时,外力F的大小之比为12B.金属棒通过b、c两位置时,电阻R的电功率之比为12C.从a到b和从b到c的两个过程中,通过金属棒横截面的电荷量之比为11D.从a到b和从b到c的两个过程中,金属棒动能的变化量之比为125.多选如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时线框的速度大小为v,方向与磁场边界所成夹角为45,若线框的总电阻为R,则()A.线框穿进磁场的过程中,框中电流的方向为DCBADB.AC刚进入磁场时线框中感应电流为2BavRC.AC刚进入磁场时线框所受安培力的大小为2B2a2vRD.此时CD两端电压为34Bav6.多选近几年,传感器得到了广泛的应用,低频涡流传感器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度.如图所示,在线圈L1中通以低频交变电流,它周围会产生交变磁场,其正下方有一个与电表连接的线圈L2,金属板置于L1、L2之间.线圈L1产生的变化磁场透过金属板,导致L2中产生感应电流.由于金属板厚度不同,吸收电磁能量的强弱不同,导致L2中感应电流的强弱不同.则()A.金属板吸收电磁能量,是由于穿过金属板的磁场发生变化在板中产生涡流B.金属板越厚,涡流越弱C.L2中产生的是直流电D.L2中产生的是与L1中同频率的交变电流7.多选如图所示,竖直悬挂的弹簧下端拴有导体棒ab,ab水平放置且紧挨着竖直平行导轨的外侧,导体棒cd垂直于水平平行的导轨放置,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.当cd以速度v向右匀速运动时,ab恰好静止,弹簧无形变.现使cd速度减半,但仍沿原方向匀速运动,则ab开始沿导轨下滑.若导轨宽度均为L,ab、cd质量相同,长均为L,电阻均为R,其他电阻不计,导体棒与导轨接触良好,ab与导轨间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧劲度系数为k,且始终处在弹性限度内,则()A.cd中电流方向从d到cB.ab受到的安培力垂直纸面向外C.ab开始下滑至速度首次达到最大的过程中,克服摩擦产生的热量为 2B4L4v216kR2D.ab速度首次达到最大时,ab上的电功率为B2L2v216R8.多选如图所示,电路中的A、B是两个完全相同的灯泡,电阻都等于定值电阻的阻值R,L是一个自感系数很大的线圈,开关S闭合时两灯都能发光,过一段时间后突然断开开关S,则()A.只要线圈的自感系数足够大,断开开关S时A灯一定会闪亮一下再逐渐熄灭B.只要线圈的直流电阻小于灯泡的电阻,断开开关S时A灯一定会闪亮一下再逐渐熄灭C.只要线圈的直流电阻大于灯泡的电阻,断开开关S时A灯一定会闪亮一下再逐渐熄灭D.当线圈的直流电阻等于灯泡的电阻,断开开关S时,B灯立即熄灭,A灯逐渐熄灭二、非选择题(共37分)9.20分如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为的斜面上.在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度Bt随时间t变化的规律如图乙所示,其中Bt的最大值为2B.现将一根质量为M、电阻为R、长为L的金属细棒cd放在MNPQ区域间的两导轨上,金属细棒cd垂直于两导轨并把它按住,使其静止.在t=0时刻,让另一根长也为L的金属细棒ab从CD上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放cd棒.已知CF长度为2L,两根细棒均与导轨良好接触,在ab棒从图中位置运动到EF处的过程中,cd棒始终静止不动,重力加速度为g;tx是未知量.求:(1)通过cd棒的电流大小,并确定MNPQ区域内磁场的方向;(2)当ab棒进入CDEF区域后,求cd棒消耗的电功率;(3)求ab棒刚下滑时离CD的距离.10.17分如图甲所示(俯视图),间距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO为右边界的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距边界OO为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab. 图甲图乙(1)若金属杆ab固定在导轨上的某位置,磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1.(2)若磁场的磁感应强度不变,金属杆ab在恒力作用下从初始位置由静止开始向右运动3L距离,其v-x的关系如图乙所示.求:金属杆ab在刚要离开磁场时的加速度大小;此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2.答案：1.A施加磁场来快速衰减STM的微小振动,其原理是电磁阻尼,在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化,紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流,则其受到安培力作用,该作用阻碍紫铜薄板振动,即促使其振动衰减.方案A中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,通过它的磁通量都发生变化;方案B中,当紫铜薄板上下振动时,通过它的磁通量可能不变,当紫铜薄板向右振动时,通过它的磁通量不变;方案C中,紫铜薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变;方案D中,当紫铜薄板上下振动时,紫铜薄板中磁通量可能不变.综上可知,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A.2.A由题图可知,穿过a、b两个线圈的磁通量均为=Br2,因此磁通量之比为11,A项正确.3.B由法拉第电磁感应定律E=t=Btr2,Bt为常数, E与r2成正比,故EaEb=41.磁感应强度B随时间均匀增大,故穿过圆环的磁通量增大,由楞次定律知,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,垂直纸面向里,由安培定则可知,感应电流均沿顺时针方向,故B项正确.4.AB设圆盘的半径为r,圆盘转动的角速度为,则圆盘转动产生的电动势为E=12Br2,可知转动的角速度恒定,电动势恒定,电流大小恒定,A项正确;根据右手定则可知,从上向下看,圆盘顺时针转动,圆盘中电流由边缘指向圆心,即电流沿a到b的方向流动,B项正确;圆盘转动方向不变,产生的电流方向不变,C项错误;若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电动势变为原来的2倍,电流变为原来的2倍,由P=I2R可知,电阻R上的热功率变为原来的4倍,D项错误.5.C在三角形金属框内,有两边切割磁感线,其一为bc边,根据E=Blv可得电动势大小为12Bl2;其二为ac边,ac边有效的切割长度为l,根据E=Blv可得电动势大小也为12Bl2;由右手定则可知金属框内无电流,且UcUb=Ua,选项A、B错误;Ubc=Uac=-12Bl2,选项C正确,D错误.6.ABD把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”,由右手定则知,圆心处电势高,选项A正确;所加磁场越强,感应电流越大,安培力越大,对圆盘转动的阻碍越大,选项B正确;如果磁场反向,由楞次定律可知,圆盘所受安培力仍阻碍其转动,选项C错误;若将整个圆盘置于磁场中,则圆盘中无感应电流,圆盘将匀速转动,选项D正确.7.B磁感应强度的变化率Bt=2B-Bt=Bt,法拉第电磁感应定律公式可写成E=nt=nBtS,其中线圈在磁场中的有效面积 S=12a2,代入得E=nBa22t,选项B正确,A、C、D错误.8.(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J解析:(1)由右手定则可判断a点为电源的正极,故与a点相接的是电压表的正极.(2)由电磁感应定律得U=E=t,其中=12BR2,则U=12BR2又v=r=13R所以v=2U3BR=2 m/s.(3)由能量守恒定律得E=mgh-12mv2解得E=0.5 J.9.BC由题图(b)可知,导线框运动的速度大小v=Lt=0.10.2 m/s=0.5 m/s,B项正确;导线框进入磁场的过程中,cd边切割磁感线,由E=BLv,得B=ELv=0.010.10.5 T=0.2 T,A项错误;由题图可知,导线框进入磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向,根据楞次定律可知,磁感应强度方向垂直纸面向外,C项正确;在0.40.6 s这段时间内,导线框正在出磁场,回路中的电流大小I=ER=0.010.005 A=2 A,则导线框受到的安培力 F=BIL=0.220.1 N=0.04 N,D项错误.10.D根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向垂直于导轨平面向下,再根据安培定则,可判断ab中感应电流方向从a到b,A错误;磁场变化是均匀的,根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势恒定不变,感应电流I恒定不变,B错误;安培力 F=BIL,由于I、L不变,B减小,所以ab所受的安培力逐渐减小,根据力的平衡条件可知,静摩擦力逐渐减小,C错误,D正确.11.C由安培定则知00.25T0,圆环内的磁场方向垂直纸面向里且逐渐增大,由楞次定律知,若内圆环闭合,感应电流的方向是逆时针方向,逐渐减小至0,Uab0,逐渐减小至0;0.25T00.5T0,圆环内的磁场方向垂直纸面向里且逐渐减小,由楞次定律知,若内圆环闭合,感应电流的方向是顺时针方向,逐渐增大,Uabt0时,金属棒已越过MN,由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有 f=F式中f是外加水平恒力,F是匀强磁场施加的安培力.设此时回路中的电流为I,F的大小为F=B0lI此时金属棒与MN之间的距离为s=v0(t-t0)匀强磁场穿过回路的磁通量为=B0ls回路的总磁通量为t=+式中仍如式所示.由式得,在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量为t=B0lv0(t-t0)+kSt在t到t+t的时间间隔内,总磁通量的改变量为t=(B0lv0+kS)t由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为Et=tt由欧姆定律有I=EtR联立式得f=(B0lv0+kS)B0lR.20.(1)2.4 m/s(2)48 N(3)64 J26.88 J解析:(1)由牛顿第二定律得a=F-mgsinm=12 m/s2进入磁场时的速度v=2as=2.4 m/s.(2)进入磁场时的感应电动势E=Blv感应电流I=BlvR安培力FA=IBl代入得FA=(Bl)2vR=48 N.(3)健身者做的功W=F(s+d)=64 J.由牛顿第二定律得F-mgsin -FA=0故CD棒在磁场区域做匀速运动在磁场中运动的时间t=dv焦耳热Q=I2Rt=26.88 J.21.(1)1.5 V-0.6 V(2)F=12.5-3.75x(N)(0x2)如图所示(3)7.5 J解析:(1)金属杆CD在匀速运动中产生的感应电动势E=Blv(l=d)E=1.5 V(D点电势高)当x=0.8 m时,金属杆在导轨间的电势差为零.设此时杆在导轨外的长度为l外,则l外=d-OP-xOPdOP=MP2-(MN2)2解得l外=1.2 m由楞次定律判断D点电势高,故金属杆CD两端电势差UCD=-Bl外v解得UCD=-0.6 V.(2)杆在导轨间的长度l与位置x的关系是l=OP-xOPd=3 m-32x对应的电阻为Rl=ldR电流I=BlvRl杆受的安培力F安=BIl=7.5-3.75x(N)根据平衡条件得F=F安+mgsin F=12.5-3.75x(N)(0x2)画出的F-x图象如图所示.(3)外力F所做的功WF等于F-x图线与纵轴所围的面积,即WF=5+12.522 J=17.5 J而杆的重力势能增加量Ep=mgOPsin 故全过程产生的焦耳热Q=WF-Ep=7.5 J.22.D设测量仪高度和人的身高分别为H和h,根据题意,没有站人时有H=vt02,站人时有H-h=vt2,得h=t0-t2 v;传感器输出的电压与作用在其上的压力成正比,则没有站人时U0=kM0g,站人时U=k(M0+m)g,得m=M0U0(U-U0),故D项正确.23.增强敏感解析:由题图可知,热敏电阻在温度上升时,阻值下降,故其导电能力增强;相对金属热电阻而言,热敏电阻在温度变化时,阻值变化明显,故对温度变化的响应更敏感.1.AC根据楞次定律,线圈内会产生逆时针方向的电流,电容器上极板带正电,A正确;t1时刻,线圈的电动势为B1r12t1,电容器两端的电压等于R2两端的电压,又U2=B1r122t1,故电容器所带电荷量为CB1r122t1,B错误;t1时刻后,线圈两端的电压为U=3B1r124t1,R1两端的电压为U1=B1r124t1=B2r124t2,C正确,D错误.2.AC根据题图乙分析可知,t3t4时间内线框做匀速直线运动,线框的边长为l=v3(t4-t3),选项A正确;由于线框离开磁场时的速度v3大于进入磁场时的平均速度,因此线框穿出磁场的时间小于进入磁场的时间,选项B错误;线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向都是竖直向上的,选项C正确;线框进入磁场时减少的重力势能和穿出磁场时减少的重力势能相等,线框进入磁场时减少的重力势能一部分转化为线框的动能,另一部分转化为焦耳热Q1,而线框匀速穿出磁场,穿出磁场时减少的重力势能全部转化为焦耳热,即mgl=Q2,由此可见Q1Q2,选项D错误.3.AD在0t0时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为逆时针方向(为负值);在t02t0时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为顺时针方向(为正值),且大小为在0t0时间内产生的电流大小的2倍;在2t03t0时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为逆时针方向(为负值),且大小与在0t0时间内产生的感应电流大小相等.因此感应电流I随时间t的变化示意图与选项A中图象相符,选项A正确,B错误;在0t0时间内,ON边虽然有电流但没有进入磁场区域,所受安培力为零;在t02t0时间内,感应电流大小为在2t03t0时间内产生的电流大小的2倍,ON边所受安培力大小为在2t03t0时间内所受安培力大小的2倍,因此ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图与选项D中图象相符,选项C错误,D正确.4.AD根据楞次定律“增反减同”的规律可推知A正确,B错误.由“增缩减扩”的规律可知,f1与f3的方向指向圆心,f2方向背离圆心向外,故C错误,D正确.5.CD沿斜面向上的力F作用在cd上使两棒静止,由平衡条件可得F=3mgsin ,轻绳烧断瞬间,cd受到沿斜面向上的力F、重力和支持力作用,由牛顿第二定律,有F-mgsin =ma,解得cd的加速度大小a=2gsin ,选项A错误;轻绳烧断后,cd切割磁感线产生感应电动势,回路中有感应电流,