重难强化训练2　电磁感应的综合应用

1、.重难强化训练二电磁感应的综合应用时间：40分钟分值：90分一、选择题此题共10小题，每题6分，17题为单项选择，810题为多项选择1.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图8所示，在以下几段时间内，线圈中感应电动势最小的是图8A02 sB24 sC45 sD510 sD图线斜率的绝对值越小，说明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小2如图9甲所示，平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，细线拉直但没有张力开场时匀强磁场的方向如图甲所示，而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计ab、cd间电流的互相作用，那么细线中的张力大小随时间变化的情况为选项图中的 【

2、导学号：97752051】甲乙图9ABCDD0到t0时间内，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势恒定，感应电流恒定，但因磁场均匀变弱，故两导体棒上的安培力均匀变小，根据左手定那么和平衡知识知细线上有拉力，大小等于每个棒受到的安培力，当t0时刻磁场为零，安培力为零大于t0时刻后，磁场反向变强，两棒间距变小，线上无力故只有D图正确3.如图10所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场假设第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，那么图10AW1W2，q1q2 BW

3、1W2，q1q2DW1W2，q1q2C设拉出磁场的位移为x，因匀速拉出，FF安，外力做功WFxF安xBIlxxv通过导线截面电荷量qItt.因为v1v2，所以W1W2，q1q2.4.如图11所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B一个电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴匀速转动O轴位于磁场边界，周期为T.t0时刻，线框置于如下图位置，那么线框内产生的感应电流的图象为规定电流顺时针方向为正图11ABCDA由于扇形导线框匀速转动，因此导线框进入磁场的过程中产生的感应电动势和感应电流都是恒定的，选项C、D错误；线框在进入磁场和分开磁场时，有感应电流产生，当

4、完全进入时，由于磁通量不变，故无感应电流产生由楞次定律可知刚进入磁场时电流为逆时针方向，分开磁场时产生顺时针方向的电流，故A正确5在竖直方向的匀强磁场中，程度放置一圆形导体环规定导体环中电流的正方向如图12甲所示，磁场向上为正当磁感应强度B随时间t按图12乙变化时，以下能正确表示导体环中感应电流变化情况的是【导学号：97752052】甲乙图12ABCDC根据法拉第电磁感应定律有EnnS，因此在面积、匝数不变的情况下，感应电动势与磁场的变化率成正比，即与Bt图象中的斜率成正比，由图象可知02 s，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针即为正值，24 s斜率不变，电流方

5、向为逆时针，整个过程中的斜率大小不变，所以感应电流大小不变，故A、B、D错误，C正确6如图13所示，间距为L、电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨程度放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、有效电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，假设金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.以下说法正确的选项是图13A金属棒在导轨上做匀减速运动B整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C整个过程中金属棒抑制安培力做功为mv2D整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2C因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且

6、安培力随速度的减小而减小，所以金属棒向右做加速度减小的减速运动；根据E，qItt，解得x；整个过程中金属棒抑制安培力做功等于金属棒动能的减少量mv2；整个过程中电路中产生的热量等于机械能的减少量mv2，电阻R上产生的焦耳热为mv2.7如图14所示，足够长的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，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒

7、MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6【导学号：97752053】图14A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 WD15 m/s9 WB小灯泡稳定发光时，导体棒MN的运动速度稳定，所受合力为零，在沿斜面方向上：mgsin 37mgcos 37ILB，又I，其中R总2 ，代入数据可得v5 m/s，闭合回路的总功率P2 W，小灯泡和导体棒MN的电阻相等，消耗的电功率相等，都为1 W8如图15所示，将一个与匀强磁场垂直的正方形多匝线圈从磁场中匀速拉出的过程中，拉力做功的功率图15A与线圈匝数成正比B与线圈边长的平方成正比C与导线

8、的电阻率成正比D与导线横截面积成正比AD磁感应强度为B，导线的横截面积为S，电阻率为，拉出磁场时的速度为v，设线圈边长为L，匀速拉出时EnBLv，I，R，l4nL，FF安nBIL，所以PFvnBILv，所以A、D正确9.如图16所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨程度放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的程度外力F的作用由静止开场运动，外力F与金属棒速度v的关系是FF0kvF0、k是常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流

9、的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有图16ABCDBC当金属棒MN的速度为v时，MN受到的安培力FABIl，根据牛顿第二定律得金属棒MN的加速度a v，且i，URBlv，P.假设k，金属棒做匀加速直线运动，此时，it图象为直线，FAt图象为直线，URt图象为直线，Pt图象为抛物线假设k，那么金属棒做加速度增大的加速运动那么it图象、FAt图象、URt图象、Pt图象为曲线，斜率越来越大，此时选项B正确；假设k，那么金属棒做加速度减小的加速运动，加速度减为零后做匀速运动，此时it图象、FAt图象、URt图象、Pt图象为曲线，斜率越来越小，此时选项C正确10.法拉第圆盘发电机的示意图如图17

10、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【导学号：97752054】图17A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AB由右手定那么知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确；由感应电动势EBl2知，角速度恒定，那么感应电动势恒定，电流大小恒定，选

11、项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；假设变为原来的2倍，那么感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由PI2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误二、非选择题此题共2小题，共30分11. 12分如图18所示，有一垂直于纸面向里、磁感应强度B0.1 T的程度匀强磁场，垂直于匀强磁场放置一很长的U型金属框架，框架上有一导体ab保持与框架垂直接触，且由静止开场下滑ab长1 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 ，框架光滑且电阻不计，取g10 m/s2，求：图181导体ab下落的最大加速度大小；2导体ab下落的最大速度大小；3导体ab到达最大

12、速度时产生的电功率【解析】1对导体ab受力分析可知，其开场运动时所受的合力最大，即为重力由牛顿第二定律可知，最大加速度为ag10 m/s2.2导体ab下落的速度最大时，加速度为零，此时有mgF安F安BILIEBLvmax联立以上各式得：vmax m/s10 m/s.3导体ab到达最大速度时其电功率为PIE由以上各式得PW10 W.【答案】110 m/s2210 m/s310 W1218分如图19甲所示，程度面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值R2 的电阻连接，右端通过导线与阻值RL4 的小灯泡L连接在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l2 m，有一阻值r2 的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图19乙所示在t0至t4 s内，金属棒PQ保持静止，在t4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动从t0开场到金属棒运动到磁场边界