4.2020年高考物理复习专题专题四 第二讲 电磁感应的规律及综合应用——课前自测诊断卷

专题四第二讲电磁感应的规律及综合应用——课前自

测诊断卷

考点一楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用

1.[

[多选]如图所示，光滑绝缘斜面倾角为θ，斜面底端有一直导线通有恒定电流I，斜面上有一闭合矩形导线框abcd正沿斜面下滑，ab边始终与MN平行，在导线框未到达斜面底端过程中，下列说法正确的是()

A．线框有扩张的趋势

B．线框中有沿adcba方向的感应电流

C．线框cd边受到的安培力沿斜面向下

D．整个线框所受安培力的合力为零

解析：选BC根据直导线产生的磁场特点：离导线越近磁场越强，在导线框向下滑动过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律的推论“增缩减扩”可知，线框有收缩的趋势，故A错误；在导线框向下滑动过程中，穿过线框的磁通量增大，磁场方向垂直斜面向上，根据楞次定律可知，线框中有沿adcba方向的感应电流，故B正确；cd中的电流由d到c，磁场方向垂直斜面向上，根据左手定则可知，线框cd边受到的安培力沿斜面向下，故C正确；由于ab边与cd边所处的磁场不同，ab与cd中的电流大小相同，所以ab、cd所受安培力大小不同，ad与bc所受安培力大小相同，所以整个线框所受安培力的合力不为零，故D错误。

2．[考查法拉第电磁感应定律的应用]

如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均

为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且

磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()

A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1

C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4

D．a、b线圈中电功率之比为3∶1

解析：选B 当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A 错误；由法拉第电

磁感应定律E ＝S ΔB Δt 及S a ∶S b ＝9∶1知，E a ＝9E b ，选项B 正确；由R ＝ρL S ′

知两线圈的电阻关系为R a ＝3R b ，其感应电流之比为I a ∶I b ＝3∶1，选项C 错误；两线圈的电功率之比为P a ∶P b ＝E a I a ∶E b I b ＝27∶1，选项D 错误。

3．[考查右手定则与平动切割公式的应用]

[多选]如图所示，在0≤x ≤2L 的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，粗细均匀的正方形金属线框abcd 位于xOy 平面内，线框的bc 边与x 轴重合，cd 边与y 轴重合，线框的边长为L ，总电阻为R 。现让线框从图示位置由静止开始沿x 轴正方向以加速度a 做匀加速运动，则下列说法正确的是( )

A ．进入磁场时，线框中的电流沿abcda 方向，出磁场时，线框中的电流沿adcba 方向

B ．进入磁场时，c 端电势比d 端电势高，出磁场时，b 端电势比a 端电势高

C ．a 、b 两端的电压最大值为34

BL 6aL D ．线框中的最大电功率为6aB 2L 3

R

解析：选ACD 根据右手定则可知，进入磁场时，线框中的电流沿abcda 方向，d 端电势比c 端电势低；出磁场时，线框中的电流沿adcba 方向，a 端电势比b 端电势高，A 正

确，B 错误；当进入磁场过程中，ab 两端电压为感应电动势的14

，离开磁场的过程中，ab 两端电压为感应电动势的34

，所以ab 边刚要离开磁场瞬间a 、b 两端的电压最大，设线框此时的速度为v ，根据运动学公式可得v 2＝2a ·3L ，所以U m ＝34

BL 6aL ，C 正确；ab 边刚要离开磁场瞬间线圈消耗的功率最大，线框中的最大电功率为P ＝E 2R ＝B 2L 2v 2R ＝6aB 2L 3R

，D 正确。 4．[考查右手定则与转动切割公式的应用]

[多选]如图所示，半径为r 的半圆弧光滑金属导轨ab 垂直放置在磁感

应强度为B 的匀强磁场中，现有一导体棒Oc 可绕半圆形导轨的圆心O 点

逆时针旋转，转动过程中导体棒与导轨始终接触良好，导体棒接入的电阻

为R 0，导轨电阻不计。在导轨的右端点b 和圆心O 有两根引线分别接在电容器C 和总阻值为R 的滑动变阻器两端。现让导体棒从b 端向a 端转动，下列说法正确的是( )

A ．导体棒在转动过程中c 端电势比O 点电势高

B ．滑片P 置于最右端不动，且导体棒以角速度ω匀速转动时外力的功率为B 2r 4ω2

R ＋R 0

C ．导体棒以角速度ω匀速转动时，将P 从最右端滑到最左端的过程中C 的放电量为CBr 2ωR 2(R ＋R 0)

D ．滑片P 置于中间不动，均匀增大转速时导体棒所受的外力和C 上的电荷量都均匀增大

解析：选CD 导体棒Oc 转动过程中由右手定则知电流由c 向O 流动，因导体棒相当于电源，故c 端是电源的负极，电势低，故A 项错误；导体棒匀速转动时产生的电动势为E

＝Br ·r 2ω，因此回路中的电流为I ＝Br 2ω2(R ＋R 0)，对应外力的功率为P ＝I 2(R ＋R 0)＝B 2r 4ω24(R ＋R 0)，故B 项错误；导体棒稳定转动时，电动势恒定，将滑片P 从最右端滑向最左端的过程中C

的电压从U ＝E R ＋R 0R ＝BRωr 22(R ＋R 0)

逐渐减小到零，对应放出的电荷量为Q ＝C (U －0)＝CBr 2ωR 2(R ＋R 0)，故C 项正确；滑片P 置于中间不动，增大转速时，回路中的电流为I ＝2Br 2πR ＋2R 0

n 线性增大，因此安培力F ＝IrB ＝2B 2r 3πR ＋2R 0

n 也线性增大，由于电流线性增大，滑动变阻器分配的电压线性增大，加在C 上的电压线性增大，因此它的带电量也线性增大，故D 项正确。

5.[与一般吉他靠箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是( )