2022年高考物理一轮复习 28《电磁感应定律的综合应用》试题

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1、2022年高考物理一轮复习 28电磁感应定律的综合应用试题1.(xx上海黄浦区期末质量监测)如图甲所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的铜圆环,规定从上向下看时,铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向.图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图象,则磁场B随时间t变化的图象可能是下图中的()2.如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区域，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B，以磁场区左边界为y轴建立坐标系，磁场区域在y轴方向足够长，在x轴方向宽度均为a.矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合，AD边长为a.线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直，线框

2、中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向)（ ）3.如图甲所示,bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示,PQ能够始终保持静止,则0t2时间内,PQ受到的安培力F和摩擦力Ff随时间变化的图象可能正确的是(取平行斜面向上为正方向)()4.如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当棒到达位置c时速度刚好为零.设导轨

3、与棒的电阻均不计,ab=bc,则金属棒在由a到b和由b到c的两过程中()A.棒运动的加速度始终相等B.通过电阻R的电荷量之比为11C.通过电阻R的平均电流之比为11D.时间之比为(-1)15.如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.下列选项正确的是()A.P=2mgvsinB.P=3mg

4、vsinC.当导体棒速度达到时加速度大小为sinD.在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功6.(xx福建卷)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()7.有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如下图所示.该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极.电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场

5、，且接有电压表和电阻R.绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻.若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功.8.将一个矩形金属线框折成直角框架,置于倾角为=37的斜面上,ab边与斜面的底线MN平行,如图所示.=0.2m,线框总电阻R=0.02,ab边的质量m=0.01kg,其余各边的质量均忽略不计,框架可绕过c、f点的固定轴自由转动,现从t=0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度与时间的关系为B= 0.

6、5t T,磁场方向与cdef面垂直.(cos37=0.8,sin37=0.6)(1)求线框中感应电流的大小,并在ab段导线上画出感应电流的方向;(2)t为何值时框架的ab边对斜面的压力为零?9.如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角=30,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R2为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,调节电阻箱使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放.

7、(1)求金属棒下滑的最大速度vm.(2)若金属棒下滑的距离为x0时速度恰好达到最大,求金属棒由静止开始下滑2x0的过程中,整个电路产生的电热.(3)改变电阻箱R2的值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大?最大值为多少?10.如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直方向的磁场中，整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4组成，磁感应强度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1B2B.导轨左端MP间接一电阻R，质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，不计导轨的电阻.现对棒ab施加水平向右的拉力，使其从区域1磁

8、场左边界位置开始以速度v0向右做匀速直线运动并穿越n个磁场区域.(1)求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q；(2)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W；(3)规定棒中从a到b的电流方向为正，画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象；(4)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中通过电阻R的净电荷量q.解析：(1)棒产生的感应电动势EBLv0.通过棒的感应电流I.电阻R产生的焦耳热Q()2R.(2)拉力对棒ab所做的功Wn.(3)I-t图象如图所示(4)若n为奇数，通过电阻R的净电荷量q.若n为偶数，通过电阻R的净电荷量q0.注：(2)问中功W也可用功的定义式求

9、解；(4)问中的电荷量也可用(3)问中的图象面积求出.答案：(1) (2) (3)见解析图(4)或0参考答案1.解析:由It图象可知,01s铜环中磁通量均匀变化,则磁感应强度均匀变化,同理,13s磁感应强度不变,35s磁感应强度均匀变化,据此可知,B项正确.答案:B2.解析：由楞次定律可知，刚进入磁场时电流沿逆时针方向，线框在磁场中时电流沿顺时针方向，出磁场时沿逆时针方向，进入磁场和穿出磁场等效为一条边切割磁感线，在磁场中时，AB边和CD边均切割磁感线，相当于两等效电源串联，故电流为进入磁场和穿出时的两倍，所以C正确.答案：C3.解析:在0t2内,磁场随时间均匀变化,故回路中产生的感应电流大小

10、方向均恒定,所以PQ受到的安培力F=BILB,方向先沿斜面向上,t1时刻之后方向变为沿斜面向下,故A项正确、B项错;静摩擦力Ff=mgsin-BIL,若t=0时刻,mgsinBIL,则Ff沿斜面向上,若t=0时刻,mgsinv0,但相差不大,则线框进入磁场后可能先减速再匀速,B项正确;若线框的速度v=v0,则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场,D项正确;若线框的速度vv0,但相差不大,则线框进入磁场后可能先加速再匀速;若线框的速度v远小于v0,则线框进入磁场后加速,加速度减小,C项正确.答案:A7.解析：(1)设该过程产生的感应电动势为E，橡胶带运动速率为v.由：EBLv，EU，得：v.(2)

11、设电阻R消耗的电功率为P，则P.(3)设感应电流大小为I，安培力为F，克服安培力做的功为W.由：I，FBIL，WFd，得：W.答案：(1) (2) (3)8.解析:(1)由题设条件可得,E=0.02V所以感应电流I=1.0A,根据楞次定律可判断,感应电流的方向从ab.(2)ab边所受的安培力为FB=BI=0.1t,方向垂直于斜面向上,当框架的ab边对斜面的压力为零时,由平衡条件得,FB=mgcos37联立解得,t=0.8s.答案:(1)1.0A,方向从ab(2)0.8s9.解析:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,此时有,mgsin =F安,F安=BIL,I=所以mgsin =其中R总=R+2R+=6R解得,最大速度vm=.(2)由动能定理得,WG-Q=解得,放出的电热Q=2mgx0sin -=mgx0-.(3)金属棒匀速下滑时,有mgsin =BIL故总电流I=,为定值R2两端电压U=I=I故R2上消耗的功率P2=I2=当R2=4R时,R2消耗的功率最大,最大功率P2m=I2R=答案:(1)(2)mgx0-(3)4R