【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)

电磁感应 一．选择题 ‎1. （2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场边界的间距为L。一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合 (图中位置Ⅰ)，导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力)，则 ‎ A. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等 B. 上升过程中线框产生的热量与下降过程中线框产生的热量相等 C. 上升过程中，导线框的加速度逐渐增大 D. 上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率 ‎【答案】D ‎【解析】线框运动过程中要产生电能，根据能量守恒定律可知，线框返回原位置时速率减小，则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小，根据动能定理得知，上升过程中合力做功较大，故A错误；线框产生的焦耳热等于克服安培力做功，对应与同一位置，上升过程安培力大于下降过程安培力，上升与下降过程位移相等，则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功，上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多，故B错误；上升过程中，线框所受的重力和安培力都向下，线框做减速运动。设加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：，，由此可知，线框速度v减小时，加速度a也减小，故C错误；下降过程中，线框做加速运动，则有：，，，由此可知，下降过程加速度小于上升过程加速度，上升过程位移与下降过程位移相等，则上升时间短，下降时间长，上升过程与下降过程重力做功相同，则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率，D正确；故选：D。‎ ‎2.（2019广东惠州第三次调研）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环.‎ ‎ 当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流. 则 A. A可能带正电且转速增大 B. A可能带正电且转速减小 C. A可能带负电且转速减小 D. A可能带负电且转速增大 ‎【答案】AC ‎3.（2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，粗细均匀的正方形金属线框abcd位于xOy平面内，线框的bc边与x轴重合，cd边与y轴重合，线框的边长为L，总电阻为R。现让线框从图示位置由静止开始沿x轴正方向以加速度a做匀加速运动，则下列说法正确的是( )‎ A. 进入磁场时，线框中的电流沿abcda方向，出磁场时，线框中的电流沿adcba方向 B. 进入磁场时，c端电势比d端电势高，出磁场时，b端电势比a端电势高 C. a、b两端的电压最大值为 D. 线框中的最大电功率为 ‎【答案】ACD ‎4. （2019全国考试大纲调研卷3）如图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨．导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中．导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电．今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的最终运动状态是(　　)‎ ‎　　 ‎ A． 甲、丙中，棒ab最终将以相同速度做匀速运动；乙中ab棒最终静止 B． 甲、丙中，棒ab最终将以不同速度做匀速运动；乙中ab棒最终静止 C． 甲、乙、丙中，棒ab最终均做匀速运动 ‎ D． 甲、乙、丙中，棒ab最终都静止 ‎【答案】B ‎5.（2019江苏宿迁期末）如图所示，导体框位于竖直平面内，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小 B＝2.0T，水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离，导体棒MN质量m＝0.1kg，接入电 ‎ 路的电阻r＝1.0Ω；导轨宽度L＝1.0m，定值电阻R＝3.0Ω，装置的其余部分电阻可忽略不计。将导体棒MN ‎ 无初速度释放，导体棒下滑h＝2.0m高度时速度达到最大，重力加速度g＝10m/s2．则导体棒（　　）‎ A．下滑的最大速度为4m/s ‎ B．从释放到下滑h高度所经历时间为2.1s ‎ C．从释放到下滑h高度过程中，电阻R产生的热量为1.95J ‎ D．从释放到下滑h高度过程中，通过电阻R的电荷量为1C ‎【答案】BD ‎【名师解析】导体棒匀速运动时速度最大，设为v。根据＝mg得：v＝1m/s，故A错误。根 据牛顿第二定律得：mg﹣＝ma＝m，变形得：mg△t﹣△t＝m△v，两边求和得：∑mg ‎△t﹣∑△t＝∑m△v，可得：mgt﹣＝mv，解得 t＝2.1s，故B正确。从释放到下滑h高度过 程中，根据能量守恒定律得：mgh＝+Q，电阻R产生的热量为：QR＝Q，解得：QR＝1.4625J，‎ 故C错误。从释放到下滑h高度过程中，通过电阻R的电荷量为：q＝＝＝＝1C，故D 正确。‎ ‎6. （2019全国考试大纲调研卷3）如图a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量为m 的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t＝0，若磁场的宽度为b(b>3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场．此过程中v－t图象如图b所示，则(　　)‎ A．t＝0时，线框右侧边MN两端的电压为Bav0‎ B． 在t0时刻线框的速度为v0－‎ C． 线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比t0时刻线框的速度大 D． 线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中，线框中产生的电热为2Fb ‎【答案】BD ‎7．【2019江门调研】如图所示为游乐场中过山车的“磁力刹车装置”。在过山车两侧安装铜片，停车区的轨道两侧安装强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与强力磁铁的相互作用使过山车能很快地停下，下列说法中错误的是( )‎ A．过山车进入停车区时其动能转化成电能 B．过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流 C．把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果 D．过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速 ‎【答案】C ‎8. （2019江苏高邮市下学期调研）如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计．下列说法正确的是 ‎ A．闭合开关S后，A1会逐渐变亮 B．闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同 C．断开S的瞬间，a点的电势比b点低 D．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】A1与一理想二极管D连接，闭合开关S后，理想二极管D导通，A1立刻变亮，选项A错误；由于线圈L的直流电阻不计，闭合开关S稳定后，A1熄灭，选项B错误；断开S的瞬间，线圈L产生自感电动势，与二极管和灯泡A1构成回路，由于线圈L产生自感电动势为顺时针方向，理想二极管D处于反向截止状态，a点的电势比b点低，A1立即逐渐熄灭，选项C正确D错误。‎ ‎9．（2019南阳一中质检）如图（a）所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°固定在地面上，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0．5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图（b）所示。已知轨道间距为L＝2m，重力加速度取g＝10m／s2，轨道足够长且电阻不计。则 A．金属杆滑动时产生的感应电流方向是a→b→M→P→a B．当R＝0时，杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势的大小为2V ‎ C．金属杆的质量为m＝0．2kg，电阻r＝2Ω D．当R＝4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功为0．6J ‎【答案】BCD ‎10. (2019山东济南莱芜区联考)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】AC 二．计算题 ‎1.（2019江苏泰州期末）如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内，导轨间距为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好，从ab处由静止释放，若金属杆离开磁场前已做匀速运动，其余电阻均不计．求：‎ ‎(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向；‎ ‎(2) 金属杆离开磁场时速度的大小；‎ ‎(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热．‎ ‎【解析】(1) 设流过金属杆中的电流为I，由平衡条件得 mg＝BI，解得I＝(2分)‎ 所以R1中的电流大小I1＝＝　　 (2分)‎ 方向从P到M.(1分)‎ ‎2．（15分）（2019江苏高邮市第二学期质检）如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨距离为L，导轨左端接有阻值为R的定值电阻R1，两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向坚直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，现用一恒力F沿水平方向拉杆，使之由静止起向右运动，若杆出磁场前已做匀速运动，不计导轨及金属杆的电阻．求：‎ ‎（1）金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向；‎ ‎（2）金属杆做匀速运动时的速率；‎ ‎（3）金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热．‎ ‎（3）设整个过程电路中产生的总电热为Q，‎ 根据能量守恒定律得：Q=F×﹣mv2，（2分）‎ 解得：Q=FL﹣，（3分）‎