【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应作业(1)

【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应作业(1)

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应 作业 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。1～4题为单选，5～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)‎ ‎1.(2018·淮阴中学期末)如图1所示，在水平桌面上有个金属圆环，在它圆心正上方有一个条形磁铁(极性不明)，当条形磁铁下落时，可以判定(　　)‎ 图1‎ A.环将产生俯视逆时针的感应电流 B.环有缩小面积的趋势 C.环对桌面的压力将减小 D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 答案　B ‎2.(2018·射阳二中模拟)有一矩形线圈，面积为S，匝数为n，将它置于匀强磁场中，且使线圈平面与磁感线方向垂直，设穿过该线圈的磁通量为Φ，则该匀强磁场的磁感应强度大小为(　　)‎ A. B. C. D.无法判断 答案　C 解析　磁感线与线圈平面垂直，则Φ＝BS，磁感应强度：B＝，故A、B、D错误，C正确.‎ ‎3.(2018·小海中学模拟)如图2所示是两个形状相同的竖直管，左管为真空玻璃管，右管为真空铜管，使小磁石、羽毛从两管内顶端由静止释放，已知小磁石、羽毛下落过程均未与管内壁接触，则(　　)‎ 图2‎ A.左管中小磁石的下落时间小于羽毛的下落时间 B.右管中小磁石的下落时间大于羽毛的下落时间 C.两管中小磁石的下落时间相等 D.若右管足够长，落到管底端时，羽毛的速度小于小磁石的速度 答案　B 解析　左管中小磁石和羽毛都做自由落体运动，下落时间相等，故A错误；当小磁石在铜管中下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管中产生感应电流，小磁石将受到安培力的阻碍作用，而羽毛做自由落体运动，所以右管中小磁石的下落时间大于羽毛的下落时间，故B正确，C错误；在铜管中小磁石受到安培力的阻碍作用，则在右管中，落到管底端时，羽毛的速度大于小磁石的速度，故D错误.‎ ‎4.(2017·南通市第三次调研)法拉第发明了世界上第一台发电机.如图3所示，圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷M、N分别与盘的边缘和中心点接触良好，且与灵敏电流计相连.金属盘绕中心轴沿图示方向转动，则(　　)‎ 图3‎ A.电刷M的电势高于电刷N的电势 B.若只将电刷M移近N，灵敏流计的示数变大 C.若只提高金属盘转速，灵敏电流计的示数变大 D.若只将变阻器滑片向左滑动，灵敏电流计的示数变大 答案　C 解析　根据安培定则可知，穿过金属盘的磁场方向向右，由右手定则判断可知，金属盘产生的感应电流方向从M到N，则电刷N的电势高于电刷M的电势，故A错误；若仅将电刷M移近N，使电刷M、N 之间距离减小，切割磁感线的有效长度减小，产生的感应电动势减小，感应电流减小，则灵敏电流计的示数变小，故B错误；若只提高金属盘转速，感应电动势增大，感应电流增大，故灵敏电流计的示数变大，故C正确；若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流减小，磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，灵敏电流计的示数将减小，故D错误.‎ ‎5．(2019·广东七校联考)如图所示，竖直长导线通有恒定电流，一矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动。当线圈绕轴以角速度ω沿逆时针(沿轴线从上往下看)方向匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是(　BD　)‎ A．t＝0时，线圈产生的感应电动势最大 B．0～时间内，线圈中感应电流方向为abcda C．t＝时，线圈的磁通量为零，感应电动势也为零 D．线圈每转动一周电流方向改变两次 ‎[解析]　通电导线在其周围产生磁场，在其右侧产生的磁场垂直于纸面向外，离导线越远，磁场越弱，在t＝0时刻，ab边和cd边转动时，速度方向与磁场平行，故不切割磁感线不产生感应电动势，故A错误；在0～时间内，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为abcda，故B正确；t＝时，线圈的磁通量为零，ab边和cd边转动时，磁通量的变化率不为零，故感应电动势不为零，故C错误；线圈每转动一周电流方向改变两次，故D正确。‎ ‎6．(2019·广东省高三百校联考月考)如图所示，两光滑金属导轨间距为1m，固定在绝缘桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度大小为1T、方向竖直向下的有界匀强磁场中(导轨其他部分无磁场)，电阻R的阻值为2Ω，桌面距水平地面的高度为1.25m，金属杆ab的质量为0.1kg，有效电阻为1Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为0.45m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为1m。取g＝10m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。下列判断正确的是(　AC　)‎ A．金属杆刚进入磁场时，其速度大小为3m/s B．金属杆刚进入磁场时，电阻R上通过的电流大小为1.5A C．金属杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力所做的功为0.25J D．金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量为0.2C ‎[解析]　金属杆进入磁场前，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh＝mv2，解得：v＝3m/s，故A正确；金属杆切割磁感线产生感应电动势：E＝BLv，由闭合电路的欧姆定律可知，电流：I＝＝＝＝1A，故B错误；金属杆离开磁场后做平抛运动，在竖直方向上H＝gt2，水平方向上：s＝v′t，解得：v′＝2m/s，金属杆穿过匀强磁场的过程中，根据动能定理有：W安＝mv′2－mv2＝－0.25J，即克服安培力所做的功为0.25J，故C正确；金属杆穿过匀强磁场的过程中，根据动量定理有：－BILΔt＝mv′－mv，又q＝IΔt，则有：－BLq＝mv′－mv，解得：q＝0.1C，故D错误。‎ ‎7．(2018·黑龙江哈三中四模)如图所示，在磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，有一个半径r＝0.5m的金属圆环，圆环所在的平面与磁感线垂直。OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动，且A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R＝0.1Ω，图中定值电阻R1＝100Ω，R2＝4.9Ω，电容器的电容C＝100pF，圆环和连接导线的电阻忽略不计，则(　AC　)‎ A．电容器上极板带正电 B．电容器下极板带正电 C．电路中消耗的电功率为5W D．电路中消耗的电功率为4.9W ‎[解析]　根据右手定则知，感应电流的方向由O→A，但金属棒切割磁感线相当于电源，在电源内部电流从电势低处流向电势高处，故A点的电势高于O点，又由于电容器上极板与A端相接，即为正极，同理电容器下极板与O端相接，为负极，故A正确，B错误；金属棒OA产生的感应电动势E＝BL＝Br×ω＝2×0.5××20V＝5V，根据闭合电路欧姆定律得I＝＝A＝1A，则电路中消耗的电功率P消＝I2(R＋R2)＝1×5W＝5W，故C正确，D错误。‎ ‎8．(2018·河北定州中学月考)如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨右端接有阻值为R的电阻。一根质量为m、电阻为r的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以某一水平初速度向左运动，它先后经过位置a、b后，到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B，金属棒经过a、b处的速度分别为v1、v2，a、b间距离等于b、c间距离，导轨电阻忽略不计。‎ 下列说法中正确的是(　BC　)‎ A．金属棒运动到a处时的加速度大小为 B．金属棒运动到b处时通过电阻R的电流方向由Q指向N C．金属棒在a→b与b→c过程中通过电阻R的电荷量相等 D．金属棒在a处的速度v1是其在b处速度v2的倍 ‎[解析]　金属棒运动到a处时，有E＝BLv1，I＝，安培力F＝BIL＝，由牛顿第二定律得金属棒加速度a＝＝，故A错误；金属棒运动到b处时，由右手定则可知，通过电阻R的电流方向由Q指向N，故B正确；金属棒在a→b过程中，通过电阻的电荷量q1＝t＝t＝，同理，在b→c的过程中，通过电阻的电荷量q2＝，由于ΔΦ1＝ΔΦ2，可得q1＝q2，故C正确；对金属棒在b→c的过程中，对金属棒运用动量定理得－Δt＝0－mv2，而∑vΔt＝lbc，解得v2＝，同理，对金属棒在a→c的过程中，对金属棒运用动量定理得－∑Δt′＝0－mv1，而∑v′Δt′＝lac，解得v1＝，因lac＝2lbc，因此v1＝2v2，故D错误。‎ 二、非选择题(共2小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)‎ ‎9．(25分)(2019·河北名校模拟)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑。求：‎ ‎(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；‎ ‎(2)金属棒运动速度的大小。‎ ‎[答案]　(1)mg(sinθ－3μcosθ)　‎ ‎(2)(sinθ－3μcosθ) ‎[解析]　(1)设两根导线总的张力大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2。对于ab棒，由力的平衡条件得2mgsinθ＝μN1＋T＋F ①‎ N1＝2mgcosθ ②‎ 对于cd棒，同理有mgsinθ＋μN2＝T ③‎ N2＝mgcosθ ④‎ 联立①②③④式得F＝mg(sinθ－3μcosθ) ⑤‎ ‎(2)由安培力公式得F＝BIL ⑥‎ 这里I是回路abdca中的感应电流。‎ ab棒上的感应电动势为E＝BLv ⑦‎ 式中，v是ab棒下滑速度的大小。‎ 由欧姆定律得I＝ ⑧‎ 联立⑤⑥⑦⑧式得v＝(sinθ－3μcosθ) ‎10．(27分)(2018·安徽江淮十校第三次联考)如图所示，MN、PQ为两条平行的光滑金属直导轨，导轨平面与水平面夹角为θ＝30°，M、P之间接有电阻箱R，导轨所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，质量为m的金属棒ab垂直放置在轨道上，接入电路的电阻值为r，现从静止释放金属棒ab，测得金属棒的最大速度为v1，已知轨道间距为L，重力加速度取g，轨道足够长且电阻不计，求：‎ ‎(1)电阻箱接入电路的电阻值多大；‎ ‎(2)若当金属棒下滑的距离为s时，金属棒的加速度大小为a，则此时金属棒运动的时间为多少；‎ ‎(3)当金属棒沿导轨匀速下滑时，将电阻箱的电阻瞬间增大为－r，此后金属棒再向下滑动d的距离时，金属棒再次达到最大速度。求金属棒下滑d的距离过程中，回路中产生的焦耳热。‎ ‎[答案]　(1)－r　(2)＋　(3)mgd－mv ‎[解析]　(1)设电阻箱接入电路的电阻为R1，当金属棒以最大速度下滑时，有mgsinθ＝BIL 其中I＝ 又因为E＝BLv1‎ 解得R1＝－r ‎(2)设金属棒下滑的距离为s时，金属棒的速度为v2，则mgsinθ－＝ma 解得v2＝v1‎ 根据动量定理得Δt＝mΔv 故金属棒运动过程中有mgsinθ∑Δt－∑vΔt＝m∑Δv 设金属棒运动的时间为t，则∑Δt＝t，由题分析可得∑Δv＝v，∑Δ·vt＝s 故mgt－s＝mv2‎ 解得t＝＋ ‎(3)当电阻箱的电阻瞬间增大为R2＝－r后，电路中电流减小，金属棒向下做加速运动，当速度再次增大为最大速度时，有mgsinθ＝ 解得v3＝v1‎ 根据能量守恒定律，此过程中回路产生的总焦耳热Q＝mgdsinθ－＝mgd－mv