【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8小题，每小题8分，共64分。其中1～6为单选，7～8为多选)‎ ‎1．如图所示，平行导轨间有一矩形匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，其感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是(　　)‎ 答案　A 解析　由法拉第电磁感应定律可知E＝BLv，其中L为有效长度，也就是磁场的宽度，所以A选项正确。‎ ‎2．如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)(　　)‎ A．通过电阻R的电流方向为P→R→M B．a、b两点间的电压为BLv C．a端电势比b端电势高 D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 答案　C 解析　由右手定则可知过R的电流方向为M→R→P，A选项错误。ab棒为电源，电源内部电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C选项正确。由法拉第电磁感应定律可知，E＝BLv，由闭合电路欧姆定律得Uab＝·R＝BLv，B选项错误。由于ab杆做匀速直线运动，外力F做的功等于克服安培力做的功，等于整个电路产生的焦耳热，并非电阻R上产生的焦耳热，D选项错误。‎ ‎3．如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连接一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时(　　)‎ A．有感应电流通过电阻R，大小为 B．没有感应电流通过电阻R C．没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变 D．有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同 答案　D 解析　画等效电路如图所示，由法拉第电磁感应定律可知，E0＝Bdv，电池组的电动势E＝Bdv，所以过电阻R的电流I＝＝，A、B 错误。由等效电路可知，有感应电流流过金属环，并且左、右两部分并联，内阻相同，所以左、右两部分流过的电流相同，C错误，D正确。‎ ‎4.‎ ‎(电磁感应中的图象问题)(2017·山西四校联考)如图所示,一直角三角形金属框,向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场仅限于虚线边界所围的区域内,该区域的形状与金属框完全相同,且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上。若取顺时针方向为电流的正方向,则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图象是下图所示的(　　)‎ 答案C 解析根据楞次定律,在金属框进入磁场的过程中,感应电流的方向为逆时针方向,在出磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向,选项A、选项B错误;由E=Blv可知,金属框离开磁场过程中切割磁感线的有效长度均匀减小,故感应电动势均匀减小,由闭合电路欧姆定律可知,金属框中的感应电流均匀减小,选项D错误,选项C正确。‎ ‎5.‎ ‎(电磁感应中的图象问题)(2017·湖北黄冈质检)如图所示,虚线P、Q、R间存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,磁场宽度均为l,一等腰直角三角形导线框abc,ab边与bc边长度均为l,bc边与虚线边界垂直。现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域,从c点经过虚线P开始计时,以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向,则下列四个图象中能正确表示i-t图象的是(　　)‎ 答案A 解析由右手定则可知导线框从左侧进入磁场时,电流方向为逆时针方向,即沿正方向,且逐渐增大,导线框刚好完全进入P、Q之间的瞬间,电流由正向最大值变为零,然后电流方向变为顺时针且逐渐增加,当导线框刚好完全进入R、Q之间的瞬间,‎ 电流由负向最大值变为零。故A正确。‎ ‎6.‎ ‎(多选)(电磁感应中的图象问题)(2017·陕西咸阳三模)在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨,导轨间的距离为l。金属棒ab和cd垂直放在导轨上,两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连。棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角形的两条直角边长均为l,如图所示。从图示位置在棒ab上加水平拉力,使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区,则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b为正)(　　)‎ 答案AC 解析ab向右运动,切割磁感线,由右手定则可知,产生的感应电流方向从b到a(电流为负)。根据法拉第电磁感应定律,导体棒切割磁感线的有效长度逐渐增大,所以感应电流I随时间变化图象,A可能正确,B一定错误;在ab切割磁感线运动过程中,由于cd没有进入磁场中,不受安培力作用,在0~t0时间内,绝缘细线中张力F等于零,在cd进入磁场区域切割磁感线运动时,受到安培力作用,绝缘细线中张力F=BIl=,绝缘细线中张力F随时间变化图象C图可能正确,D图一定错误。‎ ‎10．(多选)如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中(　　)‎ A．通过R的电流方向为由外向内 B．通过R的电流方向为由内向外 C．R上产生的热量为 D．流过R的电量为 解析　金属棒从轨道最低位置cd运动到ab处的过程中，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得知通过R的电流方向为由外向内，故A项正确，B项错误；金属棒做匀速圆周运动，回路中产生正弦式交变电流，可得产生的感应电动势的最大值为Em＝BLv0，有效值为E＝Em，根据焦耳定律有Q＝t，时间为t＝，联立解得Q＝，故C项正确；通过R的电量，由公式q＝Δt＝＝＝，故D项错误。‎ 答案　AC　‎ B组·能力提升题 ‎11．如图所示，在半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场，PQM为圆内接三角形线圈，且PM为圆的直径，三角形线圈的各边由材料相同的细软弹性导线组成(不考虑导线中电流间的相互作用)。设线圈的总电阻为r，且不随形状改变，此时∠PMQ＝37°，下列说法正确的是(　　)‎ A．穿过线圈PQM中的磁通量大小为Φ＝0.96BR2‎ B．若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且B＝B0＋kt，则此时线圈中产生的感应电流大小为I＝ C．保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中有感应电流且电流方向不变 D．保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中不会产生焦耳热 解析　由几何关系知PQ＝1.2R，QM＝1.6R，则三角形面积S＝0.96R2，根据公式Φ＝BS判断可知A项正确；根据法拉第电磁感应定律E＝＝·S，I＝，联立解得I＝，B项错误；Q顺时针移动时，由几何关系知面积先增大后减小，则线圈中产生电流且方向有改变，C、D项错误。‎ 答案　A　‎ ‎12．(多选)如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧，在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。t＝0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的(　　)‎ 解析　在d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向，即正方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0；然后cd边开始切割磁感线，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0，故A项正确、B项错误；d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，ab相当于电源，电流由a到b，b点的电势高于a点，ab间的电势差Uab为负值，大小等于电流乘bc、cd、da三条边的电阻，并逐渐减小。ab边出磁场后，cd边开始切割，cd边相当于电源，电流由b到a，ab间的电势差Uab为负值，大小等于电流乘ab边的电阻，并逐渐减小，故C项错误、D项正确。‎ 答案　AD　‎