第10讲电磁感应规律及其应用(限时训练)

高三物理限时规范训练（十）电磁感应规律及其应用

(时间：60分钟 满分：100分)

姓名 成绩 一、选择题(本题共5个小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，第1～3题只有一个选项符合要求，第4～5题有多项符合要求．)

1．(2013·高考浙江卷)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检

测线圈．当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为v 0

2

，线圈中的E －t 关系图可能是(

)

2．(2013·高考安徽卷)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，

倾角为37°，宽度为0.5 m ，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN 垂直于导轨放置，质量为0.2 kg ，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦

因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T ．将导体棒

MN 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 的运动速度以及小灯泡

消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2

，sin 37°＝0.6)( ) A ．2.5 m/s 1 W B ．5 m/s 1 W C ．7.5 m/s 9 W D ．15 m/s 9 W

3．一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r 的圆形导线，

置于竖直方向均匀变化的磁场B 1中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d ，其电阻不计．磁感应强度为B 2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m 、电阻为R 的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断不正确的有( )

A ．圆形线圈中的磁场，可以向上均匀增强，也可以向下均匀减弱

B ．导体棒ab 受到的安培力大小为mg sin θ

C ．回路中的感应电流为

mg sin θ

B 2d

D ．圆形导线中的电热功率为m 2g 2sin 2θ

B 22d

2

(r ＋R ) 4．如图甲所示，闭合线圈固定在小车上，总质量为1 kg.

它们在光滑水平面上以10 m/s 的速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B 的水平有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．已知小车运动的速度v 随车的位移x 变化的v －x 图象如图乙所示．则( )

A ．线圈的长度L ＝10 cm

B ．磁场的宽度d ＝15 cm

C ．线圈进入磁场过程中做匀加速运动，加速度为0.8 m/s 2

D ．线圈通过磁场过程中产生的热量为48 J

5．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R 的电阻．将

质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻R 外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( ) A ．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B ．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a →b C ．金属棒的速度为v 时，电路中的电功率为B 2L 2v 2

/R D ．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

二、计算题(本题共4个小题，共70分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

6．(15分)(2013·高考重庆卷)小明在研究性学习中设计了一种可测

量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G 1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜

条AB 的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R .若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v 在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G 2，铜条在磁场中的长度为L .

(1)判断铜条所受安培力的方向，G 1和G 2哪个大？

(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．

7．(15分)如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁

感应强度B 随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直．金属线圈所围的面积S ＝200 cm 2

，匝数n ＝1 000，线圈

电阻r ＝1.0 Ω.线圈与电阻R 构成闭合回路，电阻R ＝4.0 Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：

(1)在t ＝2.0 s 时刻，通过电阻R 的感应电流大小； (2)在t ＝5.0 s 时刻，电阻R 消耗的电功率； (3)0～6.0 s 内整个闭合电路中产生的热量．

8．(20分)如图所示，宽为L ＝0.5 m 、足够长的平行金属导轨MN 和

M ′N ′固定在倾角为θ＝37°的斜面上，在N 和N ′之间连有一

个0.8 Ω的电阻R .在导轨上AA ′处放置一根与导轨垂直、质量为m ＝0.2 kg 、电阻r ＝0.2 Ω的金属棒，导轨电阻均不计．在导轨所围的区域存在一个磁感应强度B ＝0.2 T 、方向垂直于斜面向上的匀强磁场，已知金属棒和导轨间的动摩擦因数为μ＝0.25.

现在金属棒中点施加一个垂直于金属棒且沿斜面向上的外力F ，使金属棒从静止开始以加速度a ＝1 m/s 2

沿斜面向上做匀加速直线运动，经3 s 恰好经过CC ′处．求： (1)金属棒从AA ′运动到CC ′过程中通过R 的电荷量； (2)金属棒通过CC ′时所施加的外力F 的大小；

(3)如果在此过程中外力F 所做的功为17.1 J ，求在此过程中金属棒产生的焦耳热是多少？

9．(20分)如图所示，一边长L ＝0.2 m ，质量m 2＝0.5 kg ，电阻R ＝0.1 Ω

的正方形导体线框abcd ，与一质量为m 1＝2 kg 的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连．刚开始时ad 边距磁场下边界为d 2＝0.8 m ，磁感应强度B ＝2.5 T ，磁场宽度d 1＝0.3 m ，物块放在倾角θ＝53°的斜面

上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad 边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动．(g 取10 m/s 2

，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)

(1)线框ad 边从磁场上边缘穿出时速度的大小？ (2)线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？ (3)整个运动过程线框产生的焦耳热为多少？