2020高考物理二轮复习高分突破：高考题型一 专项练7 电磁感应 Word版含解析

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专项练7　电磁感应
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(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∶1
2D.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°)
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(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
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(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
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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Bl 2ω2
B.通过电阻R 的电流的最小值为,方向从Q 到P
Bl 2ω8R C.通过电阻R 的电流的最大值为,且P 、Q 两点电势满足φP >φQ
Bl 2ω4R D.O 、M 两点间电势差绝对值的最大值为Bl 2ω3
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
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(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
第 4 页 共 6 页向右拉金属棒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
2FR
B 2L 2B.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-
2mF 2R 2
B 2L 2D.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=πa 2,圆周长为L=2πa ,正方形面积为S'=2a 2,正方形周长为L'=4a ,因为磁场是均匀减
2小的,故E=,所以圆和正方形内的电动势之比为,两者的电阻之比为ΔB ·S Δt E E '=S S '=π2R R '
=,故电流之比为,故C 正确、D 错误。

π22
I I '=E R
E 'R '=E R ×R 'E '=22π×π2=212.A 解析 设回路面积为S ,据题意,磁通量Φ=BS cos 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=;产生的安培力大小为F=BIL=BLv
R ,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B 2L 2v R
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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=;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
B 2L 2v R 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,OM 转动切割磁感v =v 2线产生的电动势恒为:E=Bl Bl 2ω,A 正确;当M 端位于圆环最上端时,圆环两部分电阻
v 2=12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I min =,根E 3R =Bl 2ω6R 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:I max =,根据右手定则可得电流方向从Q 到P ,P 、Q 两点电势
E 2R =Bl 2ω4R 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=I min ×2R=,D 正
Bl 2ω3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,A 错,B 对;
12由安培力公式F=BIL ,I=,E=S 可知,t=T 时bc 段导线受到的安培力大小是t=0E R ΔΦΔt =ΔB Δt 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=BL BLv 2R =
,则得cd 的最大速度为:v=,故A 正确。

根据右手定则判断可知cd 棒中感应电B 2L 2v 2R 2FR B 2L 2
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-mv 2=Fs-,故C 错误。

cd 棒的速度达到最大时ab 122mF 2R 2
B 4L 4
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。

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