高考物理二轮复习专题五电磁感应类问题练习

1、专题五 电磁感应类问题一.单选题1如图，线圈abcd固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面当磁场的磁感应强度B随时间t变化时，该磁场对ab边的安培力大小恒定，下列描述B随t变化的图象中，可能正确的是()2一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中()A向上滑行与向下滑行的时间相等B向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等C向上滑行与向下滑行时通过

2、金属杆的电荷量相等D向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等3.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60 时的感应电流为1 A。下列说法正确的是()A线圈消耗的电功率为1 WB线圈中感应电流的有效值为2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e2cos t VD任意时刻穿过线圈的磁通量为sin t Wb4. 如图所示，平行极板与单匝圆线圈相连，极板距离为d，圆半径为r，单匝线圈的电阻为R1，外接电阻为R2，其他部分的电阻忽略不计。在圆中有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度均匀增加，有一

3、个带电粒子静止在极板之间，带电粒子质量为m、电荷量为q。则下列说法正确的是() A粒子带正电B磁感应强度的变化率为C保持开关闭合，向上移动下极板时，粒子将向下运动D断开开关S，粒子将向下运动 5.某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈（有铁芯）、线圈、灵敏电流计及开关按图连接成电路在实验中，该同学发现形状闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏由此可以判断，在保持开关闭合的状态下：（ ） A. 当线圈拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 B. 当线圈中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 C. 当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 D. 当滑动变阻器的滑片

4、向端滑动时，灵敏电流计的指针向右偏二.多选题6.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是() A棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点 B棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势 C棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点 D棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点7.如图甲所示，一个U形光滑足够长的金属导轨固定在水平桌面上，电阻R10 ，其余电阻均不计，两导轨间的距离l0.2 m，有垂直于桌面向下并随时间变

5、化的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示一个电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨两边垂直在t0时刻，金属杆紧靠在最左端，杆在外力的作用下以速度v0.5 m/s向右做匀速运动当t4 s时，下列说法中正确的是()A穿过回路的磁通量为0.08 WbB流过电阻R的感应电流的方向为baC电路中感应电动势大小E0.02 VD金属杆所受到的安培力的大小为1.6104 N8.某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变。保持A的输入电压不变，开关S断开时，灯L1正常发光。则()A如果只闭合开关S，L1变暗B如

6、果只闭合开关S，A的输入功率变大C仅将滑片P上移，L1变亮D仅将滑片P上移，A的输入功率不变9如图甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根垂直导轨的光滑导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线连接；已知平行导轨MN、PQ间距为L1，导体棒ab、cd间距为L2，导轨电阻可忽略，每根导体棒在导轨之间的电阻为R。开始时匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示。则以下说法正确的是()A在t0时刻回路中产生的感应电动势E0B在0t0时间内导体棒中的电流为C在时刻绝缘丝线所受拉力为D在02t0时间内回路中电流方向是abdca10. 如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图。左线

7、圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点三.计算题11.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：（1）感应电动势的最大值；（2）

8、从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量；（3）从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量；（4）电流表的示数。12某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应。一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接。当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。问：(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应

9、电流是从C端还是从D端流出？(2)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系。(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？13如图所示，质量为M的足够长U形光滑金属导轨abcd放置在倾角为30的光滑绝缘斜面上并用细线(图中虚线)拴在固定于斜面上的G、H两点上，bc段电阻为R，其余段电阻不计另一电阻为R、质量为m、长度为L的导体棒PQ放置在导轨上，紧挨导体棒PQ左侧有两个固定于斜面上的光滑立柱，使导体棒静止，导体棒PQ始终与导轨垂直且接触良好，PbcQ构成矩形导轨bc段长为L，以ef为界，其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，上方存在沿斜面向上的匀强磁场，磁感应强

10、度大小均为B，烧断细线后，导轨向下运动过程中，导体棒PQ始终不脱离导轨(1)若质量Mm，求金属导轨abcd在斜面上运动的过程中，导体棒PQ与导轨abcd间的最小作用力；(2)要使导轨abcd运动一段时间后，导体棒PQ与导轨间无作用力，求M、m应满足的条件；(3)若在条件(1)的情况下，从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中，通过导体棒PQ的焦耳热为Q0，求金属导轨abcd在斜面上下滑的距离s.14在生产线框的流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下)，观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出是否有

11、未闭合的不合格线框其物理情境简化如下：如图所示，通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框，传送带与水平方向夹角为，以恒定速度v0斜向上运动已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ间的距离为d，磁场的磁感应强度为B.线框质量为m，电阻为R，边长为L(d2L)，线框与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g.闭合线框上边在进入磁场前线框相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于MN，当闭合线框的上边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同设传送带足够长求：(1)闭合线框的上边刚进入磁场时上边所受安培力F安的大小；(2)从闭合线框上边

12、刚进入磁场到上边刚要出磁场所用的时间t；(3)从闭合线框上边刚进入磁场到下边穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能E.15如图所示，两平行导轨间距L1.0 m，倾斜轨道光滑且足够长，与水平面的夹角30，水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度B2.5 T，水平轨道处没有磁场金属棒ab质量m0.5 kg，电阻r2.0 ，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨电阻R8.0 ，其余电阻不计当金属棒从斜面上离地高度h3.0 m处由静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离x1.25 m，而且发现金属棒从更高处静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离不变(取g

13、10 m/s2)求：(1)从高度h3.0 m处由静止释放后，金属棒滑到斜面底端时的速度大小；(2)金属棒与水平轨道间的动摩擦因数；(3)金属棒从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q2.0 C，求该过程中电阻R上产生的热量参考答案1.B【解析】 线圈abcd中产生的感应电动势ES，设线圈的电阻为R，则线圈中的电流I，则磁场对ab边的安培力大小FBBILB，由于FB大小不变，则B不变，若B随时间t均匀变化，不变，则B必然不变，选项A、C错误；若B随时间t增大，则必然减小，故选项B正确，D错误2.C【解析】 金属杆向上滑行过程中受到的安培力沿斜面向下，设运动的加速度为a1，金属杆向

14、下滑行过程中，受到的安培力沿斜面向上，设运动的加速度为a2，由牛顿第二定律分别有：Fmgsin ma1和mgsin Fma2，可知a1a2，又上滑和下滑位移相等，故金属杆向上滑行的时间小于向下滑行的时间，则选项A错误；金属杆滑行过程中，通过金属杆的电荷量qtt，而S相同，故向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量q相等，则选项C正确；电阻R上产生的热量Q2RttRqR，而电流，可知金属杆向上滑行和向下滑行时平均速度不同，易知选项B错误；克服安培力做的功W安s，向上滑行和向下滑行时位移大小s相同，安BL，由金属杆向上滑行和向下滑行的平均速度不同可知克服安培力做的功不相等，选项D错误3.D【解析】从

15、垂直中性面开始计时，感应电流的瞬时表达式为iImcos ，则电流的最大值为：Im2 A；线圈消耗的电功率为：PI2r2r4 W，故A错误；感应电流的有效值为：I A，故B错误；感应电动势的最大值为：EmImr4 V；任意时刻线圈中的感应电动势为：eEmcos t4cos t V，故C错误；任意时刻穿过线圈的磁通量为：BSsin t；根据公式EmNBSNm，可得：m，故sin t Wb，故D正确。4.B解析：穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增加，由楞次定律可知，平行板电容器的上极板电势高，下极板电势低，板间存在向下的电场，粒子受到重力和电场力而静止，因此粒子受到的电场力方向向上，电场力方向与场强方向

16、相反，粒子带负电，故A错误；对粒子，由平衡条件得：mgq，而感应电动势：E，解得：E，由法拉第电磁感应定律得：EnnS，解得：，故B正确；保持开关闭合，则极板间的电压不变，当向上移动下极板时，导致间距减小，那么电场强度增大，则电场力增大，因此粒子将向上运动，故C错误；断开开关S，电容器既不充电，也不放电，则电场强度不变，因此电场力也不变，故粒子静止不动，故D错误。5.B【解析】由题意可知:开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏,则当磁通量增大时,则指针左偏;若磁通量减小时,则右偏;当线圈A拔出,或线圈A中的铁芯拔出时,均导致磁通量减小,因此电流计指针向右偏,故A错误,B正确;滑动变阻器的滑动端

17、P匀速滑动,穿过线圈的磁通量发生变化,电流计指针都要发生偏转,故C错误;当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,电阻减小,则电流增大,导致磁通量增大,因此灵敏电流计的指针向左偏,故D错误;故选B6.BD【解析】当金属棒向右匀速运动时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等电势，故A错误，B正确。当金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路d点电势高于c点，故C错误，D正确。7. D【解析】 t4 s时，金属杆的位移大小xvt2 m，由

18、图乙知，4 s末磁感应强度B0.2 T，则穿过回路的磁通量BSBxl0.08 Wb，选项A正确；金属杆切割产生的感应电动势E1Blv0.20.20.5 V0.02 V，由右手定则，切割产生的感应电流由a流过电阻R到b；由法拉第电磁感应定律，磁通量发生变化产生的感应电动势E2lx0.050.22 V0.02 V，由楞次定律，E2的电流方向由a流过电阻R到b，故流过电阻R的总的感应电流的方向为ab，选项B错误；电路中感应电动势大小EE1E20.04 V，选项C错误；电路中感应电流大小I4103 A，故金属杆所受到的安培力的大小FBBIl0.241030.2 N1.6104 N8. AB【解析】闭合

19、S，副线圈电阻减小，则消耗功率增大，B副线圈中电流增大，B原线圈中电流也增大，则R上损失的电压和功率增大，则B输入电压减小，灯泡两端电压减小，故灯泡会变暗，故A正确；根据以上分析知消耗和损失功率都增大，根据能量守恒知A的输入功率变大，故B正确；仅将滑片P上移，A副线圈匝数减小，则输出电压减小，B的输入电压减小，灯泡电压也减小，故L1变暗，消耗功率减小，则A输入功率减小，故C、D错误。9. BC【解析】由题图乙可知，回路面积SL1L2，在t0时刻回路中产生的感应电动势ESL1L2，选项A错误；0t0时间内回路中产生的感应电流大小为I，选项B正确；在时刻，由左手定则，导体棒ab所受安培力方向向左，

20、导体棒cd所受安培力方向向右，磁场磁感应强度为，安培力大小为FB0IL1，在时刻绝缘丝线所受拉力为，选项C正确；在0t0时间内磁感应强度减小，在t02t0时间内磁感应强度反向增大，根据楞次定律，回路内产生的感应电流方向为顺时针方向，即电流方向是acdba，选项D错误。10 .BD【解析】当金属棒向右匀速运动时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等电势，故A错误，B正确。当金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路d点电势高于

21、c点，故C错误，D正确。11. 【答案】(1) (2) (3) (4)【解析】（1）线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电动势的最大值。（2）在线圈从图示位置转过转的时间内,电动势的有效值为电阻R上产生的热量。（3）在线圈从题中图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为，通过R的电荷量。（4）设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得，解得，故电流表的示数为。12.(1)从C端流出(2)从D端流入mI(3)【解析】(1)线圈向下运动，线圈左、右两侧导线切割磁感线，根据右手定则，判断出感应电流方向应当从C端流出。(2)要通过供电使线圈恢复到未放重物时的位置，必须

22、在线圈中产生向上的安培力与物体重力平衡。根据左手定则，判断电流方向应当从D端流入。由FAmg，FA2nBIL，得mI。(3)设称量最大质量为mP。由mI，PI2R，得mP。13. (1)mg(2)(3)【解析】 (1)烧断细线，由于Mm，对导轨abcd由牛顿第二定律知mgsin ma.随着速度增大，加速度a减小，直至加速度为0，速度最大，此时有mgsin FA，FA最大，即vm，FAmg.对导体棒PQ受力分析知，在垂直斜面方向mgcos FANmin，经分析知导体棒PQ受到的安培力始终等于导轨bc边受到的安培力，即FAFAmg，得Nminmg.(2)要使导轨abcd运动一段时间后，导体棒PQ与导轨abcd间无作用力，则对导轨abcd和导体棒受力分析知Mgsin mgcos ，即.(3)若在条件(1)的情况下，从烧断细线到导体棒PQ与导轨