备考2020年高考物理一轮复习：41 电磁感应规律的综合应用

更新时间：2019-11-07 浏览次数：202 类型：一轮复习

一、单选题

1. (2019高二下·安徽期中) 如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落．如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为（）

A . a₁_＞a₂＞a₃＞a₄ B . a₁＝a₃＞a₂＞a₄ C . a₁＝a₃＞a₄＞a₂ D . a₄＝a₂＞a₃＞a₁

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2. (2019高二下·绵阳期末) 如图所示，在足够长的绝缘斜面上固定着导轨GECABDFH，电阻不计，导轨的GEFH区域存在着垂直于导轨平面向上的匀强磁场B₀ ，在导轨的CABD区域另固定着一较小的矩形闭合金属线圈S，现将光滑的金属杆L从导轨的EF位置由静止释放，金属杆沿导轨开始下滑后的一小段时间内（）

A . 金属杆L中的电流减小，线圈S中的电流增大 B . 金属杆L中的电流减小，线圈S中的电流减小 C . 金属杆L中的电流增大，线圈S中的电流增大 D . 金属杆L中的电流增大，线圈S中的电流减小

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3. (2019高二下·绵阳期末) 如图所示，一矩形线框置于匀强磁场中，右边dc与磁场边界重合，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框面积不变，在时间t内将磁感应强度均匀地增大到原来的两倍；接着，保持磁场大小和方向不变，在时间t内将线框沿垂直于磁场方向向右匀速拉出磁场。前后两个过程中，线框中产生的焦耳热的之比是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2024高二上·杭州期末) 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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5. 如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用时间t拉出，外力所做的功为W₁ ，外力的功率为P₁ ，通过导线截面的电荷量为q₁；第二次用时间3t拉出，外力所做的功为W₂ ，外力的功率为P₂ ，通过导线截面的电荷量为q₂ ，则（）

A . W₁=W₂ ， P₁= P₂ ， q₁<q₂ B . W₁=3W₂ ， P₁=3P₂ ， q₁＝q₂ C . W₁=3W₂ ， P₁= 9P₂ ， q₁＝q₂ D . W₁=W₂ ， P₁= 9P₂ ， q₁=3q₂

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6. (2019高二下·广州期末) 如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐.若第一次将线框从磁场中以恒定速度v₁向右匀速拉出，第二次让线框绕轴MN匀速转过60°，且左右两边线速度大小为v₂ ，为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势大小相等，则（）

A . $\text{[math]}$ ₁：v₂=3：2π B . v₁：v₂=2π：3 C . $\text{[math]}$ ₁：v₂=3：π D . v₁：v₂=π：3

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7. (2019高二下·忻州月考) 如图甲所示，在匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面在纸面内，磁场方向垂直纸面，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向. 已知线圈的边长ab=1. 0m，bc=0. 5m，匣数N=100，总电阻r=2 $\text{[math]}$ . 则（）

A . 3s时线圈中感应电动势的大小为0. 05V B . 3s时线圈中感应电流的方向为a→d→c→b→a C . 在1～5s内通过线圈的电荷量为0. 1C D . 在0～5s内线圈产生的焦耳热为100J

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二、多选题

8. (2019高二下·绵阳期末) 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁下方放一个固定的铝质圆环。将磁铁托起到弹簧原长状态时释放，磁铁在上下振动过程中S极的下端没有达到铝质圆环所在位置。下列说法正确的是（）

A . 磁铁向下运动时，铝质圆环对磁铁产生吸引力 B . 磁铁向下运动时，铝质圆环对磁铁产生排斥力 C . 磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧恢复到原长 D . 磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧不能恢复到原长

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9. (2019高二下·攀枝花期末) 如图甲所示，空间中存在垂直纸面的匀强磁场，取垂直纸面向里为正方向。一圆形金属线圈放在纸面内，取线圈中感应电流沿顺时针方向为正。某时刻开始计时，线圈中感应电流如图乙所示，则该匀强磁场磁感应强度随时间变化的图线可能是丙图中的（）

A . B . C . D .

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10. (2019高二下·攀枝花期末) 如图所示，由某种粗细均匀的金属条制成的矩形线框abcd固定在纸面内，匀强磁场垂直纸面向里。一导体棒PQ放在线框上，在水平拉力F作用下沿平行ab的方向匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（）

A . 通过PQ的电流先增大后减小 B . PQ两端电压先增大后减小 C . 拉力F的功率先减小后增大 D . 通过ad的电流先增大后减小

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11. (2019高二下·绵阳期末) 如图所示，粗细均匀的正方形单匝闭合线框abcd静止在光滑水平面上。t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右一直保持做匀加速直线运动，bc边进入磁场的时刻为t₁ ， ad边进入磁场的时刻为t₂ ，设线框中感应电流大小为i，ad边两端电压为U，水平外力大小为F，线框中的电功率为P，则i、U、F、P随运动时间t变化关系图象正确的是（）

A . B . C . D .

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12. (2019高二下·无锡期末) 如图所示，MN为处在匀强磁场中的两条位于同一水平面内的光滑平行长金属导轨，一端串接电阻R ，磁场沿竖直方向一金属杆ab可沿导轨滑动，杆和导轨的电阻都不计，现垂直于方向对杆施一水平恒力F ，使杆从静止开始向右运动。在以后的过程中，杆速度的大小v、加速度的大小a以及R上消耗的总能量E随时间t变化的图象可能正确的是（）

A . B . C . D .

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13. (2023高二下·玉溪期末) 如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角θ（θ<90°），光滑导体棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，在滑动过程中导体棒始终保持与导轨良好接触，光滑导体棒EF经过C点瞬间作为计时起点。若金属框架与导体棒是由粗细相同的均匀的同种材料组成的导体，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是（）

A . B . C . D .

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14. (2020高二下·黄山期中) 如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上，导轨间距为L，导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻，空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场。在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧，弹簧劲度系数为k，弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L的导体杆相连，杆与导轨垂直且接触良好。导体杆中点系一轻细线，细线平行斜面，绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块。初始时用手托着物块，导体杆保持静止，细线伸直，但无拉力。释放物块后，下列说法正确的是（）

A . 释放物块瞬间导体杆的加速度为g B . 导体杆最终将保持静止，在此过程中电阻R上产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ C . 导体杆最终将保持静止，在此过程中细线对导体杆做功为 $\text{[math]}$ D . 导体杆最终将保持静止，在此过程中流过电阻R的电荷量为 $\text{[math]}$

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15. (2019高二下·广州期末) 如图所示，在垂直于匀强磁场 $\text{[math]}$ 的平面内，半径为 $\text{[math]}$ 的金属圆环的总电阻为 $\text{[math]}$ ，金属杆 $\text{[math]}$ 电阻为 $\text{[math]}$ ，长为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 绕过圆心 $\text{[math]}$ 的转轴以恒定的角速度 $\text{[math]}$ 逆时针转动， $\text{[math]}$ 端与环接触良好，圆心 $\text{[math]}$ 和边缘 $\text{[math]}$ 通过电刷与一个电阻连接.电阻的阻值为 $\text{[math]}$ ，忽略电流表和导线的电阻，则（）

A . 通过电阻 $\text{[math]}$ 的电流的大小和方向做周期性变化 B . 通过电阻 $\text{[math]}$ 的电流方向不变，且从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ C . 通过电阻 $\text{[math]}$ 的电流的最大值为 $\text{[math]}$ D . 通过电阻 $\text{[math]}$ 的电流的最小值为 $\text{[math]}$

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16. (2019高二下·延边月考) 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc．已知bc边的长度为l，下列判断中正确的是（）

A . φa＜φc，金属框中无电流 B . φb＞φc，金属框中电流方向沿a→b→c→a C . $\text{[math]}$ ，金属框中无电流 D . $\text{[math]}$ ，金属框中电流方向沿a→b→c→a

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17. 半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，重力加速度为g，则下列说正确的是（）

A . 导体棒AB两端的电压为 $\text{[math]}$ Brω² B . 电阻R中的电流方向从Q到N，大小为 $\text{[math]}$ C . 外力的功率大小为 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ μmgrω D . 若导棒不动要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁感应强度增加，且变化得越来越慢

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三、综合题

18. (2019高二下·攀枝花期末) 如图甲所示，足够长光滑金属导轨MN、PQ处在同一斜面内，斜面与水平面间的夹角θ=30°，两导轨间距d=0.2 m，导轨的N、Q 之间连接一阻值R=0.9 Ω的定值电阻。金属杆ab的电阻r=0.1 Ω，质量m=20 g，垂直导轨放置在导轨上。整个装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T。现用沿斜面平行于金属导轨的力F拉着金属杆ab向上运动过程中，通过R的电流i随时间t变化的关系图像如图乙所示。不计其它电阻，重力加速度g取10 m/s²。
1. （1）求金属杆的速度v随时间t变化的关系式；
2. （2）请作出拉力F随时间t的变化关系图像；
3. （3）求0～1 s内拉力F的冲量。
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19. (2019高二下·杭州期中) 如图甲所示，两根平行导轨间距L＝1m，倾角α＝37°，轨道顶端连有一阻值R＝10Ω的定值电阻，用力将质量m＝50g，电阻r＝10Ω的导体棒MN固定于离轨道顶端d₁处，倾斜导轨所在空间存在着垂直于轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示。在t＝1s时撤去外力，之后导体棒滑至最低点PQ位置后，滑入水平轨道，水平轨道无磁场，导体棒最终停在距离PQ的位移d₃＝0.4m处，已知导轨和导体棒之间滑动摩擦因数μ均为0.5，导体棒滑至PQ之前已经达到最大速度，忽略转弯处能量损失，d₁＝1m，d₂＝4m，d₃＝0.4m。求：
1. （1）判断0～1s内通过导体棒MN的电流方向；
2. （2）磁场强度B₀的大小；
3. （3）整个过程中定值电阻所产生的焦耳热Q。
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20. (2019高二下·绵阳期末) 如图所示，匝数N=20、横截面积S=0.04 m²的线圈中有方向竖直向上的匀强磁场B₁ ， B₁均匀变化；两相互平行、间距为L=0.2m的金属导轨固定在倾角为30°的斜面上；导轨通过开关S与线圈相连。一光滑金属杆放置在靠近导轨上端的M、N位置，M、N等高，金属杆质量m=0.02 kg，阻值R₁=0.2 Ω；导轨底端连接一阻值为R₂=0.8 Ω的电阻；导轨所在区域有垂直于斜面向上的匀强磁场B₂=0.5 T。闭合S，金属杆恰能静止于斜面的M、N位置；断开S，金属杆由M、N位置从静止开始向下运动，经过t=0.5 s，下滑通过的距离x=0.6 m。金属导轨光滑且足够长，线圈与导轨的电阻忽略不计。g取10 m/s²。
1. （1）求B₁变化率的大小，并确定B₁的变化趋势；
2. （2）金属杆下滑x=0.6 m的过程中，金属杆上产生的焦耳热。
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21. (2019高二下·无锡期末) 如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=0.1kg，电阻为R=0.02Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s² ，求
1. （1）线圈下边缘刚进入磁场时线圈中感应电流的大小和方向
2. （2）线圈上边缘刚要进入磁场时线圈加速度的大小和方向
3. （3）线圈穿过磁场的整个过程中产生的焦耳热Q
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22. (2019高二下·临川月考) 轻质细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示.(g＝10 m/s²)
1. （1）判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；
2. （2）求线圈的电功率；
3. （3）求在t＝4 s时轻质细线的拉力大小.
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