2018届高三物理二轮复习专题四电路和电磁感应第2讲电磁感应及其应用逐题对点特训

1、第2讲电磁感应及其应用1(2017山东潍坊统考)(多选)如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨电阻不计当磁场的磁感应强度为B时，将导体棒沿导轨由位置1以速度v匀速拉至位置2，导体棒所受安培力为F，通过电阻R的电荷量为q，R两端电压为U，R产生的热量为Q；当磁场的磁感应强度增大为原来的2倍时，仍将导体棒沿导轨由位置1以速度v匀速拉至位置2，下列说法正确的是(BC)A导体棒所受安培力仍为FB通过电阻R的电荷量变为2qC电阻R两端的电压变为2UD电阻R产生的热量变为2Q解析 设导体棒切割磁感线的有效长度为L，由于导体棒做匀速运动，导体棒所受的合力为零，则FBIL，I，EBLv，整理可得F，显然当磁感

2、应强度增大为原来的2倍时，安倍力变为原来的4倍，选项A错误；通过电阻的电荷量为qIt，感应电动势E，又BS，则q，因此当磁感应强度增大为原来的2倍时，通过电阻的电荷量变为原来2倍，选项B正确；因为导体棒产生的感应电动势增大为原来的2倍，因此电阻两端的电压变为原来的2倍，选项C正确；电阻R上产生的热量为QI2RtR，x为位置1、2间的距离，因此当磁感应强度增大为原来的2倍时，电阻R上产生的热量变为原来的4倍，选项D错误2(2017河南洛阳统考)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60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a

3、b垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平拉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，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平拉力F随时间t变化的图象是(D)解析 在0t1时间内，磁感应强度变化率，由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势恒定，感应电流恒定，选项A、B错误；根据楞次定律可判断出ab中感应电流方向为b指向a，导体棒所受安培力F安BIL,0t0时间内，F安水平向右，随时间均匀减小，t0t1时间内，F安水平向左，随时间均匀增大，由平衡条件可知所受水平拉力F时刻与F安等大反向

4、，选项D正确，C错误3(2017福建福州模拟)(多选)如图所示，电路中L1、L2是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈则下列判断正确的是(AD)AS刚闭合瞬间，L1灯和L2灯同时亮BS闭合后电路稳定前，L2先亮一下再逐渐变暗，L1逐渐变暗CS闭合电路稳定后，L1灯和L2灯亮度相同DS闭合电路稳定后，再断开S时，L1灯要亮一下再熄灭解析 开关S刚闭合的瞬间，由于自感线圈L产生自感电动势的作用，L1灯和L2灯同时亮，选项A正确；S闭合后电路稳定前，L2逐渐变亮，L1逐渐变暗，选项B错误；S闭合电路稳定后，L2灯亮，L1灯暗，选项C错误；S闭合电路稳定后，再断开开关S时，

5、L中产生自感电动势，L1灯要亮一下再熄灭，选项D正确4(2017河北石家庄二中模拟)如图所示，导体直导轨OM和PN平行且OM与x轴重合，两导轨间距为d，两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y轴方向的宽度按yd|sin x|的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP开始始终垂直导轨沿x轴正方向以速度v做匀速运动，规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uabx图象可能正确的是(D)解析 导体棒在匀强磁场的第一个区域内运动时，前半个区域，通过大圆环的电流为顺时针方向，且根据法拉第电磁感应定律，内圆环a端电势高于b端，后半个

6、区域，内圆环a端电势低于b端，可能正确的是图D.5(2017安徽师大附中模拟)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(C)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

7、为a1，金属杆向下滑行过程中，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

8、6(2017湖南长沙一模)(多选)不计电阻的平行金属导轨与水平面成某角度固定放置，两完全相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面如图所示，现用一平行于导轨的恒力F拉导体棒a，使其沿导轨向上运动在a运动过程中，b始终保持静止则以下说法正确的是(BD)A导体棒a做匀变速直线运动B导体棒b所受摩擦力可能变为0C导体棒b所受摩擦力可能先增大后减小D导体棒b所受摩擦力方向可能沿导轨向下解析 导体棒a先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后达到匀速导体棒b所受的安培力沿导轨向上，且不断增大，最后保持不变，故导体棒b所受的摩擦力先沿导轨向上，且不断减小，最后可能变为

9、零甚至变为沿导轨向下，故选项B、D正确7(2017福建福州质检)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(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8(2017湖北武汉4月调研)(多选)将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状

10、的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直若磁感应强度从B增大到2B，则线圈中通过的电量最小的是(BC)解析 设大圆的面积为S1，小圆的面积为S2.线圈的总电阻为R；选项A中，线圈中通过的电量为Q；选项B中，线圈中通过的电量为Q；选项C中，线圈中通过的电量为Q；选项D中，线圈中通过的电量为Q，选项B、C正确9(2017辽南协作学校期末考试)(多选)用一段截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(rR)的圆环，圆环落入磁感应强度为B的径向磁场中如图所示，当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v，则(AD)A此时整个环的电动

11、势为E2BvRB此时圆环的加速度aC忽略电感的影响，此时圆环中的电流ID如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vm解析 圆环落入磁感应强度B的径向磁场中，垂直切割磁感线，则产生的感应电动势EBlvB2Rv，选项A正确；圆环所受的安培力大小为FBI2R，此时圆环的加速度为a，md2Rr2，得ag，选项B错误；圆环的电阻为R电，圆环中感应电流为I，选项C错误；当圆环做匀速运动时，安培力与重力相等，速度最大，即有mgF，则得d2Rr2gB2R，解得vm，选项D正确10(2017福建福州质检)(多选)如图，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻R，轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的金属棒，金属棒和

12、导轨接触良好，除电阻R外，其余电阻不计，导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为l，弹性势能为Ep，重力加速度大小为g.将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则(BD)A当金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量为lB电阻R上产生的总热量等于mglEpC金属棒第一次到达A处时，其加速度方向向下D金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量，比第一次上升过程的多解析 静止时金属棒位于A处，klmg，将其由弹簧原长位置释放，当金属棒的速度最大时，加速度a0，设此时弹簧伸长量为l，导轨宽度为L，则有mgFBklklkl，故ll，选项A错误；由

13、分析知，金属棒最终静止在A处，根据能量守恒定律知mglEpQ，故QmglEp，选项B正确；金属棒第一次到达A处时，mgklma，故加速度a，负号表示方向向上，选项C错误；设金属棒运动的距离为x，则通过电阻R的电荷量qt，由于金属棒第一次下降过程的距离大于第一次上升过程的距离，故金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一次上升过程的多，选项D正确11(2017黑龙江哈尔滨第六中学一模)(多选)如图甲所示，在水平面上固定宽d1 m的金属“U”形导轨，右端接一定值电阻R0.5 ，其余电阻不计在“U”形导轨右侧a0.5 m的范围存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示在t0时

14、刻，质量m0.1 kg的导体棒以v01 m/s的初速度从距导轨右端b2 m开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数0.1，不计地球磁场的影响，g10 m/s2.用E、I、P、Q分别表示4 s内回路中的电动势大小、电流大小、电功率及电热，则下列图象正确的是(AB)解析 导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，据运动学公式有mgma，vtv0at，xv0tat2，代入数据解得t1 s，x0.5 m，导体棒1 s末已经停止运动，没有进入磁场，此后一直保持静止状态；02 s内磁通量不变，回路电动势和电流分别为E0，I0；24 s内回路产生的电动势为Ead0.1 V，电流为I0.2 A，选项A、B正确；02

15、 s内回路电流为零，24 s内回路有恒定电流，电功率PI2R0.02 W，焦耳热QI2Rt0.04 J，选项C、D错误12(2017湖南十三校联考一)(多选)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN.缓冲车的底部安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L.假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，而缓冲车厢继续向

16、前移动距离L后速度为零已知缓冲车厢与障碍物和线圈的ab边均没有接触，不计一切摩擦阻力在这个缓冲过程中，下列说法正确的是(BC)A线圈中的感应电流沿逆时针方向(俯视)，最大感应电流为B线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲C此过程中，线圈abcd产生的焦耳热为QmvD此过程中，通过线圈abcd的电荷量为q解析 缓冲过程中，线圈内的磁通量增加，由楞次定律知，感应电流方向沿逆时针方向(俯视)，感应电流最大值出现在滑块K停下的瞬间，大小应为，A项错误；线圈中的感应电流对电磁铁的作用力，使车厢减速运动，起到了缓冲的作用，B项正确；据能量守恒定律可知，车厢的动能全部转换为焦耳热，故Qmv，C

17、项正确；由qt、及n，可得q，因缓冲过程BL2，故q，D项错误13(2017山东潍坊统考)如图甲所示，半径为R的导体环内，有一个半径为r的虚线圆，虚线圆内有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化关系为Bkt.(k0且为常量)(1)求导体环中感生电动势E的大小；(2)将导体环换成内壁光滑的绝缘细管，管内放置一质量为m，电荷量为q的小球，小球重力不计，如图乙所示已知绝缘细管内各点涡旋电场的场强大小为ER，方向与该点切线方向相同小球在电场力作用下沿细管加速运动要使tt0时刻管壁对小球的作用力为0，可在细管处加一垂直于纸面的磁场，求所加磁场的方向及磁感应强度的大小解析 (1)根据法拉第电磁感应定

18、律，有E，BSktr2，得Ekr2.(2)根据楞次定律，可知小球沿逆时针方向运动，要使管壁对小球的作用力为0，需洛伦兹力方向指向圆心由左手定则，得磁场方向垂直纸面向里电场力FERq，小球运动的加速度满足Fma，t时刻速度vat0，洛伦兹力大小F洛qvB，由向心力公式，有F向mqvB，联立解得B.答案 (1)kr2(2)磁场方向垂直纸面向里14(2017海南五校模拟)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

19、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

20、在斜面上下滑的距离s.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与导轨间刚达到最小作用力的过程中，通过导体棒PQ的焦耳热为Q0，则回路总焦耳热为2Q0，由能量守恒知mgsin s2Q0mv，又vm，解得s.答案 (1)mg(2)(3)15(2017河北石家庄二中模拟)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未闭合的不合格线框其物理情境简化如下