2021届物理一轮总复习40分钟巩固提升训练 法拉第电磁感应定律 自感现象

8． (多选)如图，两根足够长且光滑平行的金属导轨 PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平 面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板 M、N 相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金 属棒 ab 水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现同时由静止释放带电微粒和金属棒 ab， 则下列说法正确的是( )
A．在 C 从 A 点沿圆弧移动到 D 点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针
B．在 C 从 A 点沿圆弧移动到图中∠ADC＝30°位置的过程中，通过导线上 C 点的电荷量为
3BR2 2r
C．当 C 沿圆弧移动到圆心 O 的正上方时，导线框中的感应电动势最大
D．在 C 从 A 点沿圆弧移动到 D 点的过程中，导线框中产生的焦耳热为πB22Rr 4ω
14. (多选)如图所示，x 轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁
场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框 OMN 绕 O 点逆时针匀速转动，若规定线框中感
应电流 I 顺时针方向为正方向，从图示时刻开始计时，则感应电流 I 及 ON 边所受的安培力大小 F 随
时间 t 的变化示意图正确的是( )
A．金属棒 ab 最终可能匀速下滑
B．金属棒 ab 一直加速下滑
C．金属棒 ab 下滑过程中 M 板电势高于 N 板电势
D．带电微粒不可能先向 N 板运动后向 M 板运动
9．(多选)如图所示，用长度 La：Lb＝2：1 的同种导线做成圆环 a、b，并在 A、C 处相连，当均
匀变化的磁场垂直穿过 a 环时，环内电流为 I1，A、C 间电压为 U1；若同样磁场穿过 b 环，环内电流
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A．若圆环为一闭合载流 I、方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为 BIR
B．若圆环为一闭合载流 I、方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为 2πBIRsinθ
C．若圆环为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹图，则小球带负电 D．若圆环为一闭合导体圆环，从静止开始释放，环中产生与图中反方向的感应电流，加速度等 于重力加速度 13． (多选)如图所示，竖直面内有一闭合导线框 ACDEA(由细软导线制成)挂在两固定点 A、D 上，水平线段 AD 为半圆的直径，在导线框的 E 处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于 绷紧状态．在半圆形区域内，有磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场．设导线框 的电阻为 r，半圆的半径为 R，在将导线上的 C 点以恒定角速度 ω(相对圆心 O)从 A 点沿圆弧移动的 过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是( )
2．等腰直角三角形 OPQ 区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框 ABC 以恒定的速 度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与 AB 边垂直且保持 AC 平行于 OQ，关于 线框中的感应电流，以下说法中不正确的是( )
A．开始进入磁场时感应电流最大 B．产生的电动势属于动生电动势 C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向 3.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．此时在圆环中产生了(俯视)沿顺时针方向的感应电流 B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落 C．此时圆环的加速度 a＝Bρ2dv D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度 vm＝ρBd2g 16． (多选)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧．导线 PQ 中通有正弦交流电 i，i 的变化如图(b)所示，规定从 Q 到 P 为电流正方向．导线框 R 中的感应电 动势( )
A．Uac＝2Uab B．UaO＝9UcO C．电容器所带电荷量 Q＝49BL2ωC D．若在 eO 间连接一个电压表，则电压表示数为零 11． (多选)如图所示，电路中 A、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、直流电阻 为零的自感线圈，则下列判断正确的是 ( )
A．S 闭合瞬间，A 灯和 B 灯同时亮 B．S 闭合后电路稳定前，B 先亮一下再逐渐变暗，A 逐渐变暗 C．S 闭合电路稳定后，A 灯和 B 灯亮度相同 D．S 闭合电路稳定后，再断开 S 时，A 灯要亮一下再熄灭 12. (多选)1931 年英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其 周围磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，现有一半径为 R 的线状圆环，其过圆心 O 的环面的竖直 对称轴 CD 上某处有一固定的磁单 S 极子，与圆环相交的磁感线和对称轴成 θ 角，圆环上各点的磁感 应强度 B 大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A．在 t1～t2 时间内，L 有收缩趋势 B．在 t2～t3 时间内，L 有扩张趋势 C．在 t2～t3 时间内，L 内有逆时针方向的感应电流 D．在 t3～t4 时间内，L 内有顺时针方向的感应电流 二、非选择题 19．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 6 Ω 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 ma＝0.4 kg，电阻 Ra＝3 Ω；导体棒 b 的质量为 mb＝0.1 kg， 电阻 Rb＝6 Ω；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 L0＝0.5 m 处同时由 静止开始释放，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 10 m/s2，不计 a、b 之间电流的相互作用)．求：
与导轨接触良好，在两根导轨的端点 d、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计，现用一水平向
右的恒力 F 作用在金属杆 ab 上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆 ab 始终垂直于导轨，
金属杆受到的安培力用 F 安表示，则下列说法正确的是( )
A．金属杆 ab 做匀加速直线运动 B．金属杆 ab 运动时回路中有顺时针方向的电流 C．金属杆 ab 所受到的 F 安先不断增大，后保持不变 D．金属杆 ab 克服安培力做功的功率与时间的平方成正比 5．如图甲所示，一匝数 N＝10 匝、总电阻 R＝7.5 Ω、长 L1＝0.4 m、宽 L2＝0.2 m 的匀质矩形金 属线框静止在粗糙水平面上，线框的 bc 边正好过半径 r＝0.1 m 的圆形磁场的直径，线框的左半部分 在垂直线框平面向上的匀强磁场区域内，磁感应强度 B0＝1 T，圆形磁场的磁感应强度 B 垂直线框平 面向下，大小随时间均匀增大，如图乙所示，已知线框与水平面间的最大静摩擦力 f＝1.2 N，取 π≈3， 则( )
为 I2，A、C 间电压为 U2，则( )
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A．I1：I2＝4：1 B．I1：I2＝2：1 C．U1：U2＝2：1 D．U1：U2＝4：1 10．(多选)在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为 L 的金属杆 aO，已 知 ab＝bc＝cO＝L/3，a、c 与磁场中以 O 为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好．一 电容为 C 的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以 O 为轴、以角速度 ω 顺时针匀速转动时( )
A．t＝0 时刻穿过线框的磁量大小为 0.07 Wb B．线框静止时，线框中的感应电流为 0.2 A C．线框静止时，ad 边所受安培力水平向左，大小为 0.8 N D．经时间 t＝0.4 s，线框开始滑动 6．在如图所示的电路中，L 为电阻很小的线圈，G1 和 G2 为零刻度在表盘中央的两个相同的电流 表．当开关 S 闭合后，电流表 G1、G2 的指针都偏向右侧，那么当断开开关 S 时，将出现的现象是( )
2021 届物理一轮总复习 40 分钟巩固提升训练
训练：*法拉第电磁感应定律 自感现象*
一、选择题 1．如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域 宽度均为 l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左 匀速运动．线框中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能是( )
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(1)当 a、b 分别穿越磁场的过程中，通过 R 的电荷量之比； (2)在穿越磁场的过程中，a、b 两导体棒匀速运动的速度大小之比； (3)磁场区域沿导轨方向的宽度 d； (4)在整个过程中产生的总焦耳热． 20．如图甲，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨 PX、QY 相距 L＝0.5 m，底端连接电阻 R ＝2 Ω，导轨平面倾角 θ＝30°，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度 B＝1 T．质量 m＝40 g、 电阻 r＝0.5 Ω 的金属棒 MN 放在导轨上，金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动，经 过时间 t1＝2 s 通过距离 x＝1.5 m，速度达到最大，这个过程中电压表示数 U0＝0.8 V，电流表示数 I0 ＝0.6 A，示数稳定，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，细线始终与导轨平行且在同一平面内，电 动机线圈内阻 r0＝0.5 Ω，g 取 10 m/s2.求：
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15．(多选)用一段横截面半径为 r，电阻率为 ρ、密度为 d 的均匀导体材料做成一个半径为 R(r≪R) 的圆环．圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在 N 极的轴线上，圆环所在位 置的磁感应强度大小均为 B，圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为 v，忽略电感的影响，则( )
A．在 t＝T4时为零 B．在 t＝T2时改变方向 C．在 t＝T2时最大，且沿顺时针方向 D．在 t＝T 时最大，且沿顺时针方向 17. (多选)半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨(电阻不计)固定在同一水平面内，一长为 r、电阻为
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R 的均匀金属棒 AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆形导轨圆心 O，装置的俯视图如图所示， 整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，方向竖直向下．在两环之间接阻值为 R 的定值 电阻和电容为 C 的电容器．金属棒在水平外力作用下以角速度 ω 绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程 中始终与导轨保持良好接触．下列说法正确的是( )
A．金属棒中电流从 B 流向 A B．金属棒两端电压为34Bωr2 C．电容器的 M 板带负电 D．电容器所带电荷量为32CBωr2 18． (多选)如图(a)，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺 线管与导线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的 磁感应强度 B 随时间按图(b)所示规律变化时( )
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A．导体棒 cd 两端的电压为 BLv
B．t 时间内通过导体棒 cd 横截面的电荷量为2B3LRvt
C．cdபைடு நூலகம்
棒克服安培力做功的功率为B2L2v2 R
D．导体棒 ab 所受安培力为 mgsinθ
4．如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨 cd、eg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆 ab
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A．G1 和 G2 指针都立即回到零点 B．G1 指针立即回到零点，而 G2 指针缓慢地回到零点 C．G1 指针缓慢地回到零点，而 G2 指针先立即偏向左侧，然后缓慢地回到零点 D．G2 指针缓慢地回到零点，而 G1 指针先立即偏向左侧，然后缓慢地回到零点 7．如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架 cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属 杆与金属框架接触良好．在两根导轨的端点 d、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计．现用一 水平向右的外力 F 作用在金属杆上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动．图乙为一段时间内金属 杆受到的安培力 f 随时间 t 的变化关系，则下面可以表示外力 F 随时间 t 变化关系的图象是( )