【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应规律的综合应用 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应规律的综合应用 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应规律的综合应用 课时作业 一、选择题(本题共10小题，1～6题为单选题，7～10题为多选题)‎ ‎1．(2018·渭南模拟)如图所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B＝0.5 T，两边界间距s＝‎0.1 m，一边长L＝‎0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R＝0.4 Ω，现使线框以v＝‎2 m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是(　　)‎ 解析：A　t在0～5×10－2 s内，ab切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由楞次定律判断知感应电流方向沿顺时针方向，则a点的电势高于b点的电势，Uab为正，则ab两端电势差Uab＝E＝×BLv＝×0.5×0.2×2 V＝15×10－2 V；t在5×10－2 s～10×10－2 s内，cd边进入磁场Ⅱ后，cd边和ab都切割磁感线，都产生感应电动势，线框中感应电流为零，由右手定则判断可知，a点的电势高于b点的电势，Uab为正，所以Uab＝E＝BLv＝0.5×0.2×2 V＝0.20 V＝20×10－2 V，t在10×10－2 s～15×10－2 s内，ab边穿出磁场后，只有cd边切割磁感线，由右手定则知，a点的电势高于b点的电势，Uab为正．Uab＝E＝BLv＝×0.5×0.2×2 V＝5×10－2 V，故整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线如图A所示，故A项正确．‎ ‎2．线圈所围的面积为‎0.1 m2‎，线圈电阻为1 Ω.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．则以下说法正确的是(　　)‎ A．在时间0～5 s内，I的最大值为‎0.1 A B．在第4 s时刻，I的方向为正 C．前2 s内，通过线圈某截面的总电量为‎0.01 C D．第3 s内，线圈的发热功率最大 解析：C　由图看出，在0～1 s内图线的斜率最大，B的变化率最大，根据闭合电路欧姆定律得，I＝＝n，知磁感应强度的变化率越大，则电流越大，磁感应强度变化率最大值为0.1，则最大电流I＝ A＝‎0.01 A，故A项错误；在第4 s时刻，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，则根据楞次定律判断得知，I的方向为逆时针方向，即为负方向，故B项错误；前2 s内，通过线圈某截面的总电量q＝＝＝ C＝‎0.01 C，故C项正确；第3 s内，B没有变化，线圈中没有感应电流产生，则线圈的发热功率最小，故D项错误．‎ ‎3．(2018·汕头模拟)如图甲所示，电阻不计、间距为L的光滑平行导轨水平放置，左端连接定值电阻，电阻可忽略的金属杆ab放在导轨上且与导轨接触良好，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中．现对金属杆ab施加一外力，使金属杆ab沿导轨向右匀速运动，已知外力对ab杆做功的功率与杆的速率的平方间的关系(P－v2)如图乙所示，该图线斜率为k，则该磁场的磁感应强度为(　　)‎ A. B. C. D. 解析：C　金属杆ab沿导轨向右匀速运动，拉力做功功率等于克服安培力做功功率，即：P＝BILv，电流为：I＝＝，所以有：P＝·v2，图像的斜率为k，则有：＝k，解得：B＝，A、B、D项错误、C项正确．‎ ‎4．如图甲，水平放置的平行金属导轨可分别与定值电阻R和平行板电容器C相连，导体棒MN置于导轨上且接触良好，取向右为运动的正方向，导体棒沿导轨运动的位移－时间图像如图乙所示；导体棒始终处于垂直纸面向外的匀强磁场中，不计导轨和导体棒电阻，则0～t2时间内(　　)‎ A．若S接A，电容器a极板始终带负电 B．若S接A，t1时刻电容器两极板电压最大 C．若S接B，MN所受安培力方向先向左后向右 D．若S接B，t1时刻MN所受的安培力最大 解析：C　在x－t图像中，图像的斜率表示导体棒运动的速度，由图乙可知，0～t1时间内斜率是正、t1～t2时间内斜率为负值，则说明0～t2时间内导体棒先向右移动后向左移动．若S接A，导体棒通过金属导轨与平行板电容器C连接，0～t2时间内导体棒先向右运动后向左运动，根据右手定则可知，感应电流的方向先顺时针后逆时针，可知电容器a极板先带负电后带正电，故A项错误；若S接A，t1时刻导体瞬间静止，即导体棒不切割磁感线，故MN中无感应电动势产生，电容器两极板电压为零，即最小，故B项错误；若S接B，导体棒通过金属导轨与定值电阻R连接，0～t2时间内，导体棒先向右运动后向左运动，根据右手定则可知，电流的方向先顺时针后逆时针，由左手定则可知，MN所受安培力方向先向左后向右，故C项正确；若S接B，t1时刻MN瞬间静止，导体棒不切割磁感线，电路中无电流，MN受安培力为零(即最小)，故D项错误．‎ ‎5．(2018·钦州模拟)如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒ab横跨导轨，第一次用恒定的拉力F作用下由静止开始向右运动，稳定时速度为2v，第二次保持拉力的功率P恒定，由静止开始向右运动，稳定时速度也为2v，(除R外，其余电阻不计，导轨光滑)，在两次金属棒ab速度为v时加速度分别为a1、a2，则(　　)‎ A．a1＝a2 B．a1＝a2‎ C．a1＝a2 D．a1＝a2‎ 解析：C　金属棒ab速度为v时受到的安培力为：F安＝BIL＝BL＝，因为稳定时速度为2v，所以得：F＝，所以第一次用恒定的拉力F时，速度为v的时候加速度为a1，有：ma1＝F－f＝－＝；因为功率P＝Fv，功率P恒定，所以当速度为v时导轨所受的拉力为速度为2v的时候的两倍，两种情况在稳定的时候速度相同，所以两次在稳定时拉力相同，功率P恒定时速度为v的时候所受的拉力为‎2F，ma2＝‎2F－F安＝F，所以a1∶a2＝1∶3，故C项正确．‎ ‎6.如图所示，AB、CD为两个平行的、不计电阻的水平光滑金属导轨，处在方向垂直平面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中．AB、CD的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻．质量为m长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AC间的电阻R上产生的焦耳热为Q，则(　　)‎ A．初始时刻导体棒所受的安培力大小为 B．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为 C．当导体棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv－2Q D．当导体棒再次回到初始位置时，AC间电阻R的热功率为 解析：C　由F＝BIL及I＝，得安培力大小为FA＝，故A项错误；MN棒第一次运动至最右端的过程中AC间电阻R上产生的焦耳热为Q，回路中产生的总焦耳热为2Q.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于·2Q＝，故B项错误；MN棒第一次运动至最右端的过程中AC间电阻R上产生的焦耳热Q，回路中产生的总焦耳热为2Q.由能量守恒定律得：mv＝2Q＋Ep，此时弹簧的弹性势能Ep＝mv－2Q，故C项正确；由于回路中产生焦耳热，棒和弹簧的机械能有损失，所以当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势E

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