【物理】2020届二轮复习高考题型一专项练7　电磁感应作业

【物理】2020届二轮复习高考题型一专项练7　电磁感应作业

专项练7　电磁感应 ‎1.‎ ‎(多选)用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图所示。把它们放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里。当磁场均匀减弱时(　　)‎ A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针 B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针 C.圆环和线框中的电流大小之比为‎2‎∶1‎ D.圆环和线框中的电流大小之比为2∶1‎ ‎2.(2019天津耀华中学诊断)如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过导轨平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列过程中,一定能在导轨与导体棒构成的回路中产生感应电流的是(　　)‎ A.ab向右运动,同时使θ减小 B.使磁感应强度B减小,θ同时也减小 C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ(0°<θ<90°)‎ ‎3.‎ ‎(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场,磁场方向垂直斜面向上,磁场的宽度为2L。一边长为L的正方形导体线圈,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场瞬间和刚越过MN穿出磁场瞬间速度刚好相等。从ab边刚越过GH处开始计时,规定沿斜面向上为安培力的正方向,则线框运动的速率v与线框所受安培力F随时间变化的图线中,可能正确的是(　　)‎ ‎4.‎ ‎(多选)(2019湖南衡阳八中模拟)如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环,金属杆OM的长为l,阻值为R,M端与环接触良好,绕过圆心O的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动。阻值为R的电阻一端用导线和环上的A点连接,A点位于O点的正下方,另一端和转轴O处的端点相连接。下列判断正确的是(　　)‎ A.金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为Bl‎2‎ω‎2‎ B.通过电阻R的电流的最小值为Bl‎2‎ω‎8R,方向从Q到P C.通过电阻R的电流的最大值为Bl‎2‎ω‎4R,且P、Q两点电势满足φP>φQ D.O、M两点间电势差绝对值的最大值为Bl‎2‎ω‎3‎ ‎5.如图甲所示,单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以逆时针方向为电流正方向,以向右方向为安培力正方向,下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图象正确的是(　　)‎ ‎6.‎ ‎(多选)如图所示,相距为L的两足够长平行金属导轨固定在水平面上,导轨电阻不计,整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨上静止有质量为m,电阻为R的两根相同的金属棒ab、cd,与导轨构成闭合回路。金属棒cd左侧导轨粗糙右侧光滑。现用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,当金属棒cd运动距离为s时速度达到最大,金属棒ab与导轨间的摩擦力也刚好达到最大静摩擦力。在此过程中,下列叙述正确的是(　　)‎ A.金属棒cd的最大速度为‎2FRB‎2‎L‎2‎ B.金属棒ab上的电流方向是a向b C.整个回路中产生的热量为Fs-‎‎2mF‎2‎R‎2‎B‎2‎L‎2‎ D.金属棒ab与导轨之间的最大静摩擦力为F 专项练7　电磁感应 ‎1.AC　解析 根据楞次定律可得当磁场均匀减小时,线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同,即感应电流方向都为顺时针,A正确、B错误;设圆半径为a,则圆面积为S=πa2,圆周长为L=2πa,正方形面积为S'=2a2,正方形周长为L'=4‎2‎a,因为磁场是均匀减小的,故E=ΔB·SΔt,所以圆和正方形内的电动势之比为EE'‎‎=SS'‎=‎π‎2‎,两者的电阻之比为RR'‎‎=‎π‎2‎‎2‎,故电流之比为II'‎‎=ERE'‎R'‎=ER×R'‎E'‎=‎2‎‎2‎π×π‎2‎=‎‎2‎‎1‎,故C正确、D错误。‎ ‎2.A　解析 设回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BScos θ,若要使回路中产生感应电流,则需使磁通量Φ发生变化。对A选项,S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确。对B选项,B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误。对C选项,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误。对D选项,S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错误。故只有A正确。‎ ‎3.AC　解析 根据楞次定律可得线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针;根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势E=BLv,根据电流I=BLvR;产生的安培力大小为F=BIL=B‎2‎L‎2‎vR,随速度变化而变化,ab边刚越过GH进入磁场瞬间和刚越过MN穿出磁场瞬间速度刚好相等,则进磁场过程做变减速运动,在磁场中做匀加速运动,出磁场过程做变减速运动,结合图象知A正确、B错误;根据左手定则可得线框进入磁场的过程中安培力方向向上为正,且F=BIL=B‎2‎L‎2‎vR;线框完全进入磁场后,安培力为零;出磁场的过程中安培力方向向上,且等于进入磁场时的安培力,所以C正确、D错误。故选AC。‎ ‎4.AD　解析 M端线速度为v=ωl,OM切割磁感线的平均速度为v‎=‎v‎2‎,OM转动切割磁感线产生的电动势恒为:E=Blv‎2‎‎=‎‎1‎‎2‎Bl2ω,A正确;当M端位于圆环最上端时,圆环两部分电阻相等时,并联电阻最大,电流最小,R并=R,通过电阻R的电流的最小值为Imin=E‎3R‎=‎Bl‎2‎ω‎6R,‎ 根据右手定则可得电流方向从Q到P,B错误;当M位于最下端时,圆环接入电路的电阻为0,此时有最大电流:Imax=E‎2R‎=‎Bl‎2‎ω‎4R,根据右手定则可得电流方向从Q到P,P、Q两点电势满足φP<φQ,C错误;OM作为电源,外电阻增大,总电流减小,内电压减小,路端电压增大,所以外电阻最大时,O、M两点间电势差的绝对值最大,其最大值为:U=Imin×2R=Bl‎2‎ω‎3‎,D正确;故选A、D。‎ ‎5.B　解析 0~0.5T时间内,磁感应强度减小,方向垂直纸面向里,由楞次定律可知,产生的感应电流沿顺时针方向,为负,同理可知,0.5T~T时间内,电流为正,由法拉第电磁感应定律可知,0~0.5T时间内通过bc段导线的电流是0.5T~T时间内通过bc段导线的‎1‎‎2‎,A错,B对;由安培力公式F=BIL,I=ER,E=ΔΦΔt‎=‎ΔBΔtS可知,t=T时bc段导线受到的安培力大小是t=0时bc段导线受到的安培力大小的4倍,C、D均错。‎ ‎6.AD　解析 cd棒速度最大时,所受的安培力与拉力F二力平衡,则有:F=BIL=BLBLv‎2R‎=‎B‎2‎L‎2‎v‎2R,则得cd的最大速度为:v=‎2FRB‎2‎L‎2‎,故A正确。根据右手定则判断可知cd棒中感应电流的方向由c向d,则ab上的电流方向是由b向a,故B错误。根据能量守恒定律得:整个回路中产生的热量为:Q=Fs-‎1‎‎2‎mv2=Fs-‎2mF‎2‎R‎2‎B‎4‎L‎4‎,故C错误。cd棒的速度达到最大时ab棒所受的静摩擦力最大,ab棒所受的最大静摩擦力等于安培力,由于两棒所受的安培力大小相等,所以金属棒ab与轨道之间的最大静摩擦力等于F,故D正确。故选AD。‎