度高二物理期末复习单元检测电磁感应中综合问题有答案

1、电磁感应中综合问题1 (多项选择)法拉第圆盘发电机的示意图如图7所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上 ,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时 ,关于流过电阻R的电流 ,以下说法正确的选项是()A假设圆盘转动的角速度恒定 ,那么电流大小恒定B假设从上向下看 ,圆盘顺时针转动 ,那么电流沿a到b的方向流动C假设圆盘转动方向不变 ,角速度大小发生变化 ,那么电流方向可能发生变化D假设圆盘转动的角速度变为原来的2倍 ,那么电流在R上的热功率也变为原来的2倍2如下图 ,足够长平行金属导轨倾斜放置 ,倾角为37° ,宽度为0.5 m ,电阻忽略不计 ,其上端

2、接一小灯泡 ,电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置 ,质量为0.2 kg ,接入电路的电阻为1 ,两端与导轨接触良好 ,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场 ,磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放 ,运动一端时间后 ,小灯泡稳定发光 ,此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2 ,sin 37°0.6)()A2.5 m/s ,1 W B5 m/s ,1 WC7.5 m/s ,9 W D15 m/s ,9 W3如下图 ,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匀强

3、磁场中 ,M、P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 ,那么(不计导轨电阻)()A通过电阻R的电流方向为PRMBa、b两点间的电压为BLvCa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4如图甲所示 ,面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中 ,t0时 ,磁场方向垂直于线圈平面向里 ,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示线圈与右侧电路接触良好 ,电路中的电阻R4 ,电容器电容C10 F ,线圈EFG的电阻为1 ,其余局部电阻不计那么当开关S闭合 ,电路稳定后 ,在t10.1 s至t20

4、.2 s这段时间内()A电容器所带的电荷量为8×105 CB通过R的电流是2.5 A ,方向从b到aC通过R的电流是2 A ,方向从b到aDR消耗的电功率是0.16 W5一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中 ,如图甲所示 ,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示以i表示线圈中的感应电流 ,以图甲线圈上箭头所示方向的电流为正 ,那么以下的it图中正确的选项是()6如下图 ,一载流长直导线和一矩形线框固定在同一平面内 ,线框在长直导线右侧 ,且其长边与长直导线平行在t0到tt1的时间间隔内 ,长直导线中电流i发生某种变化 ,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向 ,线框受到的安培

5、力的合力先水平向左 ,后水平向右设电流i正方向与图中箭头所示方向相同 ,那么i随时间t变化的图线可能是()7如下图 ,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域 ,磁场的边界与导线框的一边平行 ,磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动 ,t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合 ,随后导线框进入并通过磁场区域以下vt图象中 ,可能正确描述上述过程的是()8 (多项选择)两根相距为L且足够长的金属直角导轨如下图放置 ,它们各有一边在同一水平面内 ,另一边垂直于水平面质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直并接触形成闭合回路 ,杆与导

6、轨之间的动摩擦因数均为 ,导轨电阻不计 ,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时 ,cd杆也正好以某一速度向下匀速运动重力加速度为g.以下说法正确的选项是 ()Aab杆所受拉力F的大小为mgBcd杆所受摩擦力为零Ccd杆向下匀速运动的速度为Dab杆所受摩擦力为2mg9 (多项选择)如下图 ,竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L ,导轨间接有一阻值为R的定值电阻 ,质量为m ,电阻为r的导体棒与两导轨始终保持垂直并良好接触 ,且无摩擦 ,整个装置放在匀强磁场中 ,磁场方向与导轨平面垂直 ,现将导体

7、棒由静止释放 ,导体棒下落高度为h时开始做匀速运动 ,在此过程中()A导体棒的最大速度为B通过定值电阻的电荷量为C导体棒克服安培力做的功等于定值电阻上产生的热量D重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量10 (多项选择)如下图 ,两根间距为d的光滑金属导轨 ,平行放置在倾角为30°的斜面上 ,导轨的右端接有一阻值为R的电阻 ,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中 ,磁场方向与导轨平面垂直导轨上有一质量为m、电阻也为R的导体棒与两导轨垂直且接触良好 ,导体棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑一段距离L后返回 ,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用以下说法正确的选项是()A导

8、体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量qB导体棒返回时先做匀加速运动 ,最后做匀速直线运动C导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生的热量QmvmgLD导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功W(mvmgL)11如下图 ,“凸字形硬质金属线框质量为m ,相邻各边互相垂直 ,且处于同一竖直平面内 ,ab边长为l ,cd边长为2l ,ab与cd平行 ,间距为2l.匀强磁场区域的上下边界均水平 ,磁场方向垂直于线框所在平面开始时 ,cd边到磁场上边界的距离为2l ,线框由静止释放 ,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前 ,线框做匀速运动 ,在ef、pq边离开磁场后 ,ab边离开磁场之前 ,线框又做匀速

9、运动线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q.线框在下落过程中始终处于原竖直平面内 ,且ab、cd边保持水平 ,重力加速度为g.求：(1)线框ab边将要离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍；(2)磁场上、下边界间的距离H.12如下图 ,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内 ,导轨间距l0.5 m ,左端接有阻值R0.3 的电阻一质量m0.1 kg ,电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上 ,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中 ,磁场的磁感应强度B0.4 T金属棒在水平向右的外力作用下 ,由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动 ,当金属棒的位移x9 m 时撤去外力 ,金

10、属棒继续运动一段距离后停下来 ,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221.导轨足够长且电阻不计 ,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求：(1)金属棒在匀加速运动过程中 ,通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF.参考答案1【答案】AB【解析】将圆盘看成无数幅条组成 ,它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流 ,根据右手定那么可知圆盘上感应电流从边缘流向中心 ,那么当圆盘顺时针(俯视)转动时 ,流过电阻的电流方向从a到b ,B对；由法拉第电磁感应定律得感生电动势EBLvBL2 ,I ,恒定时 ,I大小恒定 ,大小变化时

11、,I大小变化 ,方向不变 ,故A对 ,C错；由PI2R知 ,当变为2倍时 ,P变为原来的4倍 ,D错2【答案】B【解析】小灯泡稳定发光 ,说明导体棒MN匀速运动 ,那么有mgsin 37°mgcos 37°0 ,可得导体棒MN的运动速度v5 m/s；小灯泡消耗的电功率PI2RL1 W3【答案】C【解析】由右手定那么可知通过金属导线的电流由b到a ,即通过电阻R的电流方向为MRP ,A错误；金属导线产生的感应电动势为BLv ,而a、b两点间的电压为等效电路路端电压 ,由闭合电路欧姆定律可知 ,a、b两点间电压为BLv ,B错误；金属导线可等效为电源 ,在电源内部 ,电流从低电

12、势流向高电势 ,所以a端电势高于b端电势 ,C正确；根据能量守恒定律可知 ,外力F做的功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和 ,D错误4【答案】A5【答案】A【解析】在01 s内 ,据ES可知感应电动势恒定 ,感应电流恒定 ,且电流为逆时针方向 ,在图象中为负；12 s内 ,B不变 ,i0；23 s内 ,由E·S知i恒定 ,方向为正综合分析可知A正确6【答案】A【解析】因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强 ,而线框中左、右两边的电流大小相等 ,方向相反 ,所以其受到的安培力方向相反 ,线框的左边受到的安培力大于线框的右边受到的安培力 ,所以合力与线框的左边受力的方向相同因为线框受到

13、的安培力的合力先水平向左 ,后水平向右 ,根据左手定那么 ,线框处的磁场方向先垂直纸面向里 ,后垂直纸面向外 ,根据右手螺旋定那么 ,导线中的电流先为正 ,后为负 ,所以选项A正确 ,选项B、C、D错误7【答案】D【解析】导线框进入磁场的过程中 ,线框受到向左的安培力作用 ,根据EBLv、I、FBIL得F ,随着v的减小 ,安培力F减小 ,导线框做加速度逐渐减小的减速运动整个导线框在磁场中运动时 ,无感应电流 ,导线框做匀速运动 ,导线框离开磁场的过程中 ,根据F ,导线框做加速度减小的减速运动 ,所以选项D正确8【答案】BCD【解析】ab杆的速度方向与磁感应强度的方向平行 ,不切割磁感线 ,

14、只有cd杆运动切割磁感线设cd杆向下运动的速度为v1 ,根据闭合电路的欧姆定律及法拉第电磁感应定律有I ,EBLv1 ,cd杆只受到竖直向下的重力mg和竖直向上的安培力作用 ,因为cd杆与导轨间没有正压力 ,所以摩擦力为零由平衡条件得mgBIL ,解得cd杆向下匀速运动的速度为.ab杆的受力如下图 ,根据平衡条件可得FN2mg ,FFf2mg.综上所述 ,选项B、C、D正确9【答案】BD【解析】导体棒由静止释放后 ,当a0时 ,速度最大 ,即mgBL0 ,解得vm ,A项错误此过程中通过定值电阻的电荷量qIt·t ,B项正确导体棒克服安培力做的功等于整个电路产生的热量 ,C项错误由动

15、能定理知对导体棒有EkW重W安 ,D项正确10【答案】AD【解析】根据法拉第电磁感应定律得：E ,根据闭合电路欧姆定律得：I ,所以导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量为qI·t·t ,故A正确；由EBLv知 ,导体棒返回时随着速度的增大 ,导体棒产生的感应电动势增大 ,感应电流增大 ,由F安BIL知导体棒受到的安培力增大 ,由牛顿第二定律知 ,加速度减小 ,所以导体棒返回时先做加速度减小的变加速运动 ,最后做匀速直线运动 ,故B错误；根据能量守恒定律知 ,导体棒沿着导轨上滑过程中回路中产生的总热量为QmvmgLsin (mvmgL) ,电阻R上产生的热量为QRQ(mvmg

16、L) ,故C错误；根据功能关系可知 ,导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功等于回路中产生的总热量 ,即WQ(mvmgL) ,故D正确所以选A、D.11【答案】(1)4倍(2)28l【解析】(1)设磁场的磁感应强度大小为B ,cd边刚进入磁场时 ,线框做匀速运动的速度为v1 ,cd边上的感应电动势为E1 ,由法拉第电磁感应定律 ,有E12Blv1设线框总电阻为R ,此时线框中电流为I1 ,由闭合电路欧姆定律 ,有I1设此时线框所受安培力为F1 ,有F12I1lB由于线框做匀速运动 ,其受力平衡 ,有mgF1由式得v1设ab边离开磁场之前 ,线框做匀速运动的速度为v2 ,同理可得v2由式得v24v1(2)线框自释放直到cd边进入磁场前 ,由机械能守恒定律 ,有2mglmv线框完全穿过磁场的过程中 ,由能量守恒定律 ,有mg(2lH)mvmvQ由式得H28l.12【答案】(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J【解析】(1)设金属棒匀加速运动的时间为t ,回路的磁通量的变化量为 ,回路中的平均感应电动势为E ,由法拉第电磁感应定律得E其中Blx设回路中的平均电流为I ,