【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应现象中的电路和图象问题课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应现象中的电路和图象问题课时作业

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应现象中的电路和图象问题 课时作业 ‎1．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力。重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)‎ A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)‎ B．磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下 C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变 D．磁铁落地时的速率一定等于 解析　当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环)，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环)，A项正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，B项错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，机械能不守恒，C项错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度v＝，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，D项错误。‎ 答案　A　‎ ‎2．(多选)如图所示，△ABC为等腰直角三角形，AB边与x轴垂直，A点坐标为(a,0)，C点坐标为(0，a)，三角形区域内存在垂直平面向里的磁场，磁感应强度B与横坐标x的变化关系满足B＝(k为常量)，三角形区域的左侧有一单匝矩形线圈，线圈平面与纸面平行，线圈宽为a，高为‎2a，电阻为R。若线圈以某一速度 v匀速穿过磁场，整个运动过程中线圈不发生转动，则下列说法正确的是(　　)‎ A．线圈穿过磁场的过程中感应电流的大小逐渐增大 B．线圈穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q＝ C．线圈穿过磁场的过程中通过导线截面的电荷量为零 D．穿过三角形区域的磁通量为2ka 解析　线圈穿过磁场的过程中，感应电动势为E＝BLv，根据欧姆定律可得感应电流大小为I＝，由几何关系知，切割边运动距离为x时，L＝2x，解得I＝，为定值，所以A项错误；产生的焦耳热为Q＝I2Rt，而t＝，解得Q＝，所以B项错误；线圈穿过磁场的过程中，通过线圈的磁通量变化量为0，则q＝＝0，C项正确；穿过三角形区域的磁通量等于线圈发生位移a时的磁通量变化，q′＝IΔt＝，则ΔΦ′＝IRΔt＝·R·＝2ka，D项正确。‎ 答案　CD　‎ ‎3．(多选)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量m＝‎0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L1＝‎0.2 m，线圈电阻R＝2 Ω。t＝0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示。则下列说法正确的是(　　)‎ A．恒定拉力大小为0.1 N B．线圈在第2 s内的加速度大小为‎1 m/s2‎ C．线圈ab边长L2＝‎‎0.5 m D．在第2 s内流过线圈的电荷量为‎0.2 C 解析　在第1 s末，i1＝，E＝BL1v1，v1＝a1t1，F＝ma1，联立得F＝0.05 N，A项错误；在第2 s内，由题图分析知线圈做匀加速直线运动，第2 s末，i2＝，E′＝BL1v2，v2＝v1＋a2t2，解得a2＝‎1 m/s2，B项正确；在第2 s内，v－v＝‎2a2L2，得L2＝‎1 m，C项错误；q＝＝＝‎0.2 C，D项正确。‎ 答案　BD　‎ ‎4．(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝。闭合开关S的瞬间(　　)‎ A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动 D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射 解析　线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，环中感应电流由左侧看为顺时针，A项正确；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环的，B项正确；若将环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，C项错误；电池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出，D项错误。‎ 答案　AB　‎ ‎5．(2018·皖南八校第二次联考)如图所示，矩形金属线框abcd放在水平桌面上，ab边和条形磁铁的竖直轴线在同一竖直平面内，现让条形磁铁沿ab边的竖直中垂线向下运动，线框始终静止。则下列说法正确的是(　　)‎ A．ab边会切割磁感线产生感应电动势 B．ab边不会切割磁感线，因此回路中没有感应电流 C．回路中一定有顺时针方向的感应电流 D．线框有向右运动的趋势 解析　虽然ab边不会切割磁感线，但穿过线框的磁通量会发生变化，回路中会有感应电流产生，因不知道极性，所以不能判断感应电流的方向，A、B、C项均错误；根据“来拒去留”和对称性可判断线框有向右运动的趋势，D项正确。‎ 答案　D ‎6．如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是(　　)‎ A．先有从a到b的电流，后有从b到a的电流 B．先有从b到a的电流，后有从a到b的电流 C．始终有从b到a的电流 D．始终没有电流产生 解析　ab与被其分割开的两个圆环构成的回路，在ab棒运动过程中，磁通量都保持不变，无感应电流产生。‎ 答案　D　‎ ‎10.‎ 如图所示,PN与QM两平行金属导轨相距1 m,电阻不计,两端分别接有电阻R1和R2,且R1=6 Ω,ab杆的电阻为2 Ω,可在导轨上无摩擦地滑动,垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T。现ab杆以恒定速度v=3 m/s匀速向右移动,这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等。‎ ‎(1)求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?‎ 答案(1)3 Ω　(2)0.375 W　0.75 W　(3)0.75 N 解析(1)由题意知,ab杆相当于电源,由于内外功率相等,则内外电阻相等,=2,解得R2=3 Ω。‎ ‎(2)电动势E=Blv=1×1×3 V=3 V,总电流I= A=0.75 A,路端电压U=IR外=0.75×2 V=1.5 V,R1消耗的电功率P1= W=0.375 W,R2消耗的电功率 P2= W=0.75 W。‎ ‎(3)ab杆受的安培力F安=IlB=0.75×1×1 N=0.75 N。因为ab杆匀速运动,所以ab杆受的外力大小F=F安=0.75 N。‎