2020届高考物理一轮复习人教版电磁感应的综合应用作业Word版含答案
2020届一轮复习人教版电磁感应的综合应用作业一、选择题(本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选)如图所示是世界上早期制造的发电机及电动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中．实验时用导线连接铜盘的边缘，则下列说法中正确的是(连接，用外力摇手柄使铜盘转动，闭合电路中会产生感应电流连接，用外力摇手柄使铜盘转动，则与外电源连接，当A接电源正极时，从上向下看铜盘会逆时针转动一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度大小5L，已知L长度的电阻为方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为中，有一水平放置的光滑金属框架，宽度L＝0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为的金属杆MN，且金属杆()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，由法拉第电磁感时间内通过bc段导线的电流是0.5T～T时间内通过5．(2018·辽宁沈阳高三期末)如图(甲)所示，一个U型光滑足够长的金属导轨固定在水平桌面上，电阻R＝10Ω，其余电阻均不计，两导轨间的距离L＝0.2m，有垂直于桌面向下并随时间变化的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化规律如图(乙)所示。
一个电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨两边垂直．在t＝0时刻，金属杆紧靠在最左端，杆在外力的作用下以速度v＝0.5m/s向右做匀速运动。
当t＝4s时，下列说法中错误的是(B)A ．穿过回路的磁通量为0.08WbB ．电路中感应电动势大小E ＝0.02VC ．金属杆所受到的安培力的大小为1.6×10－4N D ．流过电阻R 的感应电流随时间均匀增加[解析] 当t ＝4s 时，金属杆的位移为：x ＝v t ＝0.5×4m ＝2m ，则穿过回路的磁通量为：Φ＝BS ＝BLx ＝0.2×0.2×2Wb ＝0.08Wb ，A 正确；电路中感应电动势大小为：E ＝BL v ＋ΔΦΔt＝0.2×0.2×0.5V ＋0.084V ＝0.04V ，B 错误；根据欧姆定律可得电路中的电流为：I ＝E R ＝0.0410A ＝0.004A ，金属杆所受到的安培力的大小为：F ＝BIL ＝0.2×0.004×0.2N ＝1.6×10－4N ，C正确；电路中的感应电动势E ＝BL v ＋S ΔB Δt ＝kL v t ＋L v ΔB Δtt (k 为B －t 图象的斜率)，电路中的总电阻保持不变，则流过电阻R 的电流随时间均匀增加，D 正确。
6．(2018·福建莆田二模)如图所示，水平面上有两根平行且足够长的金属导轨，左端接有一电容器C ，导轨上搁置一金属棒，匀强磁场的方向垂直于导轨所在平面。
现让金属棒在水平恒力F 的作用下，由静止向右运动，运动过程中金属棒始终垂直于导轨，设某一时刻金属棒中的电流为I ，受到的安培力为F B ，瞬时速度为v t ，电容器上所带电荷量为Q 。
不计一切电阻和摩擦。
下列图象正确的是( AD )[解析] 根据电流的定义I ＝ΔQ Δt ＝CΔU Δt ＝CBLΔv Δt①，根据牛顿第二定律得F －BIL ＝ma ②，①代入②得F －BL CBLΔv Δt ＝ma ，其中a ＝Δv Δt ，联立得a ＝F CB 2L 2＋m，加速度是定值，所以金属棒做匀加速直线运动，即I ＝CBLa 为定值，A 正确，C 错误；因为F －F B ＝ma ，所以F B 恒定，B 错误；因为Q ＝CU ＝CBL v ＝CBLat ，所以电荷量随时间均匀增加，D 正确。
7．(2018·宁夏银川模拟)如图所示为粗细均匀的裸铜导线制成的半径为r 的圆环，PQ 为圆环的直径，其左右两侧存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，但方向相反，圆环的电阻为2R 。
一根长度为2r 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆环的圆心O 点紧贴着圆环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，则金属棒旋转一周的过程中( AC )A ．金属棒中电流的大小始终为2Bωr 23RB ．金属棒中电流方向始终由N 到MC ．电路中产生的热量为4πωB 2r 43RD ．金属棒两端的电压大小始终为23Bωr 2 [解析] 金属棒产生的电动势为金属棒在两部分磁场中分别切割磁感线产生的感应电动势之和，即E ＝2×12Br 2ω＝Br 2ω，回路的外电阻12R ，所以通过金属棒的电流I ＝E R ＋12R ＝2Bωr 23R ，MN 两端的电压U ＝I ·12R ＝13Br 2ω，A 正确，D 错误；根据金属棒MN 的旋转方向与磁场方向，由右手定则可判断出，金属棒OM 部分在左半部分磁场中时，金属棒中的电流方向由M 流向N ，当金属棒OM 部分在右半部分磁场中时，金属棒中电流方向由N 流向M ，故B 错误；MN 旋转一周外力做功为W ＝EIt ＝Br 2ω·2Bωr 23R ·2πω＝4πωB 2r 43R ，则电路中产生的热量为4πωB 2r 43R，C 正确。
8．(2018·四川雅安三诊)如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B ，导轨电阻不计，质量为m 的金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，金属棒ab 接入电路的电阻为R ，当金属棒ab 下滑距离s 时，速度大小为v ，则在这一过程中( BCD )A ．金属棒ab 运动的平均速度大小为12v B ．通过金属棒ab 某一横截面的电荷量为BLs RC ．金属棒ab 受到的最大安培力为B 2L 2v RD ．金属棒ab 克服安培力做功为mgs sin θ－12m v 2 [解析] 分析金属棒ab 的受力情况，有mg sin θ－B 2L 2v R＝ma ，分析可得ab 棒做加速度减小的加速运动，故其平均速度不等于初、末速度的平均值12v ，故A 错误；通过金属棒ab 某一横截面的电荷量q ＝IΔt ＝ΔΦΔt ·1R Δt ＝ΔΦR ＝BLs R，故B 正确；金属棒ab 受到的最大安培力为F ＝BIL ＝B 2L 2v R ，故C 正确；根据动能定理可知，mgs sin θ－W 安＝12m v 2，金属棒ab 克服安培力做功为W 安＝mgs sin θ－12m v 2，故D 正确。
二、非选择题9．(2019·东城区)随着新技术的应用，手机不断地更新换代。
新机型除了常规的硬件升级外，还支持快充和无线充电。
图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的输电线圈示意图，已知线圈匝数n ＝100，电阻r ＝1.0Ω，线圈的横截面积S ＝1.5×10－3m 2，外接电阻R ＝5.0Ω。
线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，求：(1)t ＝1.0×10－2s 时线圈中的感应电动势E ；(2)0～2.0×10－2s 内通过电阻R 的电荷量q ； (3)0～3.0×10－2s 内电阻R 上产生的热量Q 。
[答案] (1)0.6V (2)2.0×10－3C (3)3.0×10－3J [解析] (1)由图乙可知，t ＝0.01s 时刻ΔB Δt＝4T/s 根据法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝n S ΔB Δt解得E ＝0.6V(2)0～0.02s 内，I ＝E R ＋r＝0.1A 电荷量q ＝I Δt解得q ＝2.0×10－3C(3)0～0.02s 内，E ＝0.6V ，I ＝0.1A ，根据焦耳定律可以得到，R 上产生的焦耳热为 Q 1＝I 2Rt 1＝1.0×10－3J0．02～0.03s 内，E ′＝1.2V ，I ′＝0.2A ，根据焦耳定律可以得到，R 上产生的焦耳热为Q 2＝I ′2Rt 2＝2.0×10－3J所以Q 总＝Q 1＋Q 2＝3.0×10－3J10．(2018·河南南阳模拟)如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角固定放置，导轨间连接一阻值为6Ω的电阻R ，导轨电阻忽略不计。
在两平行虚线m 、n 间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B 的匀强磁场。
导体棒a 的质量为m a ＝0.4kg ，电阻R a ＝3Ω；导体棒b 的质量为m b ＝0.1kg ，电阻R b ＝6Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。
a 、b 从开始相距L 0＝0.5m 处同时由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b 刚穿出磁场时，a 正好进入磁场，(g 取10m/s 2，不计a 、b 中电流的相互作用，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)。
求：(1)a 穿过磁场时通过a 的电流和b 穿过磁场时通过b 的电流的比值；(2)a 、b 两导体棒分别匀速穿过磁场时的速度大小之比；(3)整个过程中产生的总焦耳热。
[答案] (1)4 (2)3︰1 (3)1J[解析] (1)设a 、b 棒穿过磁场时通过a 、b 棒的电流分别为I a 、I b根据平衡条件可得m a g sin53°＝BI a L ，m b g sin53°＝BI b L ，解得I a I b ＝m a m b＝4 (2)设b 棒在磁场中的速度大小为v b ，b 棒产生的电动势为E b ，有E b ＝BL v b电路中总电阻R 总1＝R b ＋RR a R ＋R a ＝8Ω，根据闭合电路欧姆定律可得I b ＝E b R 总1设a 棒在磁场中速度大小为v a ，a 棒产生的感应电动势为E a ，有E a ＝BL v a电路总电阻R 总2＝R a ＋RR b R ＋R b＝6Ω，根据闭合电路欧姆定律有 I a ＝E aR 总2 由于I a I b ＝4，所以v a v b＝3︰1 (3)b 进入磁场时速度为v b ，则此时a 棒速度也为v b ，a 距磁场上边界距离为L 0，a 棒进入磁场速度为v a ，b 棒穿过磁场时间为t ，磁场区域宽度为d由于b 刚出磁场时a 正好进入磁场则有d ＝v b t ，L 0＝12(v b ＋v a )t 解得d ＝0.25m由F 安a ＝m a g sin53°，故W a ＝m a gd sin53°＝0.8J 同理W b ＝m b gd sin53°＝0.2J在整个过程中产生的总焦耳热为Q ＝W a ＋W b ＝1J。
2020届高考物理一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业含答案
2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A．0～2 s B．2～4 sC．4～5 s D．5～10 s解析：图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小.5～10 s内图象斜率最小，故选项D正确．答案：D2．(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有() A．增加线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯解析：当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高．要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻．增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势．瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱．所以选项A、B正确，选项C、D错误．答案：AB3.如图所示，A 、B 两闭合线圈用同样导线绕成，A 有10匝，B 有20匝，两圆线圈半径之比为：1，均匀磁场只分布在B 线圈内．当磁场随时间均匀减弱时( )A ．A 中无感应电流B ．A 、B 中均有恒定的感应电流C ．A 、B 中感应电动势之比为：1 D ．A 、B 中感应电流之比为：1解析：线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt，A 、B 中感应电动势之比为：2，又因为R ＝ρl S ，故：RB ＝：1，所以：IB ＝：2，故选项A 、C 、D 错误，B 正确．答案：B 4．[2019·江西信丰县模拟](多选)如图所示，A 、B 是完全相同的两个小灯泡，L 为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则( )A ．开关S 闭合瞬间，A 、B 同时发光，随后A 灯变暗直至熄灭，B 灯变亮B ．开关S 闭合瞬间，B 灯亮，A 灯不亮C ．断开开关S 的瞬间，A 、B 灯同时熄灭D ．断开开关S 的瞬间，B 灯立即熄灭，A 灯突然闪亮一下再熄灭解析：A 项，开关闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A 、B 同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，灯A 逐渐被短路，流过A 灯的电流逐渐减小，B 灯逐渐增大，则A 灯变暗，B 灯变亮，故A 正确，B 错误；C 项，断开开关的瞬间，B 灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A 灯，所以A 灯突然闪亮一下再熄灭，故C 错误，D 正确．故选A 、D.答案：AD5.如图所示的电路，初始时开关S 闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S ，则通过电阻R 1中的电流I 随时间t 变化的图线可能是选项图中的( )解析：选D 初始时开关S 闭合，电路处于稳定状态，流过R 1的电流方向向左，大小为I 1，与R 1并联的R 2和线圈L 支路，电流I 2的方向也是向左。
2020版高考一轮复习：第10章 第3节 电磁感应定律的综合应用
甲
乙
A
B
C
D
B [对棒受力分析，棒受的静摩擦力 Ff＝F 安＝BIL，电动势 E＝ΔΔBt S，感应 电流 I＝ER＝ΔΔBt ·RS，0～1 s 和 3～4 s 内的感应电流大小和方向相同，电流从下向 上通过导体棒，安培力向左，静摩擦力向右，为正；1～2 s 和 4～5 s 内，感应 电流为零，导体棒不受安培力，也不受静摩擦力；2～3 s 和 5～6 s 内，电流从 上向下流过导体棒，安培力向右，静摩擦力向左，为负，大小和 0～1 s 内相同， 所以 B 正确。]
A
B
C
D
A [由 E＝BLv 可知，导体棒由 b 运动到 ac 过程中，切割磁感线有效长度 L 均匀增大，感应电动势 E 均匀增大，由欧姆定律可知，感应电流 I 均匀增大。 由右手定则可知，感应电流方向由 M 到 N，由左手定则可知，导体棒所受安培 力水平向左，大小不断增大，故只有选项 A 正确。]
2．(多选)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n＝1 500 匝，横截面积 S＝ 20 cm2。螺线管导线电阻 r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝5 Ω，C＝30 μF。在一段时间内， 穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正 确的是( )
甲
乙
A．螺线管中产生的感应电动势为 1.2 V B．闭合 S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 C．电路中的电流稳定后，电阻 R1 的电功率为 5×10－2 W D．S 断开后，通过 R2 的电荷量为 1.8×10－5 C
[考法指导] 电磁感应中确定电源的方法 1判断产生电磁感应现象的那一部分导体电源。 2动生问题棒切割磁感线产生的电动势 E＝Blv，方向由右手定则判断。 3感生问题磁感应强度的变化的电动势 E＝nΔΔBt·S，方向由楞次定律判断。 而电流方向都是等效电源内部负极流向正极的方向。
【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应及其应用作业
-电磁感应及其应用1．(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是()A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动2．(多选)如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动3．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是() A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化4.如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。
两细金属棒ab（仅标出a端）和cd （仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。
右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑。
2020届高考物理一轮复习人教版电磁感应现象楞次定律作业含答案
2020届一轮复习人教版电磁感应现象楞次定律作业一、选择题(本题共12小题，1～8题为单选，9～12题为多选)1．[2019·江苏省泰州市黄桥中学模拟]如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原平面内，则在线圈发生形变的过程中()A．线圈中将产生abcda方向的感应电流B．线圈中将产生adcba方向的感应电流C．线圈中的感应电流方向无法判断D．线圈中无感应电流答案：A解析：周长一定时，圆形的面积最大．现用外力在四点将线圈拉成正方形，线圈面积变小，磁通量变小，有感应电流产生，由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流，故A正确．2．[2019·江西省景德镇模拟](多选)如图所示，一根长导线弯曲成形，通以直流电流I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流I增大的过程中，下列判断正确的是()A．金属环中无感应电流产生B．金属环中有逆时针方向的感应电流C．悬挂金属环C的绝缘线的拉力大于环的重力D．悬挂金属环C的绝缘线的拉力小于环的重力答案：BC解析：由Φ＝BS知，金属环的面积S不变，I增大，B增大，所以金属环中有感应电流产生，A错误；由楞次定律得，金属环中感应电流方向沿逆时针，B正确；由于环的上半部分所在处的磁感应强度大于下半部分所在处的，由左手定则可知F安方向向下，所以F拉＝mg＋F安，拉力大于重力，C正确，D错误．3.[2019·天津市耀华中学诊断]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BD ．ab 向右运动，同时增大磁感应强度B 和θ(0°<θ<90°)答案：A解析：设回路面积为S ，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，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，cosθ增大，则Φ增大，A 正确．对B 选项，B 减小，θ减小，cosθ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，c osθ减小，Φ可能不变，D 错误．故只有A 正确． 4.[2019·湖北省部分重点中学考试]如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘以角速度ω逆时针匀速转动，下列说法正确的是( )A ．回路中不会产生感应电流B ．回路中会产生大小不变、方向变化的感应电流C ．回路中电流的大小和方向都周期性变化，周期为2πωD ．回路中电流方向不变，从b 导线流进电流表答案：D解析：圆盘转动可等效看成无数径向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径，由右手定则可知，每个导体的电流方向均从边缘指向圆心，即回路中电流方向不变，从b 导线流进电流表，A 错误，D 正确；铜盘转动产生的感应电动势为：E ＝12BL2ω，L 为圆盘半径，B 、L 、ω不变，则E 不变，感应电流大小为：I ＝E R，可知电流大小恒定不变，B 、C 错误． 5．(2019·邯郸摸底)下列四幅演示实验图中，实验现象能正确表述实验结论的是( B )A ．图甲用磁铁靠近轻质铝环A ，A 会靠近磁铁B ．图乙断开开关S ，触点C 不立即断开C．图丙闭合开关S时，电流表有示数，断开开关S时，电流表没有示数D．图丁铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快[解析]图甲用磁铁靠近轻质铝环A，由于A环中发生电磁感应，根据楞次定律可知，A将远离磁铁，故A错误；图乙断开开关S，由于B线圈中发生电磁感应现象阻碍电流的减小，因此线圈仍有磁性，触点C不立即断开，故B正确；图丙闭合开关S和断开开关S时均会发生电磁感应，因此电流表均有示数，故C错误；当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生安培力导致铜盘转动受到阻碍，因此铜盘将转慢，故D错误。
2020届高考物理一轮复习人教版电磁感应中的电路和图象问题作业Word版含答案
由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的10 m/s2，sin 37°＝0.6)()随时间变化的图象正确的是()解析：当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达到最大；此后向外的磁通量增加，总磁通量减小；当运动到2.5L时，磁通量最小，故选项线框进入第一个磁场时，由E＝BLv可知，E保持不变，而开始进入第二个磁场时，两边同时切割磁感线，电动势应为2BLv，故选项B错误；因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故选项C错误；拉力的功率P＝Fv，因速度不变，而线框在第一个磁场时，位置沿导轨向右运动，经过t＝1 s刚好进入磁场区域．求金属棒刚进入磁场时：金属棒切割磁感线产生的电动势；小灯泡两端的电压和金属棒受到的安培力．棒只受拉力，由牛顿第二定律得，金属棒进入磁场前的加速度a＝Fm＝10 m/s2.(2)小灯泡与电阻R 并联，R 并＝R·RL R ＋RL ＝2 Ω，通过金属棒的电流大小I ＝E R 并＋r＝0.4 A ，小灯泡两端的电压U ＝E －Ir ＝1 V －0.4×0.5 V ＝0.8 V .金属棒受到的安培力大小FA ＝BIl ＝0.2×0.4×0.5 N ＝0.04 N ，由右手定则和左手定则可判断安培力方向水平向左．答案：(1)1 V(2)0.8 V 0.04 N ，方向水平向左7．(多选)如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B 的正方向，螺线管与U 形导线框cdef 相连，导线框cdef 内有一半径很小的金属圆环L ，圆环与导线框cdef 在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是( )A ．在t1时刻，金属圆环L 内的磁通量为零B ．在t2时刻，金属圆环L 内的磁通量为零C ．在t1～t2时间内，金属圆环L 内有顺时针方向的感应电流D ．在t1～t2时间内，金属圆环L 有扩张趋势解析：由题中图乙的B －t 图象可知，t1时刻磁感应强度的变化率为零，则感应电流为零，L 内的磁通量为零，选项A 正确；在t2时刻，磁感应强度为零，但是磁感应强度的变化率最大，则感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大，选项B 错误；在t1～t2时间内，磁感应强度的变化率不断变大，则线框内的感应电流不断变大，根据楞次定律可知，线框中的电流方向由f 到c ，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律可知，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，选项C 正确；在t1～t2时间内，L 内的磁通量增加，由楞次定律可以确定L 必须减小面积以达到阻碍磁通量增加的目的，故有收缩趋势，选项D 错误．答案：AC8．如图所示，直角三角形ADC 区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，AD 边长为2L ，直角三角形导线框abc 与直角三角形ADC 相似，ab 边长为L ，∠ACD ＝∠acb ＝30°，线框在纸面内，且bc 边和DC 边在同一直线上，bc 边为导线，电阻不计，ab 边和ac 边由粗细均匀的金属杆弯折而成．现用外力使线框以速度v 匀速向右运动通过磁场区域，则线框在通过磁场的过程中，Uab 随时间变化的关系图象正确的是( )解析：线框进入磁场的过程中，ac 边切割磁感线的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，a 、b 两端的电势差Uab 均匀增大，当ab 边刚要进入磁场时，感应电动势最大，线框运动的速度为v ，最大感应电动势E ＝BLv ，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，由于ac 边长为ab 边长的2倍，Uab ＝－13BLv ；线框进入磁场后，回路中没有感应电流，Uab ＝－BLv ；在线框出磁场的过程中，线框ab 边切割磁感线，且切割磁感线的有效长度随时间均匀减小，且ac 边刚出磁场时，感应电动势最大，为E ＝BLv ，此时Uab＝－23BLv ，选项B 正确． 答案：B9.如图所示，间距为L 的光滑平行金属导轨弯成“∠”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成θ角，导轨与固定电阻相连，整个装置处于竖直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中．导体棒ab 与cd 均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好，两导体棒的电阻均与阻值为R 的固定电阻相等，其余部分电阻不计，当导体棒cd 沿导轨向右以速度v 匀速滑动时，导体棒ab 恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒ab 的重力为mg ，则( )A ．导体棒cd 两端的电压为BLvB ．t 时间内通过导体棒cd 横截面的电荷量为2BLvt 3RC ．cd 棒克服安培力做功的功率为B2L2v2RD ．导体棒ab 所受安培力为mgsin θ解析：根据题意画出等效电路如图甲所示．导体棒cd 产生的感应电动势为E ＝BLv ，导体棒cd 两端的电压是路端电压，为13E ＝13BLv ，选项A 错误；通过cd 棒的电流I ＝E 0.5R ＋R ＝BLv 1.5R，在时间t 内通过导体棒cd 横截面的电荷量为q ＝It ＝2BLvt 3R，选项B 正确；对ab 棒进行受力分析如图乙所示，由于ab 棒静止，所以ab 棒所受安培力Fab ＝mgtanθ，选项D 错误；由功能关系知cd 棒克服安培力做功的功率等于整个电路的电功率，为P ＝E20.5R ＋R＝B2L2v21.5R ，选项C 错误． 答案：B10．[2019·北京顺义高三一模]如图，在竖直向下的磁感应强度为B ＝1.0 T 的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内，相距为L ＝0.4 m ．一质量为m ＝0.2 kg 、电阻R0＝0.5 Ω的导体棒ab 垂直于MN 、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好．若轨道左端P 点接一电动势为E ＝1.5 V 、内阻为r ＝0.1 Ω的电源和一阻值R ＝0.3 Ω的电阻．轨道左端M 点接一单刀双掷开关K ，轨道的电阻不计．求：闭合瞬间导体棒受到的磁场力F；闭合后导体棒运动稳定时的最大速度导体棒运动稳定后，单刀双掷开关K与1断开，然后与2和导体棒前冲的距离x.。
2020届高考物理一轮复习人教版法拉第电磁感应定律自感涡流作业Word版含答案
＝2B0B0S0，所以两个过程线框中的感应电动势相等，比值为为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强
，而金属圆盘产生的
韶关市高三调研考试](多选)如图所示，先后以速度匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，
1
：I＝：1
1
：I2＝：
．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2＝：1
．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2＝：1
1
：I＝：1，选项A正确，选项
联立得Q1：Q2＝：1，选项
1
：q＝：1，选项D正确．
AD
如图甲是矩形导线框，电阻为
2S，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场为正，则关于线框中
时间内的感应电流的说法正确的是()
．感应电流的方向为顺时针方向
．感应电流的方向为逆时针方向
．感应电流的大小为B0S Rt
()
．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的
连接的是电压表的正接线柱
．若圆盘匀速转动的时间为t，则该过程中克服安培力做功
abc放置在匀强磁场中，
边向上．当金属框绕
三点的电势分别为φa、
，金属框中无电流
如图所示，质量为m＝0.04 kg
放置在一光滑绝缘斜面上，线框用一平行斜面的细θ＝30°.线框的一半处于磁场中，磁场的磁
OA以角速度ω0顺时针转动(俯视)，及接在水平导轨上的理想电压表的电压．
OA顺时针转动(俯视)的角速度随时间求：重物离开地面之前支持力随时间变化的表达式．
2ωr＋ωr。
2020届高考物理一轮复习人教版电磁感应现象楞次定律作业Word版含答案
2020届一轮复习人教版电磁感应现象楞次定律作业1．(2018·云南曲靖一中质检)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。
下列表述正确的是(D) A．电磁感应现象是洛伦兹最先发现的B．电动机是利用电磁感应原理，将机械能转化为电能C．楞次最先发现了电流的磁效应D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果[解析]电磁感应现象是法拉第最先发现的，选项A错误；发电机是利用电磁感应原理，将机械能转化为电能的，选项B错误；奥斯特最先发现了电流的磁效应，选项C错误；电磁感应现象是闭合电路中产生了电流，是其他形式的能转化为电能，楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，感应电流的磁场总要阻碍引起它的磁通量的变化，感应电流具有的以及消耗的能，必须从引起磁通量变化的外界获取，要在回路中维持一定的感应电流，外界必须消耗一定的能量，选项D正确。
2．(2018·江西模拟)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，有一个磁感应强度为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。
在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(A)A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)[解析]感应电流产生的条件：①闭合回路；②穿过闭合回路的磁通量发生变化。
根据磁通量的公式Φ＝BS cosθ，ab向右运动，S增大，同时使θ减小，磁通量增大，一定能产生感应电流，故A正确；磁感应强度B减小，θ角同时也减小，不能确定磁通量是否变化，故B错误；ab向左运动，S减小，同时增大磁感应强度B，不能确定磁通量是否变化，故C 错误；ab向右运动，S增大，同时增大磁感应强度B和θ角，不能确定磁通量是否变化，故D错误。
2020复习方案高考物理人教版一轮复习讲义：第十章 专题八 电磁感应规律的综合应用(一) 含答案
专题八电磁感应规律的综合应用(一)突破1电磁感应中的电路问题1．电磁感应中的电路问题(1)电源和电阻(2)电流方向在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电势流向高电势．2．解决电磁感应电路问题的策略是先源后路，即(多选)如图甲所示，电阻R 1＝R ，R 2＝2R ，电容为C 的电容器，圆形金属线圈半径为r 2，线圈的电阻为R .半径为r 1(r 1<r 2)的圆形区域内存在垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图象如图乙所示，t 1、t 2时刻磁感应强度分别为B 1、B 2，其余导线的电阻不计，闭合开关S ，至t 1时刻电路中的电流已稳定，下列说法正确的是( )A ．电容器上极板带正电B ．t 1时刻电容器带的电荷量为CB 1πr 214t 1C ．t 1时刻之后，线圈两端的电压为3B 1πr 214t 1D ．t 2时刻之后，R 1两端的电压为B 2πr 224t 2【解析】 本题考查法拉第电磁感应定律的图象问题，电动势由磁通量变化引起．由B -t 图象的斜率读出磁感应强度的变化率ΔBΔt ，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小，从而求得路端电压，再由楞次定律判断出感应电流的方向．根据楞次定律可知，线圈产生的逆时针方向电流，则电容器上极板带正电，A 正确；根据法拉第电磁感应定律，则有E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝B 1πr 21t 1，电流为I ＝E R 1＋R 2＋R ＝B 1πr 214Rt 1，U R 2＝I ·2R ＝B 1πr 214Rt 1·2R ＝B 1πr 212t 1，电容器所带的电荷量Q ＝CU R 2＝CB 1πr 212t 1，B 错误；t 1时间之后，线圈两端的电压U ＝I (R 1＋R 2)＝3B 1πr 214t 1，C 正确；t 2时刻之后，R 1两端的电压为U ＝IR 1＝B 1πr 214t 1＝B 2πr 214t 2，D 错误．【答案】 AC1．如图所示，竖直平面内有一金属环，其半径为a ，总电阻为2r (金属环粗细均匀)，磁感应强度大小为B 0的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A 处用铰链连接长度为2a 、电阻为r 的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则此时A 、B 两端的电压大小为( A )A.13B 0a vB.16B 0a v C.23B 0a v D.B 0a v 解析：棒摆到竖直位置时整根棒处在匀强磁场中，切割磁感线的长度为2a ，导体棒切割磁感线产生的感应电动势E ＝B 0·2a ·v ，而v ＝v A ＋v B2，得E ＝B 0·2a ·0＋v 2＝B 0a v .外电路的总电阻R ＝r ·r r ＋r ＝r2，根据闭合电路欧姆定律I ＝ER ＋r，得总电流I ＝2B 0a v 3r .A 、B 两端的电压大小U ＝IR ＝2B 0a v 3r ·r 2＝13B 0a v ，选项A 正确．三步解决电磁感应中电路问题(1)确定电源：利用E ＝n ΔΦΔt 或E ＝Bl v sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断感应电流的方向．如果在一个电路中切割磁感线的部分有多个并相互联系，可等效成电源的串、并联．(2)分析电路结构：分析内、外电路，以及外电路的串并联关系，画出等效电路图．(3)利用电路规律求解：应用闭合电路欧姆定律及串并联电路的基本性质等列方程求解．突破2 电磁感应中的动力学问题1．导体的两种运动状态(1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件(合力等于零)列式分析． (2)导体的非平衡状态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 2．力学对象和电学对象的相互关系考向1电磁感应中的平衡问题(2019·上海奉贤二模)如图所示，两条足够长的平行金属导轨竖直放置，间距为L.以MN为界的两个匀强磁场，磁场方向均垂直导轨平面向里，上方区域的磁感应强度大小为B0.下方区域的磁感应强度大小为2B0.金属棒a、b分处上、下磁场，质量分别为2m和m，电阻均为R，与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦地运动．导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关S，导轨电阻不计．重力加速度为g.(1)若开关S断开，当a棒在竖直方向匀速运动时，b棒恰好静止，请判断a棒的运动方向，并说明理由；(2)在第(1)问中，求a棒匀速运动时所需竖直方向的外力F的大小和方向．(3)若将a棒固定，将b棒由静止释放，运动状态稳定后再闭合开关S.请说明闭合开关后，b棒运动的速度和加速度情况，请求出b棒的最终速度．[审题指导]导体棒在磁场中切割磁感线产生电动势，电路中出现电流，从而有安培力．由于安培力是与速度有关系的力，因此会导致加速度在改变．所以当安培力不变时，则一定处于平衡状态．解决本题的关键就是抓住两棒均处于平衡状态．【解析】 (1)当b 棒静止时，受到向上的安培力作用，由左手定则可知b 棒中的电流向右，a 中的感应电流向左，由右手定则可知，a 棒向上运动；(2)对b 棒mg ＝2B 0IL ； 对A 棒：F ＝B 0IL ＋2mg ；联立解得：F ＝52mg ，方向竖直向上．(3)开始开关S 断开时，当b 棒稳定后满足mg ＝F 安＝2B 0IL ＝B 20L 2v 1R ，解得v 1＝mgR2B 20L 2；当开关S 闭合后，回路的电阻减小，电流会变大，作用在b 上的安培力会变大，则b 棒将做减速运动，当最后匀速运动稳定时，满足mg ＝F 安＝2B 0I ′L ＝2B 02B 0L v b R ＋R 2L ，解得v b ＝3mgR8B 20L2. 【答案】 (1)向上运动 (2)52mg ，方向竖直向上(3)3mgR 8B 20L22．(2019·湖南长沙月考)(多选)如图所示的竖直平面内，水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直竖直平面向里的匀强磁场，其宽度均为d ，Ⅰ和Ⅱ之间有一宽度为h 的无磁场区域，h >d .一质量为m 、边长为d 的正方形线框从距区域Ⅰ上边界高度h 处静止释放．线框能匀速地通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ，重力加速度为g ，空气阻力忽略不计．则下列说法正确的是( AC)A．区域Ⅰ与区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小的比值一定大于1B．线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度大小之比为2 1C．线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ过程中产生的热量相等D．线框进入区域Ⅰ和区域Ⅱ过程中通过线框某一横截面的电荷量相等解析：通过磁场Ⅰ时，能匀速通过，说明受到的安培力大小等于重力，即F安＝B1Id＝B21d2v1R＝mg，在Ⅰ和Ⅱ之间运动时，线框做加速运动，所以进入磁场Ⅱ时的速度大于进入磁场Ⅰ时的速度，v2>v1，因为能匀速通过磁场Ⅱ，所以B22d2v2R＝mg，故B22d2v2R＝B21d2v1R，可得B1B2＝v2v1>1，A正确；进入磁场Ⅰ时有v1＝2gh，进入磁场Ⅱ时有v2＝2g(2h－d)，故v1 v2＝h2h－d≠2，B错误；两个过程中产生的热量等于克服安培力做的功，而两个过程中安培力大小等于重力，则做功都为W＝2mgd，所以两个过程中产生的热量相同，C正确；根据q＝ΔΦR＝BSR可得q1＝ΔΦR＝B1d2R，q2＝ΔΦR＝B2d2R，由于两个磁场的磁感应强度不同，所以通过线框某一横截面的电荷量不相等，D错误．考向2电磁感应中的非平衡问题如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v .导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，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．求：(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ； (2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ； (3)PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P . 【解析】 (1)感应电动势E ＝Bd v 0 感应电流I ＝ER ，故I ＝Bd v 0R (2)安培力F ＝BId 由牛顿第二定律得F ＝ma 故a ＝B 2d 2v 0mR(3)金属杆切割磁感线的速度v ′＝v 0－v ， 则感应电动势E ′＝Bd (v 0－v ) 电功率P ＝E ′2R 故P ＝B 2d 2(v 0－v )2R. 【答案】 (1)Bd v 0R (2)B 2d 2v 0mR (3)B 2d 2(v 0－v )2R3．(2019·蚌埠模拟)如图所示，PQ 和MN 是两根间距为L 的光滑水平长直导轨，P 与M 之间连接一个阻值为R 的定值电阻，一个长为L 、质量为m 、电阻为r 的金属棒ab 垂直放在导轨上，整个装置处于竖直方向匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B .(1)现在金属棒ab 上作用一个大小为F 的水平恒力，使其沿导轨运动，求ab 棒最大速度的大小．(2)若在金属棒ab 上作用一个水平力F ′，使金属棒ab 沿导轨由静止做加速度为a 的匀加速直线运动，求水平力F ′与时间t 的函数关系式．解析：(1)当安培力与拉力达到平衡时速度最大，设最大速度为v m ，根据共点力的平衡条件可得：BIL ＝F其中I ＝BL v m R ＋r联立解得：v m ＝F (R ＋r )B 2L2(2)根据法拉第电磁感应定律可得：E ＝BL v 根据牛顿第二定律可得：F ′－F A ＝ma 即：F ′－B 2L 2vR ＋r＝ma根据速度—时间关系可得：v ＝at 联立解得：F ′＝ma ＋B 2L 2aR ＋rt .答案：(1)F (R ＋r )B 2L 2 (2)F ′＝ma ＋B 2L 2aR ＋r t用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：考向3电磁感应中的能量问题1．能量转化及焦耳热的求法(1)能量转化(2)求解焦耳热Q的三种方法2．解题的一般步骤(1)确定研究对象(导体棒或回路)；(2)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化； (3)根据功能关系或能量守恒定律列式求解．(2018·江苏卷)(多选)如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L ，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ，磁感应强度为B .质量为m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R ，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g .金属杆( )A ．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B ．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C ．穿过两磁场产生的总热量为4mgdD ．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于m 2gR 22B 4L4[审题指导] (1)利用v -t 图象分析运动过程和运动时间，可以化难为易．(2)对于D 选项，以杆刚进入Ⅰ时恰好匀速运动作为参照，问题便迎刃而解．【解析】 本题考查电磁感应与动力学、能量问题的综合应用．要使杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，杆刚进入磁场Ⅰ时必须减速运动，加速度方向竖直向上，故A 错误．杆在Ⅰ区做加速度减小的减速运动，在两磁场之间做a ＝g 的匀加速运动，运动过程如图所示(其中v 1为杆刚进入Ⅰ时的速度，v 2为杆刚出Ⅰ时的速度)，图线与时间轴所围的面积表示位移，两段运动的位移相等，则t 1>t 2－t 1，故B 正确．对杆从进入磁场Ⅰ至刚穿出磁场Ⅱ的过程应用动能定理得mg ·3d ＋W 安＝12m v 22－12m v 21，对杆穿过两磁场之间的过程应用动能定理得mgd ＝12m v 21－12m v 22，解得W 安＝－4mgd ，由功能关系得Q ＝－W 安＝4mgd ，故C 正确．若杆刚进入磁场Ⅰ时恰好匀速，则有B 2L 2v 1R ＝mg ，v 1＝mgRB 2L 2，代入h ＝v 212g 得h ＝m 2gR 22B 4L4，因为杆刚进入Ⅰ时必须做减速运动，故一定有h >m 2gR 22B 4L4，故D 错误．【答案】 BC4．(多选)如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a 、b 的边长均为l ，电阻均为R ，质量分别为2m 和m .它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l 、磁感应强度大小为B 、方向垂直竖直面的匀强磁场区域．开始时，线框b 的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a 的下边到匀强磁场的上边界的距离为l .现将系统由静止释放，当线框b 全部进入磁场时，a 、b 两个线框开始做匀速运动．不计摩擦和空气阻力，则( BC )A．a、b两个线框匀速运动的速度大小为2mgR B2l2B．线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为3B2l3 mgRC．从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a所产生的焦耳热为mglD．从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为2mgl解析：设两线框匀速运动的速度为v，此时轻绳上的张力大小为T，则对a有：T＝2mg－BIl，对b有：T＝mg，又I＝ER，E＝Bl v，解得v＝mgRB2l2，故A错误．线框a从下边进入磁场后，线框a通过磁场时以速度v匀速运动，则线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间t＝3lv＝3B2l3mgR，故B正确．从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a只在其匀速进入磁场的过程中产生焦耳热，设为Q，由功能关系有2mgl－mgl＝Q，得Q＝mgl，故C正确．设两线框从开始运动至a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为W，此过程中左、右两线框分别向上、向下运动2l的距离，对这一过程，由能量守恒定律有：4mgl＝2mgl＋1 2·3m v2＋W，得W＝2mgl－3m3g2R22B4l4，故D错误．5．(2019·安徽联盟联考)如图所示，光滑平行金属导轨PQ、MN固定在光滑绝缘水平面上，导轨左端连接有阻值为R的定值电阻，导轨间距为L，磁感应强度大小为B、方向竖直向上的有界匀强磁场的边界ab、cd均垂直于导轨，且间距为s，e、f分别为ac、bd的中点，将一长度为L、质量为m、阻值也为R的金属棒垂直导轨放置在ab左端12s处，现给金属棒施加一个大小为F、方向水平向右的恒力，使金属棒从静止开始向右运动，金属棒向右运动过程中始终垂直于导轨并与导轨接触良好．当金属棒运动到ef位置时，加速度刚好为零，不计其他电阻．求：(1)金属棒运动到ef位置时的速度大小；(2)金属棒从初位置运动到ef位置，通过金属棒的电荷量；(3)金属棒从初位置运动到ef位置，定值电阻R上产生的焦耳热．解析：(1)设金属棒运动到与ef重合时速度为v，则感应电动势E＝BL v电路中电流I＝E 2R由于加速度刚好为零，则F＝F安＝BIL求得v＝2FR B2L2(2)通过金属棒的电荷量q＝IΔtI＝E2R E＝ΔΦΔt＝BLs2Δt求得q＝BLs 4R(3)设定值电阻R中产生的焦耳热为Q，由于金属棒的电阻也为R，因此整个电路中产生的总的焦耳热为2Q.金属棒从静止运动到ef位置的过程中，根据动能定理有W F＋W安＝12m v2根据功能关系有W 安＝－2Q 拉力F 做的功W F ＝Fs 求得Q ＝12Fs －mF 2R 2B 4L4答案：(1)2FR B 2L 2 (2)BLs4R (3)12Fs －mF 2R 2B 4L 4用动力学观点、能量观点解答电磁感应问题的一般步骤学习至此，请完成课时作业35。
2020届高考物理(人教版)一轮复习课后同步练习题卷：电磁感应规律综合应用
电磁感应规律综合应用1．如图所示，竖直平面内有一金属环，其半径为a，总电阻为2r(金属环粗细均匀)，磁感应强度大小为B0的匀强磁场垂直于环面，在环的最高点A处用铰链连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB.AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则此时A、B两端的电压为( )A.13B0av B.16B0av C.23B0av D．B0av2．(多选)如图甲所示，一个刚性圆形导线圈与电阻R构成闭合回路，线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．关于线圈中产生的感应电动势e、电阻R消耗的功率P随时间t变化的图象，图中可能正确的是( )3．在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．边长为L 、电阻为R 的正方形均匀导线框abcd 有一半处于磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框的发热功率为P ，则( )A ．线框中的感应电流方向会发生改变B ．cd 边所受的安培力大小不变，方向改变C ．线框中的感应电动势为2B 0L2TD ．线框中的电流大小为PR4．(多选)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1 500匝，横截面积S ＝20 cm 2.螺线管导线电阻r ＝1 Ω，R 1＝4 Ω，R 2＝5 Ω，C ＝30 μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是( )A ．螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB ．闭合S ，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C ．电路中的电流稳定后，电阻R 1的电功率为5×10－2W D ．S 断开后，通过R 2的电荷量为1.8×10－5C5．如图，边长为2L 的等边三角形区域abc 内部的匀强磁场垂直纸面向里，b 点处于x 轴的坐标原点O ；一与三角形区域abc 等高的直角闭合金属线框ABC ，∠ABC ＝60°，BC 边处在x 轴上．现让金属线框ABC 沿x 轴正方向以恒定的速度v 穿过磁场，在t ＝0时线框B 点恰好位于原点O 的位置．规定逆时针方向为线框中感应电流的正方向，在下列四个i x 图象中，能正确表示线框中感应电流随位移变化关系的是( )6．如图甲所示，光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，轨道左侧连接一定值电阻R ，导体棒ab 垂直导轨，导体和轨道的电阻不计．导体棒ab 在水平外力的作用下运动，外力F 随t 变化如图乙所示，在0～t 0时间内从静止开始做匀加速直线运动，则在t 0以后，导体棒ab 运动情况为( )A ．一直做匀加速直线运动B ．做匀减速直线运动，直到速度为零C ．先做加速，最后做匀速直线运动D ．一直做匀速直线运动7.(多选)如图所示，线圈匝数为n ，横截面积为S ，线圈电阻为r ，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k ，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C ，定值电阻的阻值为r .由此可知，下列说法正确的是( )A ．电容器下极板带正电B ．电容器上极板带正电C ．电容器所带电荷量为nSkC2D ．电容器所带电荷量为nSkC8.(多选)如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B ，圆台母线与竖直方向的夹角为θ，一个质量为m 、半径为r 的匀质金属环位于圆台底部．当给环通以恒定的电流I ，圆环由静止向上运动，经过时间t 后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环全程上升的最大高度为H .已知重力加速度为g ，不计空气阻力，磁场的范围足够大．在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是( )A ．圆环先做加速运动后做减速运动B ．在时间t 内安培力对圆环做功为mgHC ．圆环运动的最大速度为2πBIrt cos θm－gtD ．圆环先有扩张后有收缩的趋势9.(多选)竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感应强度B ＝0.5 T ，导体ab 及cd 长均为0.2 m ，电阻均为0.1 Ω，重均为0.1 N ，现用竖直向上的力拉导体ab ，使之匀速上升(与导轨接触良好)，此时释放cd ，cd 恰好静止不动，那么ab 上升时，下列说法正确的是( )A ．ab 受到的拉力大小为0.2 NB ．ab 向上的速度为2 m/sC ．在2 s 内，拉力做功转化的电能是0.8 JD ．在2 s 内，拉力做功为0.6 J10．(多选)如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B 0＝0.5 T ，并且以ΔBΔt ＝0.1 T/s 的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度L ＝0.5 m ，在导轨上放着一金属棒MN ，电阻R 0＝0.1 Ω，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M ＝0.2 kg 的重物．导轨上的定值电阻R ＝0.4 Ω，与P 、Q 端点相连组成回路．又知PN 长d ＝0.8 m ．在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是(g 取10 N/kg)( )A ．电流的方向由P 到QB ．电流的大小为0.1 AC ．从磁感应强度为B 0开始计时，经过495 s 的时间，金属棒MN 恰能将重物拉起D ．电阻R 上产生的热量约为16 J11．(多选)如图所示，abcd 为一矩形金属线框，其中ab ＝cd ＝L ，ab 边接有定值电阻R ，cd 边的质量为m ，其他部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd 边第一次运动至最下端的过程中，R 产生的电热为Q ，此过程及以后的运动过程中ab 边未进入磁场、cd 边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g ，下列说法中正确的是( )A ．初始时刻cd 边所受安培力的大小为B 2L 2v 0R－mg B ．线框中产生的最大感应电流可能为BLv 0RC ．在cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于12mv 20－QD ．在cd 边反复运动过程中，R 中产生的电热最多为12mv 212．如图甲所示，一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN 、PQ 之间的距离L ＝0.5 m ，NQ 两端连接阻值R ＝2.0 Ω的电阻，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.一质量m ＝0.40 kg ，阻值r ＝1.0 Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M ＝0.80 kg 的重物相连．细线与金属导轨平行．金属棒沿导轨向上滑行的速度v 与时间t 之间的关系如图乙所示，已知金属棒在0～0.3 s 内通过的电量是0.3～0.6 s 内通过电量的23，g ＝10 m/s 2，求：(1)0～0.3 s 内金属棒通过的位移； (2)金属棒在0～0.6 s 内产生的热量．参考答案1.A2.BD3.D4.AD5.D6.C7.BC8.AC9.AB10.AC11.BC12.答案：(1)0.3 m (2)1.05 J。
2020年人教版高考物理一轮复习 电磁感应单元训练 解析版+原卷版
电磁感应单元训练一、选择题（共10小题，每题6分，共60分）1.线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向外转动角度θ≤90°)，D向上平动(D线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是()2.如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流的方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向3．一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方垂直于斜面向上的匀强磁场中。
如图15所示，斜面以及虚线下方的磁场往下方延伸到足够远。
下列说法正确的是()A．在线框进入磁场的过程中，b点的电势比a点高B．线框在进入磁场的过程中，一定做减速运动C．线框中产生的焦耳热小于线框减少的机械能D．线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电荷量相等4．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1＝2v2，在先后两种情况下()A．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝2∶1B．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝1∶2C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝4∶1D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶15．如图所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，轨道间距为50 cm，金属导体棒ab质量为0.1 kg，电阻为0.2 Ω，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计)。
现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场。
用水平向右的恒力F＝0.1 N拉动ab，使其从静止开始运动，则()A．导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向MB．导体棒ab运动的最大速度为10 m/sC．导体棒ab开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变D．导体棒ab开始运动后任一时刻，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和6．在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场。