2017_2018学年高中物理专题4.5电磁感应现象的两类情况课时同步试题新人教版.docx

第5节 电磁感应现象的两类情况1在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线A、B、C从静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直。三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形，其中A不闭合，有个小缺口；B、C都是闭合的，但B的导线横截面积比C的大，如图所示。下列关于它们的落地时间的判断正确的是AA、B、C同时落地BA最迟落地CB在C之后落地DB和C在A之后落地【答案】D2在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是Av1=v2，方向都向右Bv1=v2，方向都向左Cv1v2，v1向右，v2向左Dv1v2，v1向左，v2向右【答案】C【解析】当ab棒和cd棒分别向右和向左运动时，两棒均相当于电源，且串联，电路中有最大电动势，对应最大的顺时针方向电流，电阻上有最高电压，所以电容器上有最多电荷量，左极板带正电。故C正确。3如图所示，abcd为水平放置的平行光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则A电路中感应电动势的大小为B电路中感应电流的大小为C金属杆所受安培力的大小为D金属杆的热功率为【答案】BC【解析】电路中感应电动势的大小E=Blv，公式中的l为切割的有效长度，故电动势E=Blv，故A错误；感应电流，故B正确；导线与磁场均垂直且长度为，故安培力的大小F=BIL=，故C正确；功率P=Fv=，故D错误。【名师点睛】本题考查导体切割磁感线中的电动势和安培力公式的应用，要注意明确E=BLv和F=BIL均为导轨宽度，即导线的有效切割长度。4如图，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。导体棒ab质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为。导体棒沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，导体棒受到的安培力的大小为F，此时A电阻R1消耗的热功率为B电阻R2消耗的热功率为C整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvD整个装置消耗的机械功率为（F+mgcos）v【答案】BD【名师点睛】解决本题是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的表达式，结合功率公式和功能关系进行分析。5如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使OC能以角速度逆时针匀速转动，则A通过电阻R的电流方向由a经R到OB导体棒O端电势低于C端的电势C回路中的感应电流大小为D外力做功的功率为【答案】D【点睛】由右手定则可知电流由O到C，由电路回路可判定通过电阻的电流。导体棒等效为电源，O为电源负极，C为电源正极。导体棒切割磁场产生的感应电动势为，由此可判定感应电流，由可求电阻R上的电热功率。6如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a、b的边长均为l，电阻均为R，质量分别为2m和m。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时，线框b的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边到匀强磁场的上边界的距离为l。现将系统由静止释放，当线框b全部进入磁场时，a、b两个线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则Aa、b两个线框匀速运动的速度大小为B线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为C从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a所产生的焦耳热为mglD从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为2mgl【答案】BC【解析】当线框b全部进入磁场时，a的下边刚进入磁场，则此时两线圈匀速运动，则，而，解得，A错误；线框a从下边进入磁场到上边离开磁场的过程，两线圈一直做匀速运动，则所用的时间，故B正确；从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，因为两线圈匀速运动，故线框a所产生的焦耳热等于两线圈的重力势能的减小量：，C正确；从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功等于产生的电能，即大小为mgl，D错误。7如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线MN下面的空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻R，质量为m、电阻r的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨的电阻不计，将金属棒从图示位置由静止释放，则进入磁场后Aa点的电势高于b点的电势B金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量C金属棒受到的最大安培力大小为mgD金属棒刚进入磁场过程中可能做匀减速运动【答案】B8如图所示，在第一象限有一边长为L的等边三角形匀强磁场区域。在第二象限有一平行于y轴的长为L的导体棒沿x轴正方向以速度v匀速通过磁场区域。下列关于导体棒中产生的感应电动势E随x变化的图象正确的是【答案】D【解析】当线圈进入磁场x时，当x0.5L时，导体棒切割磁感线产生的电动势E=Bv(Lx)tan60，对比四个选项可知，D正确。9如图所示，R1=5 ，R2=6 ，电压表与电流表的量程分别为010 V和03 A，电表均为理想电表。导体棒ab与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab棒处于匀强磁场中。（1）当变阻器R接入电路的阻值调到30 ，且用F1=40 N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度v1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab棒的速度v1是多少？（2）当变阻器R接入电路的阻值调到3 ，且仍使ab棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？【答案】（1）1 m/s （2）60 N10如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0 m、bc=0.5 m，电阻r=2。磁感应强度B在0到1 s内从零均匀变化到0.2 T。在1到5 s内从0.2 T均匀变化到0.2 T，