2019届高考物理第十单元电磁感应题组层级快练48电磁感应现象楞次定律新人教版.docx

题组层级快练(四十八)一、选择题1(2017蚌埠二模)(多选)如图所示，在水平面内有两根间距为d的光滑长直导轨ab、cd，b、d之间连接一个阻值为R的定值电阻，一根电阻也为R的导体棒MN垂直放置在导轨上，整个装置处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中现对导体棒MN施加一个向右的力F，使其以速度v向右匀速运动，设MN两端电压为U，R上消耗的功率为P，导轨电阻不计，下列结论正确的是()AUBdv，电流从b经过定值电阻R流向dBUBdv，电流从d经过定值电阻R流向bCPFvDP答案AD解析A、B两项，MN切割磁感应线产生的感应电动势大小为EBdv，MN两端电压为UEBdv，根据右手定则可知电流从b经过定值电阻R流向d，A项正确、B项错误；C、D两项，匀速运动时拉力的功率等于克服安培力做功功率，所以克服安培力做功功率为Fv，则R上消耗的功率为PFv，C项错误、D项正确2(多选)如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A导体框中产生的感应电流方向相同B导体框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差相同D通过导体框截面的电荷量相同答案AD解析由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同，A项正确；热量QI2Rt()2R，可知导体框产生的焦耳热与运动速度有关，B项错误；电荷量qIt，故通过截面的电荷量与速度无关，电荷量相同，D项正确；以速度v拉出时，UadBLv，以速度3v拉出时，UadBL3v，C项错误3(多选)如图甲所示，一个匝数为n的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()A0t1时间内P端电势高于Q端电势B0t1时间内电压表的读数为Ct1t2时间内R上的电流为Dt1t2时间内P端电势高于Q端电势答案AC解析A项，0t1时间内，磁通量增大，根据楞次定律知感应电流沿逆时针方向，线圈相当于电源，上端正极下端负极，所以P端电势高于Q端电势，故A项正确；B项，0t1时间内线圈产生的感应电动势EnnS，电压表的示数等于电阻R两端的电压UIRR，故B项错误；C项，t1t2时间内线圈产生的感应电动势EnnS，根据闭合电路的欧姆定律I，故C项正确；D项，t1t2时间内，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，上端负极下端正极，所以P端电势低于Q端电势，故D项错误4(2017漳州二模)(多选)如图甲，绝缘板固定在水平地面上，单匝粗细均匀的正方形铜线框ABCD静止于绝缘板上，其质量为1 kg、边长为1 m、电阻为0.1 ，E、F分别为BC、AD的中点，零时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示，假设线框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，线框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，区域边界有磁场，g取10 m/s2，则()A0.5 s时刻CD两端电压为0.25 VB在00.5 s内通过线框某截面的电量为2.5 CC0.5 s时刻线框中的感应电流沿ADCB方向D0.6 s末线框将开始运动答案BD解析根据法拉第电磁感应定律，感应电动势EL21120.5 V，感应电流I A5 A.A项，0.5 s时CD两端电压UCDIRCD50.10.125 V，故A项错误；B项，00.5 s通过线框某截面的电量为qIt50.5 C2.5 C，故B项正确；C项，根据楞次定律，01 s内磁通量增加，感应电流磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则知感应电流为逆时针方向，即ABCDA方向，故C项错误；D项，线框开始运动时受到的安培力和最大静摩擦力相等，即BILmg，得B0.6 T，Bkt，其中k1 T/s，所以t0.6 s，故D项正确5(2017宁城一模)(多选)如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M、P之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示，F0已知下列判断正确的是()A棒ab在ac之间的运动是匀加速直线运动B棒ab在ce之间不可能一直做匀速运动C棒ab在ce之间可能先做加速度减小的运动，再做匀速运动D棒ab经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为答案AC解析A项，棒ab在ac之间运动时，水平方向只受到水平拉力的作用，做匀加速运动，故A项正确；B、C项，棒ab进入磁场后受到水平拉力和安培力的作用，根据两个力的大小关系，可能存在三种情况：拉力大于安培力，则棒先做加速运动，但随速度的增大，安培力增大，合力减小，所以棒做加速度减小的加速运动，直到安培力等于拉力，开始做匀速运动；故C项正确；安培力等于拉力，棒在磁场中始终做匀速运动；故B项错误；拉力小于安培力，则棒先做减速运动，但随速度的减小，安培力减小，合力减小，所以棒做加速度减小的减速运动，直到安培力等于拉力，开始做匀速运动；D项，金属棒通过磁场的过程通过R上的电量q，故D项错误6(2017孝义市一模)(多选)如图甲所示，平行虚线间有垂直于纸面向外的匀强磁场，纸面内单匝正方形线框abcd在外力作用下从图示位置由静止开始向右通过匀强磁场，ab边始终与虚线平行，线框中产生的感应电流随时间变化的规律如乙图所示，已知线框的边长为L0.1 m，总电阻为1 ，则下列说法正确的是()A线框进入磁场过程中通过线框截面的电量为3103 CB匀强磁场的磁感应强度为0.1 TCab边刚要出磁场时的速度大小为1 m/sD线框出磁场所用的时间约为0.93 s答案AD解析A项，线框进入磁场过程中，通过线框截面电荷量为乙图2 s4 s内图线所围面积，因此有q(12)2103 C3103 C，故A项正确；B项，由q，求得B0.3 T，故B项错误；C项，由图乙可知，ab边刚要出磁场时，电流为3 mA，由I，得：v m/s0.1 m/s，故C项错误；D项，由于线框进入磁场时通过横截面的电量与线框出磁场时通过线框横截面的电量相等，故：q(33t)t103，求得t(46) s0.93 s，故D项正确7.(2017安庆二模)(多选)如图所示，在直角坐标系中第一象限内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，直角边长为L的等腰直角三角形金属框从图示位置以速度v匀速进入磁场，底边始终在x轴上，金属框总电阻为R，则在金属框进入磁场的过程中，通过金属框的电流i、电荷量q、穿过金属框的磁通量及金属框中产生的焦耳热Q随位移x变化图像可能正确的是(规定通过金属框中顺时针方向电流为正)()答案BC解析A项，进入磁场的过程中，产生的感应电流it，电流方向为逆时针，电流方向为负，A项错误；B项，根据电荷量的计算公式qIt，可得qx，所以qx图像的斜率逐渐增大，B项正确；C项，穿过金属框的磁通量Bxx，所以x图像的斜率在增大，C项正确；D项，进入过程中安培力大小为FBIx，安培力不是和位移成正比，所以金属框中产生的焦耳热Q随位移x不是线性变化，D项错误8(2017湖南二模)(多选)如图所示，xOy平面位于光滑水平桌面上，在Ox2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向下由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框，放在该水平桌面上，AB与DE边距离恰为2L，现施加一水平向右的拉力F拉着线框水平向右匀速运动，DE边与y轴始终平行，从线框DE边刚进入磁场开始计时，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的函数图像和拉力F随时间t的函数图像大致是()答案AC解析AB项，在进入磁场的过程中，根据楞次定律可得电流方向为逆时针，在离开磁场的过程中，电流方向为顺时针；当DE边在0L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度越来越大，与时间成线性关系，根据i电流强度均匀增大；在L2L的过程中，有效切割长度均匀减小，感应电流均匀减小；离开磁场的过程中，有效切割长度先均匀增大，再均匀减小，所以A项正确、B项错误；CD项，因为是匀速运动，拉力F与安培力等值反向，由F知，力与有效切割长度l成二次函数关系，因为当DE边在02L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度随时间先均匀增加后均匀减小，所以F随时间先增加得越来越快后减小得越来越慢故C项正确、D项错误9(2016福建质检)如图甲所示，正三角形硬导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t0时刻磁场方向垂直纸面向里在04t0时间内，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图像为(规定垂直ab边向左为安培力的正方向)()答案A解析0t0，磁场方向垂直纸面向里，均匀减小，根据楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知：流经导线ab的电流I不变，方向从b到a，根据左手定则和安培力公式可得：其受到的安培力方向向左，大小为FBIL，即均匀减小到零；同理判断：t02t0，导线ab受到的安培力向右，从零开始均匀增大；2t03t0，0，无感应电流产生，导线ab不受安培力；3t03.5t0，导线ab受到的安培力向左，大小为F2BIL，均匀减小到零；35t04t0，导线ab受到的安培力向右，大小为F2BIL，从零开始均匀增大综上可得A项正确，B、C、D三项错误10(2017江西二模)(多选)如图所示，间距为L的平行于金属导轨之间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，极板间距为d的平行板电容器与总电阻为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下，沿导轨从左向右做匀速直线运动，当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中点位置，导体棒MN的速度为v0时，位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态，若不计一切摩擦和平行导轨及导线的电阻，重力加速度为g，则下列判断正确的是()A油滴带正电B若将导体棒的速度变为2v0，油滴将向上加速运动，加速度agC若保持导体棒的速度为v0不变，而将滑动触头置于a位置，要让油滴仍将静止，应同时将电容器上极板向上移动d的距离D若保持导体棒的速度为v0不变，改变滑动触头的位置，滑动变阻器消耗的最大功率为答案BC解析A项，根据右手定则可知，M端为正极，液滴静止，因此带负电，故A项错误；B项，导体棒切割磁感线形成的感应电动势为：EBLv0.电容器两端电压为：U1开始液滴静止有：qmg当若将导体棒的速度变为2v0时，有：qmgma将中v0换为2v0联立解得：a2g，方向竖直向上，故B项正确；C项，若保持导体棒的速度为v0不变，而将滑动触头置于a位置时，电容器两端之间的电压为：U2BLv0，此时液滴所受电场力为：Fqmg，因此液滴仍然静止，故C项正确；D项，若保持导体棒的速度为v0不变，改变滑动触头的位置，当滑动变阻器的电阻等于导体棒的电阻时，滑动变阻器消耗的功率最大，所以滑动变阻器消耗的最大功率为Pm()2R0，D项错误11(2017永州三模)(多选)如图(a)所示，在光滑水平面上放置一质量为1 kg的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为0.1 m在虚线区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 T现用恒力F拉线框，线框到达1位置时，以速度v03 m/s进入匀强磁场并开始计时在t3 s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场此过程中vt图像如图(b)所示，那么()At0时刻线框右侧边两端MN间的电压为0.75 VB恒力F的大小为0.5 NC线框完全离开磁场的瞬间的速度大小为3 m/sD线框完全离开磁场的瞬间的速度大小为1 m/s答案AB解析A项，t0时，MN的速度为v03 m/s，设此时感应电动势为E、感应电流为I，则有：EBLvIUMNEIr，R3r解得：UMN0.75 V，故A项正确；B项，在13内物体做匀变速直线运动，此过程中物体在水平方向仅受外力F，根据牛顿第二定律结合(b)图可得：Fma0.5 N，故B项正确；C、D项，由(b)图像可以看出，t3 s时刻线框达到2位置开始离开磁场时与线框进入磁场时速度相同则线框穿出磁场与进入磁场运动情况完全相同，则可知线框完全离开磁场的瞬时速度与t2 s时刻的速度相等，即为2 m/s，故C项错误、D项错误12(2017盐城市统考)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定垂直于纸面向里为正方向，磁场变化规律如图乙所示在t0时刻两平行金属板之间中心有一重力不计、电荷量为q的静止微粒，则以下说法中正确的是()A第2 s内上极板为正极B第3 s内上极板为负极C第2 s末微粒回到了原来位置D第3 s末两极板之间的电场强度大小为答案AD解析假设微粒带正电，则01 s内的情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电，下极板带正电，微粒所受电场力方向竖直向上，微粒向上做匀加速运动.12 s内的情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，下极板带负电，微粒所受电场力方向竖直向下，微粒向上做匀减速运动，第2 s末速度减小为零.23 s内的情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，下极板带负电，微粒所受电场力方向竖直向下，微粒向下做匀加速运动两极板间的电场强度大小E.34 s内的情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电，下极板带正电，微粒所受电场力方向竖直向上，微粒向下做匀减速运动，第4 s末速度减小为零，同时回到了原来的位置若微粒带负电，运动情况相反，4 s末速度减小为零，同时回到了原来位置综上所述，A、D两项正确二、非选择题13(2017四川模拟)如图甲所示，水平面上足够长的平行金属导轨MN，PQ间距L0.3 m，导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R0.8 的固定电阻开始时，导轨上固定着一质量m0.01 kg，电阻r0.4的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度大小B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下现用一平行金属导轨面的外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图像如图乙所示求：(1)在t4.0 s时，通过金属杆的感应电流的大小和方向(2)4.0 s内ab位移的大小；(3)4 s末拉力F的瞬时功率答案(1)0.75 A；电流的方向由b指向a(2)12 m(3)0.765 W解析(1)由题图乙可知，当t4 s时，U0.6 V，通过金属杆的电流为：I A0.75 A.用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a；(2)由题图乙知：Ukt0.15t (V)金属杆切割磁感线产生的感应电动势为：EBLv由电路分析有：UE联立得：v1.5t (m/s)金属杆沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a1.5 m/