2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第3讲电磁感应规律的综合应用(一)——电路和图象练习

1、第 3 讲 电磁感应规律的综合应用（一）- 电路和图象板块三限时规范特训| 时间：4545 分钟丨I满分:100100 分一、选择题（本题共 8 8 小题，每小题 8 8 分，共 6464 分。其中 1 16 6 为单选，7 78 8 为多选）1 1 如图所示，平行导轨间有一矩形匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M N的过程中，其感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是 （）解析 由法拉第电磁感应定律可知E=BLv,其中L为有效长度，也就是磁场的宽度，所以A A 选项正确。2 2如图所示，MN PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B方向垂直导轨所在平面向里的R匀强

2、磁场中，MP间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为2 2 的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（）（）M X XX N X X XRr x x xX VXpX X Xx QA.通过电阻R的电流方向为iR-MB. a、b两点间的电压为BLvC. a端电势比b端电势高D.外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热答案 C C解析 由右手定则可知过R的电流方向为MFP, A A 选项错误。ab棒为电源，电源内部电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C C 选项正确。由法拉第电磁感应定律可知，E=BLv,由闭合电路欧姆X X

3、X X X X XX答案2等于整个电路产生的焦耳热，并非电阻R上产生的焦耳热，D D 选项错误。3 3如图所示，MN PQ为两平行金属导轨，M P间连接一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B,磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时（）B.B.没有感应电流通过电阻RC.C. 没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变D.D. 有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同答案 D D解析 画等效电路如图所示，由法拉第电磁感应定律可知，丘=Bdv

4、,电池组的电动势E=Bdv,所以过电阻R的电流1=R=BRv, A A、B B 错误。由等效电路可知，有感应电流流过金属环，并且左、右两部分并联，内阻R R4.4. 20182018 青岛质检 如图甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为6060的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定图甲中B的方向为正方向），导体棒ab垂直导轨放置与导轨接触良好， 除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。 规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0 011时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受

5、水平外力F随时间t变化的图象是（）定律得Uab=R+ 2 2- -R R=3BLV,B B 选项错误。由于3 3ab杆做匀速直线运动，外力F做的功等于克服安培力做的功,v,与导轨接触A A.有感应电流通过电阻x Mxxx xx Px x x x QxxxxR,大小为2 2dBvR3答案 D D解析 由楞次定律可判定回路中的电流始终为a方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定，A B错误；由F安=BIl可得F安随B的变化而变化，在 0 0to时间内，F安方向向右，故外力F与F安等值 反向，方向向左，为负值且逐渐减小；在toti时间内，F安方向向左，故外力F方向向右为正值且逐渐增大。综上所

6、述，D D 项正确。5.5. 20182018 湖北八校模拟 如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。t= 0 0 时刻磁场方向垂直纸面向里，在0 04 4 s s 时间内，线框ab:4答案 A A解析 在 0 02 2 s s 内和 3 34 4 s s 内磁感应强度都在均匀变化，线框中磁通量均匀变化，根据法拉第电磁感应边所受安培力5定律=竽可知线框中产生的感应电动势恒定，感应电流1=恒定，ab边受到的磁场力F=BIL，由于B在tR均匀变化，则F是均匀变化的，C C D D 错误；在 3 33.53.5 s s 内磁场方向

7、向外且逐渐减小，根据楞次定律可知，感 应电流方向为逆时针方向，由左手定则知ab边受到的安培力方向向左，为正值，B B 错误，A A 正确。6 6如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R宽度相同的水平条形区域 I和 n 内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B,I和 n之间无磁场。一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域 I 上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的答案 C C解析在穿过两磁场区域的过程中，流过电阻R上的电流及其变化情况相同，由电流体棒在两磁场区域的运动情况必须完全相同；若进入区域 i 时导体棒做匀速或加速运动，

8、做加速度为g的匀加速运动，导体棒刚进入区域 n的速度V2将大于刚进入区域 i 的速度若进入区域 i 时导体棒做减速运动，再经过无磁场的区域做加速度为g的匀加速运动，B2l2vR-mg速度V2可等于刚进入区域 I 的速度vi,且在磁场中的加速度a=随速度减小而减小，选项 C C 正确。m7 7 20172017 云南统一检测 如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，E Blv *口1=R=下可得，导再 经过无磁场的区域vi,不符合题目条件;导体棒刚进入区域 n的电流及其变化情况相同。6其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（常量k00）。回路中滑动变阻器R的最大

9、阻值为R）,滑动片P位7于滑动变阻器中央，定值电阻R= R R）、R2=闭合开关 S S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则（）A. F2两端的电压为UB.电容器的a极板带正电C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的 5 5 倍D.正方形导线框中的感应电动势为kL2答案 ACACB2解析 由法拉第电磁感应定律E=n=S有E=knr2, D D 错误；因k00,由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正电，B B 错误；由题图知外电路结构为F2与R的右半部并联，再与RR)R) 1 1功率p=P左+P右=2 21X2U+IU2= 5 5P,故 C C 正确。8.8

10、.如图甲所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L。边长为L的正方形线框abed的be边紧靠磁场边缘置于桌面上。使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图乙中的（）的左半R相串联，故R两端电压Ua=FF)FF) R)R) 1 1F0+2 2 + 2 2x2 2U=U, A A 正确；设R消耗的功率为P=IU2,则R消耗的8答案 ACAC解析 由法拉第电磁感应定律可知E=BLv,由于线圈匀加速，v=at,1= 罟，由右手定则知刚进入左 边磁场时，电流方向为逆时

11、针。在跨跃两磁场过程中，两边同时切割，方向为顺时针方向，大小斜率为单边切割的斜率的 2 2 倍，在离开右边磁场的过程中，斜率又恢复到原来的斜率，A A 选项正确，B B 选项错误。由于匀加速直线x= 1 1at：代入上式得I，同理 C C 选项正确，D D 选项错误。二、非选择题（本题共 2 2 小题，共 3636 分）9.9. 20172017 广州一模 （1818 分）如图所示，匀强磁场垂直于铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心0处，另一端紧贴圆环，可绕0匀速转动。通过电刷把铜环、环心与两块竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路，R、F2是定值电阻。带正电的小球通过绝缘细线挂在

12、两板间的M点，被拉起到水平位置；合上开关 S S,无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧。已知磁感应强度为B, a的角速度为 3 ,长度为I，电阻为r,R=R= 2 2r,铜环的电阻不计，P、Q两板的间距为d,小球的质量为m带电荷 量为q,重力加速度为g。求：（1 1）a匀速转动的方向；P、Q间电场强度E的大小；小球通过N点时对细线拉力F的大小。2 2BLat9Bw 122 2Bqwl2答案(1)顺时针转动-5d-(-5d-(3)3m一 5 5 厂解析(1)(1)依题意可知，P板带正电，Q板带负电。由右手定则可知，导体棒 导体棒a a 转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电

13、动势的大小1 12E=尹23由闭合电路的欧姆定律有1=由欧姆定律可知，PQ间的电压uRQU、U3QPQ间匀强电场的电场强度E=dI2由以上各式联立解得E=。5 5d(3)(3)设细绳的长度为L,小球到达N点时速度为V,由动能定理可得1 12mgL- EqL= g gmv2mv又F-mg=i2由以上各式得F= 3 3mg-2Bq3-。1)求导体棒ab刚要到达EF时的加速度大小a； 求两磁场边界EF和MN之间的距离I;若在导体棒ab刚要到达MN时将恒力F0撤去，求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离sa沿顺时针方向转动。1010. 20172017 湖南邵阳联考(18(18 分) )如图所示

14、，绝缘水平面内固定有一间距 滑矩形导轨AKDC导轨两端接有阻值分别为 均有方向竖直向下、磁感应强度大小B= 1 1 T T 匀强磁场 I 和 n。垂直放在导轨上的AK与EF之间某处，在方向水平向右、大小 时导体棒ab的速度大小V1= 3 3 m/sm/s;导体棒ab进入磁场 n 后，ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计。d= 1 1 m m、矩形区域电阻不计的足够长光AKFE NMC范围内r= 1 1 Q的导体棒R= 3 3 Q和R2= 6 6 Q 的定值电阻。一质量m=m= 0.20.2 kgkg，电阻F0= 2 2 N N 的恒力作用下由静止开始运动，到达导体棒ab中

15、通过的电流始终保持不变。导体棒abEF(1)(1)(2)(2)(3)(3)10Q过程中整个回路产生的焦耳热2答案 (1)5(1)5 m/sm/s (2)1.35(2)1.35 m m (3)3.6(3)3.6 m m 3.63.6 J J解析 (1)(1)导体棒ab刚要到达EF时，在磁场中切割磁感线产生感应电动势E=Bdv经分析可知，此时导体棒ab所受安培力的方向水平向左，根据牛顿第二定律，有F0-Bhd=ma,11根据闭合电路的欧姆定律，有11= 二，其中,R十rR艮R=RR十F2解得ai= 5 5 m/sm/s。(2)(2)导体棒ab进入磁场 n后，受到的安培力与Fo平衡，做匀速直线运动导体棒ab中通过的电流丨2,保持不变，则有亠BdvFo=BI2d，其中，12=，可得V2= 6 6 m/sm/sF十r设导体棒ab从EF运动到MN的过程中的加速度大小为a2。根据