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