【红对勾 讲与练】（新课标）高考物理二轮专题复习 电磁感应定律及应用课时作业.DOC

课时作业11电磁感应定律及应用时间：45分钟一、单项选择题1如图所示，两光滑平行金属导轨间距为l，直导线mn垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为b.电容器的电容为c，除电阻r外，导轨和导线的电阻均不计现给导线mn一初速度，使导线mn向右运动，当电路稳定后，mn以速度v向右做匀速运动时()a电容器两端的电压为零b电阻两端的电压为blvc电容器所带电荷量为cblvd为保持mn匀速运动，需对其施加的拉力大小为解析：当导线mn匀速向右运动时，导线mn产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器既不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两极板间的电压为ueblv，所带电荷量qcucblv，故a、b错，c对；mn匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，d错答案：c2如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域()a若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动b若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动c若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动d若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动解析：若线圈进入磁场过程是匀速运动，完全进入磁场区域一定做加速运动，则离开磁场过程所受安培力大于重力，一定是减速运动，选项a错误；若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程可能是加速运动，也可能是匀速运动，选项b错误；若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动，选项c错误d正确答案：d3如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环与长直金属杆导通，图中a、b间距离为l，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d.右边虚线范围内存在磁感应强度大小为b、方向垂直于弯曲导线所在平面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为.现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t0时刻a环刚从o点进入磁场区域则下列说法正确的是()at时刻，回路中的感应电动势为bdvbt时刻，回路中的感应电动势为2bdvct时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向d. t时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向解析：在t时刻导线有进入磁场，切割磁感线的有效长度为零，故回路中感应电动势为零，根据右手定则可知在0时间内回路中的感应电流沿杆从a到b，以后将改为从b到a，故选项a、c错，d对在t时刻导线有进入磁场，切割磁感线的有效长度为d，故回路中感应电动势为bdv，b错答案：d4如图所示，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”字型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电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()解析：设金属棒mn向右匀速运动的速度为v，金属棒电阻率为，金属棒截面积为s，bac2.在t时刻mn产生的感应电动势为：e2bv2ttan，回路中电阻为r，由i可得：i，故选项a正确答案：a5(2014广东卷)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管p和塑料管q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()a在p和q中都做自由落体运动b在两个下落过程中的机械能都守恒c在p中的下落时间比在q中的长d落至底部时在p中的速度比在q中的大解析：小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在p中下落得慢，用时长，到达底端速度小， c项正确，a、b、d错误答案：c二、多项选择题6(2014四川卷)如图所示，不计电阻的光滑u形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板h、p固定在框上，h、p的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆cd恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是b(0.40.2t)t，图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则()at1 s时，金属杆中感应电流方向从c到dbt3 s时，金属杆中感应电流方向从d到cct1 s时，金属杆对挡板p的压力大小为0.1 ndt3 s时，金属杆对挡板h的压力大小为0.2 n解析：据已知b(0.40.2t)t可知t1 s时，正方向的磁场在减弱，由楞次定律可判定电流方向为由c到d，a项正确同理可判定b项错误t1 s时感应电动势essin300.1 v，ie/r1 a，安培力f安bil0.2 n，对杆受力分析如图对挡板p的压力大小为fnfnf安cos600.1 n，c项正确同理可得t3 s时对挡板h的压力大小为0.1 n，d项错误答案：ac7某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测()a在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化b在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化c在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值d在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值解析：图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应电流的大小变化t0.1 s时刻，斜率最大，意味着磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，t0.1 s时刻前后的图象斜率一正一负，说明产生的感应电流的方向发生了变化，所以ac正确；同理可知t0.15 s时刻，图象斜率不是最大值，且该时刻前后斜率全为负值，说明线圈内产生的感应电流的方向没有变化，而且大小并未达到最大值，选项bd不正确答案：ac8如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线l1、l2、l3、l4，在l1l2之间、l3l4之间存在匀强磁场，大小均为1 t，方向垂直于虚线所在平面现有一矩形线圈abcd，宽度cdl0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 ，将其从图示位置静止释放(cd边与l1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与l2重合，t2时刻ab边与l3重合，t3时刻ab边与l4重合，已知t1t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向(重力加速度g取10 m/s2)则()a在0t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 cb线圈匀速运动的速度大小为8 m/sc线圈的长度为1 md0t3时间内，线圈产生的热量为4.2 j解析：t2t3时间ab在l3l4内做匀速直线运动，而eblv2，fbl，fmg，解得：v28 m/s，选项b正确从cd边出l2到ab边刚进入l3一直是匀加速，因而ab刚进磁场时，cd也应刚进磁场，设磁场宽度为d，有：3dv2tgt2，得：d1 m，有：ad2d2 m，选项c错误；在0t3时间内由能量守恒得：qmg5dmv1.8 j，选项d错误.0t1时间内，通过线圈的电荷量为q0.25 c，选项a正确答案：ab三、计算题9如图所示，用质量为m、电阻为r的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框mnpq，线框每一边的电阻都相等将线框置于光滑绝缘的水平面上， 在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为b.在垂直mn边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场在运动过程中线框平面水平，且mn边与磁场的边界平行求：(1)线框mn边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框mn边刚进入磁场时，m、n两点间的电压umn；(3)在线框从mn边刚进入磁场到pq边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功w.解析：(1)线框mn边刚进入磁场时，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.答案：(1)(2)blv(3)10如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨mn、pq竖直放置，其宽度l1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端m与p之间连接阻值为r0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的oa段为曲线，ab段为直线，导轨电阻不计，g10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，试求：(1)当t1.5 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(2)金属棒ab从开始运动的1.5 s内，电阻r上产生的热量；(3)磁感应强度b的大小解析：(1)金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以vt7 m/s的速度(由图象乙中数据可知)匀速下落由功率定义得重力对金属棒ab做功的功率pgmgvtpg0.01107 w0.7 w(2)在01.5 s，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得mghw安mv0w安0.455 j对闭合回路由闭合电路欧姆定律得e电i(rr)则电阻r两端的电压ur为ure电电阻r上产生的热量qrw安0.26 j.(3)当金属棒匀速下落时，由共点力平衡条件得mgbil金属棒产生的感应电动势eblvt则电路中的电流i为i代入数据解得b0.1 t.答案：(1)0.7 w(2)0.26 j(3)0.1 t11如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为b的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心o在区域中心一质量为m、带电量为q(q0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动已知磁感应强度大小b随时间t的变化关系如图乙所示，其中t0.设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略(1)在t0到tt0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等试求tt0到t1.5t0这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小e；电场力对小球做的功w.解析：本题考查洛伦兹力和带电粒子在复合场中的运