2019年高考物理一轮复习第10章电磁感应练案30电磁感应的综合应用新人教版

1、练案30电磁感应的综合应用一、选择题(本题共8小题，14题为单选，58题为多选)1(2018辽宁沈阳高三期末)如图(甲)所示，一个U型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L0.2m，有垂直于桌面向下并随时间变化的匀强磁场，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v0.5m/s向右做匀速运动。当t4s时，下列说法中错误的是(B)A穿过回路的磁通量为0.08WbB电路中感应电动势大小E0.02VC金属杆所受到的安培力的大小为1

2、.6104ND流过电阻R的感应电流随时间均匀增加解析当t4s时，金属杆的位移为：xvt0.54m2m，则穿过回路的磁通量为：BSBLx0.20.22Wb0.08 Wb，A正确；电路中感应电动势大小为：EBLv0.20.20.5VV0.04V，B错误；根据欧姆定律可得电路中的电流为：IA0.004A，金属杆所受到的安培力的大小为：FBIL0.20.0040.2N1.6104N，C正确；电路中的感应电动势EBLvSkLvtLvt(k为Bt图象的斜率)，电路中的总电阻保持不变，则流过电阻R的电流随时间均匀增加，D正确。2(2018河北冀州检测)如图所示，纸面内有一矩形导体线框abcd，置于垂直纸面向

3、里、边界为MN的匀强磁场外，线框的ab边平行磁场边界MN，线框以垂直于MN的速度匀速地完全进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1，现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则有(C)AQ2Q1q2q1BQ22Q1q22q1CQ22Q1q2q1DQ24Q1q22q1解析设ab长为L，ad长为L，则电动势EBLv，感应电流I，产生的热量QI2RtR，Q与速度成正比，所以Q22Q1；通过导体横截面的电荷量qt，三式联立解得q，与速度无关，所以q1q2，选项C正确。3(2018江苏无锡期中)磁感应强度为B的匀强磁场方向垂

4、直纸面向里，半径为L的圆形金属环总电阻为4R，圆心为O，与长为4L、电阻为2R的金属棒OA处于同一平面内，如图所示。O点在金属环圆心的正上方，OM2L。现让金属棒绕O点以角速度沿顺时针匀速转动，已知金属棒与金属环接触良好，金属棒转至图中虚线位置时，下列说法正确的是(D)A金属棒产生的感应电动势为16BL2B圆环所受安培力大小为CM、N两点的电势差大小为8BL2D圆环上的电功率为解析金属棒转至图中虚线位置时，产生的感应电动势EBlONB4L8BL2，选项A错误；金属棒转至图中虚线位置时，MN部分相当于电源，电动势EMNBlMNB2L6BL2，此时外电路的总电阻R外R，金属棒MN部分的电阻rR，则

5、MN两点的电势差，即电源MN的路端电压UMNEMN3BL2，选项C错误；圆环左右两侧中的电流I，左右两个半圆的等效长度均等于2L，故圆环所受安培力大小F2BIlMN，选项B错误；圆环上的电功率P，选项D正确。4(2018福建宁德月考)如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(C)APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后

6、增大D线框消耗的电功率先减小后增大解析设PQ左侧电路的电阻为Rx，则右侧电路的电阻为3RRx，所以外电路的总电阻为R，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ中的电流：I先减小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即FBIL，拉力的功率PBILv，先减小后增大，所以C正确；外电路的总电阻R最大为3R/4，小于电源内阻R，又外电阻先增大后减小，所以外电路消耗的功率先增大后减小，故D错误。5(2018山东枣庄检测)如图甲所示，在水平桌面上放置边长L0.2m的正方形闭合金属线圈abcd，线圈的匝数n10

7、匝、质量m0.1kg，总电阻R0.1。线圈与水平桌面之间的动摩擦因数0.2，线圈受水平桌面的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。线圈的右半边处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的左边界MN与线圈ab、cd两边平行且等距。从t0时刻起，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。取g10m/s2，下列说法正确的是(BC)At1s时刻线圈中的感应电动势的大小E0B线圈开始滑动时，将向左滑动C线圈滑动前，其导线中的电流不变，一直为I0.2AD线圈滑动前，其产生的焦耳热为Q8.0103J解析由En可知，t1s时线圈中的感应电动势不为零，A错误。由楞次定律可知：线圈中感应电流的方向为逆时针方向，01s内，由

8、左手定则可知安培力方向向右，整个变化过程中，线圈中的感应电流大小和方向均不变，En10V0.02V，感应电流I0.2A，C正确。当磁感应强度大小为B0.1T时，安培力FBIL0.10.20.2N0.004N0，所以金属棒将一直加速，A正确，B错误；由右手定则可知，金属棒a端(M板)电势高，C项正确；若微粒带负电，则静电力向上与重力反向，开始时静电力较小，如果静电力小于重力，微粒向下加速，当静电力增大到大于重力时，微粒的加速度向上，可以向下减速到零后再向上运动，D正确。8(2018河北张家口期中)如图所示，在倾角为的粗糙斜面上(动摩擦因数t2B克服摩擦力做功Wf1Wf2C在磁场中产生的焦耳热Q1

9、Q2D在第一次进入磁场的过程中通过线圈某截面的电荷量q1q2解析两线圈在未进入磁场时，均做匀减速直线运动，由动能定理可知两线圈在刚进入磁场时速度相同，将这一速度设为v，设为材料电阻率，为材料密度，线圈边长为L，线圈所受安培力为FBIL；而R，故F，此时线圈加速度agsingcos，可知线圈进入磁场过程中的加速度与线圈质量无关，即两线圈进入磁场时的加速度同步变化，速度也同步变化，同理，在返回过程中也是这样，所以全程运动时间相等，路程也相等，与二者的质量无关，A错误。克服摩擦力做功Wfmgcoss，线圈2的质量较大，故Wf1Wf2，B正确。由F，以及速度同步变化这两方面，可知安培力做功功率只与质量

10、有关，因为m1m2，所以在磁场中产生的焦耳热Q1Q2，C错误。电荷量q，因线圈2是粗线圈，横截面积大，电阻小，故在第一次进入磁场的过程中通过线圈某截面的电荷量q1q2，D正确。二、非选择题9(2018山西省太原高三上学期期末)如图甲所示，光滑绝缘斜面的倾角30，矩形区域GHIJ(GH与IJ相距为d)内存在着方向垂直于斜面的匀强磁场质量为m、边长为d的正方形闭合金属线框abcd平放在斜面上，开始时ab边与GH相距也为d，现用一平行于斜面的恒力拉动线框，使其由静止开始(t0)沿斜面向上运动，当线框完全通过磁场后运动一段时间再撤去外力。已知线框运动的过程中产生的电流I随时间t变化的 It图象如图乙所

11、示(规定电流沿abcd方向为正)。已知向上穿过磁场时线框中电流大小为I0，前后两次通过磁场产生电流的时间之比为21，重力加速度为g，斜面足够长，线框ab边始终与GH平行，求： (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；(2)线框的电阻阻值；(3)撤去外力之前线框位移的大小答案：(1)，方向垂直斜面向上(2)(3)4d解析(1)由It图象知道，线框向上和向下穿过磁场的过程都做匀速运动，设向上穿过磁场时线框的速度大小为v1，向下穿过磁场时线框的速度大小为v2，线框中电流大小为I；根据运动学公式和欧姆定律可得：向上时，v1t12d，I0RBdv1；向下时，v2t22d，IRBdv2；根据共点力的平衡

12、可得：mgsin30BId，由题设条件知道t1t221，联立解得：B；根据右手定则可知磁场方向垂直斜面向上；(2)线框向上穿过磁场时根据共点力平衡可得：Fmgsin30BI0d，线框从开始运动到ab边向上刚好进入磁场的过程中，根据动能定理可得：(Fmgsin30)dmv，再由I0RBdv1联立解得R；(3)设撤去外力前位移大小为x，线框离开磁场后作用的位移为x3d，从线框离开磁场到再次进入磁场的过程中，根据动能定理可得：F(x3d)mvmv，联立可得：x4d。10(2018山东省昌邑一中高三上学期第二次月考)如图所示，一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈

13、及导线的电阻。线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场B，电阻R两端并联一对平行金属板M、N，两板间距为d，N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OA和y轴的夹角AOy45，AOx区域为无场区。在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经过N板的小孔，从点Q(0，L)垂直y轴进入第一象限，经OA上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第一象限。求：(1)平行金属板M、N获得的电压U；(2)粒子到达Q点时的速度大小；(3)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B；答案：(1)kS(2)v(3)B(4) t(2dL)解析根据法拉第电磁感应定律，闭合线圈产生的感应电动势为：EkS因平行金属板M、N与电阻并联，故M、N两板间的电压为：UU