重难强化训练电磁感应定律的综合应用

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1、重难强化训练( 二 )电磁感应定律的综合应用一、选择题 ( 本题共 10 小题，每小题6 分.1 6 题为单选， 7 10 题为多选 )1粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面向里，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b 两点间电势差的绝对值最大的是()2. 如图 10 所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v 运动，从无磁场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，若取逆时针方向的电流为正方向，那么下列选项图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的变化关

2、系()图 103如图 11 所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里圆形金属环B正对磁铁，当导线在导AMN轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是()图 11A MN中电流方向NM， B被 A吸引B中电流方向 ，被A排斥MNN M BC MN中电流方向 M N， B被 A 吸引D MN中电流方向 M N， B被 A 排斥4如图 12 所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为 R( 指拉直时两端的电阻 ) ，磁感应R强度为 B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连接长度为 2a、电阻为 2的导体棒 AB，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为 v，则这时 AB

3、 两端的电压大小为 ()图 12BavBavA.B.362BavD BavC. 35. 水平放置的金属框架cdef 处于如图13 所示的匀强磁场中，金属棒ab 处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab 始终保持静止，则()图 13A ab 中电流增大， ab 棒所受摩擦力增大B ab 中电流不变， ab 棒所受摩擦力不变C ab 中电流不变， ab 棒所受摩擦力增大D ab 中电流增大， ab 棒所受摩擦力不变6. 如图 14 所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、 PQ平行放置，导轨平面与水平面的夹角为，导轨的下端接有电阻当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以

4、平行导轨平面的初速度0 冲上v导轨， ab 上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab 以相同的初速度从同一位置冲上导轨，ab 上升的最大高度为h，两次运动中 ab 始终与两导轨垂直且接触良好，关于上述情景，下列说法中正确的是()图 14A比较两次上升的最大高度，有HhB比较两次上升的最大高度，有HhC无磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D有磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生7. 一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图 15所示，磁感应强度 B 0.5 T ，导体棒 ab、 cd 长度均为 0.2 m ，电阻均为

5、 0.1 ，重力均为0.1N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升 ( 导体棒 ab、 cd 与导轨接触良好 ) ，此时 cd 静止不动，则 ab 上升时，下列说法正确的是 ()图 15A ab 受到的拉力大小为2 NB ab 向上运动的速度为2 m/sC在 2 s 内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能D在 2 s 内，拉力做功为0.6 J8. 如图 16 所示，两条平行竖直虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l . 金属圆环的直径也为l . 圆周环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域则下列说法正确的是()图 16A感应电流的大小先增大后

6、减小再增大再减小B感应电流的方向先逆时针后顺时针C金属圆环受到的安培力先向左后向右1D进入磁场时感应电动势平均值E 2 Blv9如图 17 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()图 17A当导体棒速度达到vg时，加速度大小为sin22vgB当导体棒速度达到

7、2时，加速度大小为4sinC P 2mgvsin D 3sinPmgv10. 如图 18所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直斜面向上质量为、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，m上升高度为h，在这个过程中()图 18A金属棒所受各力的合力所做的功等于零B金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻 R上产生的焦耳热之和C恒力 F 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D恒力 F 与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热二、非选择题 ( 本题共 2 小题，共30 分)12.(15 分 ) 如

8、图 20 所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L 0.5 m ，框的电阻不计，匀强磁11 (15 分) 如图 19 所示，与两平行金属导轨相距L1 m，电阻不计，两端分别接有电阻1场的磁感应强度 1T，方向与框面垂直 ( 图中未画出 ) ，金属棒的质量为 100 g，电阻为 1，PNQMRBMN和 R，且 R6 ， ab 导体的电阻为 2，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强现让 MN无初速度的释放且与框保持接触良好并竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒21磁场的磁感应强度为 1 T 现 ab 以恒定速度 v 3 m/s匀速向右移动，这时 ab 杆上消耗的电功率某一横截面的

9、电荷量为2 C，求此过程回路中产生的电能为多少？( 空气阻力不计， g 取 10 m/s2)12与 R、 R 消耗的电功率之和相等，求：(1) R2 的阻值？(2) R1 与 R2 消耗的电功率分别为多少？(3) 拉 ab 杆的水平向右的外力 F 为多大？图 20图 19重难强化训练( 二 )电磁感应定律的综合应用参考答案1 B 磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路相当于由三个相同电阻串联，选项A、 C、 D 中、两点间电势差为外电路中一个电阻两端的电压，即1BLva、b两点间电势差，选项 B中a bU4E43 3BLv为路端电压，即 U 4E 4 ，故选 B 项 2. C 根据楞次定律，线

10、圈进入磁场的过程，穿过线圈向里的磁通量增加，产生逆时针方向的感应电流，因为速度恒定，所以电流恒定，故 A、 D 错误；离开磁场时，穿过线圈向里的磁通量减少，所以产生顺时针方向的感应电流， B 错误，故选 C.3 B MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A 的磁场方向向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律知，B 环中的感应电流产生的磁场方向向右，B被 A 排斥 B 正确， A、 C、 D错误 4 A摆到竖直位置时，ABEB a1Bav由闭合电路欧姆定2切割磁感线的瞬时感应电动势 2vER1律得， UAB R R43Bav，故 A 正确 2

11、4B5. C 由法拉第电磁感应定律Et t S 知，磁感应强度均匀增大，则ab 中感应电动势和电流不变，由 Ff F 安 BIL 知摩擦力增大，选项 C 正确 6. D 没有磁场时，只有重力做功，机械能守恒，没有电热产生，C 错误；有磁场时， ab 切割磁感线产生感应电流，重力和安培力均做负功，机械能减小，有电热产生，故ab 上升的最大高度变小，A、B 错误， D正确 22vBl7. BC 对导体棒 cd 分析： mgBIl R总，得 v2 m/s，故 B 选项正确；对导体棒ab 分析： Fmg BIl 0.2 N，选项 A 错误；在2 s 内拉力做功转化的电能等于克服安培力做的功，即W F

12、安 vt0.4 J，选项 C 正确；在2 s 内拉力做的功为 Fvt 0.8 J ，选项 D 错误 8. AB 在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势Blv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先增大后减小，同E理可以判断穿出磁场时的情况，A、 B 两项正确；根据左手定则可以判断，进入磁场和穿出磁场时12B4 l1受到的安培力都向左， C 项错误；进入磁场时感应电动势平均值E t l 4 Blv ， Dv项错误 9 AC 当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向：mgsinB2L2vv R ；当导体棒的速度达到2时，B2L2v1沿导轨

13、方向： mgsin 2R ma，解得 a 2gsin，选项 A 正确， B 错误；当导体棒第二次匀速运动时，沿导轨方向： sin2B2L2v，即 sin，此时拉力F的功率 2 2sinFmgRF mgP F vmgv，选项 C 正确， D 错误 10AD 棒匀速上升的过程有三个力做功：恒力 F 做正功，重力 G、安培力 F 安 做负功根据动能定理： W WF WG W安 0，故 A 对， B 错；恒力 F 与重力 G的合力所做的功等于导体克服安培力做的功而导体克服安培力做的功等于回路中电能( 最终转化为焦耳热) 的增加量， 克服安培力做功与焦耳热不能重复考虑，故C错，D对 11【解析】(1)

14、内外功率相等，则内外电阻相等，有R1R2 Rab 解得 R2 3 .R1 R2(2) E BLv113 V 3 VE 3总电流 I A0.75 AR4总路端电压IR外0.75 2 V 1.5 VU22221U1.5W 0.375 W2U1.5W 0.75 W.PR16PR23(3) F F 安 BIL10.75 1 N 0.75 N.12. 【解析】 金属棒下落过程先做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得：22B L vmmgR在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得：12mgh 2mvm E通过导体某一横截面的电荷量为：BhLq R 由解得：1 23220.1 10120.1322mgRq mg R10 1E mgh 2mvmBL 2B4L4 10.5J 210.5 4J 3.2J.