【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应 课时作业 (1)

【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应 课时作业 (1)

‎1．[人教版选修3－2P7第1题改编]如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框．在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是(　　)‎ A．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动 解析：保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项A错误；保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项B错误；线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动，磁通量周期性地改变，故一定有感应电流，故选项C正确；线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项D错误．‎ 答案：C ‎2．[人教版选修3－2P14第6题改编]‎ ‎(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环．后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是(　　)‎ A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动 C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流 D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流 解析：当条形磁铁插向右环时，穿过右环的磁通量增加，右环闭合产生感应电流，磁铁对右环产生安培力，阻碍两者相对运动，横杆将转动，右环远离磁铁．当条形磁铁插向左环时，左环不闭合，不产生感应电流，磁铁对左环没有安培力作用，左环将静止不动，但左环中仍产生感应电动势．故选BD.‎ 答案：BD ‎3.‎ ‎[2019·江苏苏北四市联考]如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是(　　)‎ A．电流计中的电流先由a到b，后由b到a B．a点的电势始终低于b点的电势 C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 解析：根据楞次定律的另一表达——感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因．本题中的“原因”是螺线管中磁通量先增加后减小，“效果”是回路要采取措施阻碍磁通量变化，即“来拒去留”，先对磁铁向上排斥后对磁铁向上吸引，故加速度小于g.选D.‎ 答案：D ‎4．如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向(　　)‎ A．始终为A→B→C→A B．始终为A→C→B→A C．先为A→C→B→A，再为A→B→C→A D．先为A→B→C→A，再为A→C→B→A 解析：在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面向下，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，A正确．‎ 答案：A ‎5．如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，GH是长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k.导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.图中E是电动势为E、内阻不计的直流电源，电容器的电容为C.闭合开关，待电路稳定后，下列选项正确的是 A. 导体棒中电流为 B. 轻弹簧的长度增加 C. 轻弹簧的长度减少 D. 电容器带电量为 ‎【来源】【全国百强校】福建省厦门市外国语学校2018届高三下学期5月适应性考试（最后压轴模拟）理综物理试题 ‎【答案】 D ‎【点睛】电路稳定后电容器相当于断路，根据欧姆定律求导体棒中的电流，由Q=CU求电容器的带电量．‎ ‎6．超导体的电阻为零，现有一个本来无电流的固定的超导体圆环如图所示，虚线为其轴线，在其右侧有一个条形永磁体，当永磁体从右侧远处沿轴线匀速穿过该圆环直至左侧远处的过程中，下列I-t图所反映的电流情况合理的是哪个？假设磁体中心刚好处于圆环中心为零时刻，从右向左看逆时针电流规定为正方向( )‎ A. A B. B C. C D. D ‎【来源】【全国百强校】湖北省荆州中学2018届高三全真模拟考试（二）理综物理试题 ‎【答案】 A ‎7．如图甲所示，在倾角a=370的光滑平行导轨上，有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒AB，平行于斜面底边CD由静止释放。导轨宽度L=10cm，在AB以下距离AB为x1的区域内有垂直于导轨的匀强磁场，该区域面积S=0.3m2,匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，导体棒AB在t=1s时进入磁场区域，并恰好做匀速直线运动，已知导体棒AB的电阻r等于电阻R=6Ω，导轨足够长，重力加速度g=10m/s2，则 A. 异体棒AB在磁场外运动时没有感应电流产生 B. 位移x1为3m C. 导体棒AB进入磁场后感应电动势为0.6V D. 在前2s内电路中产生的内能为0.15J ‎【来源】黑龙江省齐齐哈尔市2018届高三第三次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 B ‎【解析】A. 导体棒没有进入磁场区域时穿过回路的磁感应强度不断增大，闭合回路的磁通量发生变化，回路产生感应电流，故 A 错误；‎ B. 导体棒没有进入磁场前 , 由牛顿第二定律得： mgsinα=ma, 解得： a=6m/s2, 导体棒进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动 , 则  ，故 B 正确；‎ C. 导体棒进入磁场时的速度： v=at=6×1=6m/s ，由图 2 所示图象可知，导体棒进入磁场后磁场的磁感应强度 B=2T ，感应电动势：，故 C 错误；‎ ‎8．如图所示，间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上，导轨一端接入阻值为R的定值电阻，t=0时，质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑，t=T时，金属棒的速度恰好达到最大值vm，整个装置处于垂直斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒及导轨的电阻不计，下列说法正确的是( )‎ A. 时，金属棒的速度大小为 B. 0～T的过程中，金属棒机械能的减少量等于R上产生的焦耳热 C. 电阻R在0～内产生的焦耳热小于～T内产生的焦耳热 D. 金属棒0～内机械能的减少量大于～T内机械能的减少量 ‎【来源】普通高等学校2018届高三招生全国统一考试模拟试题（二）理科综合物理试题 ‎【答案】 C ‎【解析】A项：速度达到最大值前金属棒做加速度减小的加速运动，故相同时间内速度的增加量减小，所以时，金属棒的速度大于，故A错误；‎ B项：由能量守恒， 的过程中，金属棒机械能的减小等于R上产生的焦耳热和金属棒与导轨间摩擦生热之和，故B错误；‎ C项： 内金属棒的位移小于的位移，金属棒做加速运动，其所受安培力增大，所以内金属棒克服安培力做功更多，产生的电能更多，电阻R上产生的焦耳热更多，故C正确；‎ D项： 内的位移比内的位移大，故内滑动摩擦力对金属棒做功多，由功能关系得， 内金属棒机械能的减小量更多，故D错误。‎ 点晴：解决本题关键理解导体棒克服安培力做功等整个回路中产生的焦耳热，注意导体棒与导轨间还有摩擦产生热量，综合功能关系即可求解。‎ ‎9．如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环．当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是（）‎ A. 顺时针加速转动 B. 顺时针减速转动 C. 逆时针加速转动 D. 逆时针减速转动 ‎【来源】【全国百强校】北京市北京大学附中中学高三4月模拟仿真预测理科综合物理试题 ‎【答案】 A ‎10．两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g ‎，如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )‎ A. 金属棒在最低点的加速度小于g B. 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 C. 当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大 D. 金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度 ‎【来源】北京市人大附中2017-2018学年下学期高二第一次月考 物理试卷 ‎【答案】 AD 考点：能量守恒定律；楞次定律 ‎【名师点睛】本题运用力学的方法分析金属棒的运动情况和受力情况及功能关系，金属棒的运动情况：先向下做加速运动，后向下做减速运动，当重力、安培力与弹簧的弹力平衡时，速度最大．此题的难点是运用简谐运动的对称性分析金属棒到达最低点时的加速度与g的关系。‎ ‎11．如图甲所示，一对间距为l=20cm的平行光滑导轨放在水平面上，导轨的左端接R=1Ω的电阻，导轨上垂直放置一导体杆，整个装置处在磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。杆在沿导轨方向的拉力F作用下做初速为零的匀加速运动。测得力F与时间t的关系如图乙所示。杆及两导轨的电阻均可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，则杆的加速度大小和质量分别为( )‎ A. 20m/s2 0.5kg B. 20m/s2 0.1kg C. 10m/s2 0.5kg D. 10m/s2 0.1kg ‎【来源】【全国校级联考】百校联盟2018年高考名师猜题保温金卷物理试题（5月26日下午）‎ ‎【答案】 D ‎【解析】导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：，闭合回路中的感应电流为，由安培力公式和牛顿第二定律得：，由以上三式得，在乙图线上取两点，，，代入联立方程得： ，，选项D正确。故选D.‎ 点睛：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．‎ ‎12．如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQ之间有阻值为R的电阻，PQNM所为的面积为S，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0~2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是 A. 在0~t0和t0~2t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同 B. 在t0~2t0内，通过电阻R的电流方向为P到Q C. 在0~t0内，通过电阻R的电流大小为 D. 在0~2t0内，通过电阻R的电荷量为 ‎【来源】河北省石家庄2018届高三教学质量检测（二）理科综合物理试题 ‎【答案】 D C、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在内感应电动势：，感应电流为，故C错误；‎ D、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在内通过电阻R的电荷量为 ‎；故D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】由楞次定律判断出导体棒的运动趋势，然后判断摩擦力方向；由楞次定律求出感应电流方向；由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由欧姆定律求出感应电流；然后由电流定义式求出电荷量。‎ ‎13．（多选）水平桌面上固定着两相距为L=1m的足够长的平行金属导轨，导轨右端接电阻R=1Ω，在导轨间存在无数宽度相同的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B=1T，方向竖直向下，任意两个磁场区域之间有宽为s0=0.3的无场区，金属棒CD质量为m=0.1kg，电阻为r=1Ω。水平置于导轨上，用绝缘水平细线通过定滑轮与质量也为m的物体A相连。金属棒CD从距最左边磁场区域左边界s=0.4m处由静止释放，运动过程中CD棒始终保持与导轨垂直，在棒穿过两磁场区域的过程中，通过电阻R的电流变化情况相同，且导体棒从进入磁场开始通过每个区域的时间均相同，重力加速度为g=10m/s2，不计其他电阻、摩擦力。则下列说法正确的是（图中并未把所有磁场都画出）‎ A. 金属棒每次进入磁场时的速度为2m/s，离开磁场时速度均为1m/s B. 每个磁场区域的宽度均为d=0.8m C. 导体棒在每个区域运动的时候电阻R上产生的电热为1.3J D. 从进入磁场开始时，电流的有效值为A ‎【来源】【全国百强校】河北省衡水中学2018届高三第十六次模拟考试理科综合物理试题 ‎【答案】 AB ‎ ，解得，由，解得，即离开磁场I时的速度为，A正确；因为通过每个区域的时间相同，故通过磁场区域和通过无磁区域的时间相等，为，对金属棒；对物体A：，又知道 ‎，，联立解得，解得，B正确；导体棒的电阻和R相等，并且两者串联在电场中，故两者产生的热量相等，根据能量守恒定律可得经过每一个磁场区域时有，解得，C错误；导体棒经过一个磁场区和一个无磁区为一个周期，则在这个周期内，通过磁场时，有电流产生，其余时间无电流产生，根据有效值的定义可知，解得，D错误．‎