2022届高考物理二轮复习卷：法拉第电磁感应定律应用

更新时间：2022-02-22 浏览次数：97 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022高三上·浙江月考) 如图所示，电阻不计的金属导轨MN、PQ放置在绝缘的水平桌面上，导轨间距L，重为G、电阻为R的导体棒ab与导轨垂直放置。电池电动势为E、内电阻为r，电阻箱的电阻可调。导体棒所在处有磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。现把电阻箱电阻调到某一值后，接通开关，ab保持静止不动，则（）

A . 棒ab所受摩擦力方向向右 B . 棒ab所受的摩擦力小于 $\text{[math]}$ C . 若电阻箱电阻减小，则棒ab所受摩擦力一定减小 D . 若电阻箱电阻增大，则棒ab所受摩擦力一定增大

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2. 如图所示，边长为L的等边三角形闭合金属导轨abc，内部有磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场。长度为L的金属杆MN垂直于bc边放置于导轨上，在获得一个初速度后，金属杆紧贴导轨向右滑行，经过a点时，金属杆的速度为v，此时下列说法正确的是（　　）

A . ac边电流方向由a到c B . ab边电流方向由b到a C . 金属杆MN受到平行于bc边向右的安培力作用 D . 回路的感应电动势为BLv

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二、多选题

3. (2021高二上·柯桥期末) 一正方形以对角线为界，左、右两区域的磁场磁感应强度的关系为 $\text{[math]}$ ，方向如图所示，现有一导体棒L沿两平行金属导轨以速度v向右匀速运动，忽略金属导轨的电阻，规定电流顺时针为正方向，安培力向左为正方向，在导体棒通过正方形区域的过程中，导体棒中的感应电流I和所受的安培力F随时间t变化的图像正确的是（）

A . B . C . D .

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4. (2022高三上·潍坊月考) 如图甲所示，一长为L的导体棒，绕水平圆轨道的圆心O匀速顺时针转动，角速度为 $\text{[math]}$ ，电阻为r，在圆轨道空间存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B．半径小于 $\text{[math]}$ 的区域内磁场竖直向上，半径大于 $\text{[math]}$ 的区域磁场竖直向下，俯视如图乙所示，导线一端Q与圆心O相连，另一端P与圆轨道连接给电阻R供电，其余电阻不计，则（）

A . 电阻R两端的电压为 $\text{[math]}$ B . 电阻R中的电流方向向上 C . 电阻R中的电流大小为 $\text{[math]}$ D . 导体棒的安培力做功的功率为0

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5. (2022高三上·铁岭月考) 如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为B₁ ，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B₂的匀强磁场。下列选项正确的是（）

A . 若圆盘按照图示方向转动，那么平行板电容器C板电势高 B . 铜盘产生的感应电动势为 $\text{[math]}$ C . 若一电子从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射出，则电子射入时速度为 $\text{[math]}$ D . 若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动又恰好从极板右侧射出，则射入的速度 $\text{[math]}$

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6. (2022高三上·沧州月考) 如图所示，水平面上固定着两根平行的光滑金属导轨，导轨之间接有理想电流表，导轨平面处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属棒垂直导轨放置与导轨接触良好．金属棒在垂直金属棒拉力F作用下水平向右由静止开始运动过程中电流表示数I以 $\text{[math]}$ 的变化率均匀增加．已知磁感应强度 $\text{[math]}$ ，金属棒质量 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ．导轨足够长且电阻不计，下列说法正确的是（）

A . 加速度a与时间t成正比 B . $\text{[math]}$ 时刻，拉力为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时刻，拉力F的瞬时功率为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 时刻，电阻消耗的电功率为 $\text{[math]}$

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7. (2024高二上·张家口期末) 如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abcd，线框底面平行于地面，在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车（）

A . 进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba B . 穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流 C . 小车进入磁场前的速度越大，滑行的距离越远 D . 穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左

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三、综合题

8. (2022高三上·潍坊月考) 如图所示，一平行光滑金属导轨间距为 $\text{[math]}$ ，倾斜部分与水平部分平滑连接，左端接有电阻 $\text{[math]}$ ，导轨水平部分在CDEF区域有垂直导轨向上的匀强磁场区，磁感强度大小 $\text{[math]}$ ， CF长为d=2m。一金属棒垂直导轨放置，金属棒质量 $\text{[math]}$ ，接入电阻 $\text{[math]}$ ，金属棒由距水平面 $\text{[math]}$ 处无初速释放，金属棒与导轨始终接触良好，其余电阻不计，取 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1） AB两点间的最大电势差 $\text{[math]}$ ；
2. （2）电阻 $\text{[math]}$ 上产生的最大热量。
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9. (2022高三上·铁岭月考) 随着超导材料性能不断提高和完善，科学家们正在积极开展高温超导应用技术的研究，其中诞生了一个重要领域的研究应用一高温超导磁悬浮列车技术。作为革命性的技术创造，高温超导磁悬浮列车技术在我国已有相关研究最新进展。图（甲）是磁悬浮实验车与轨道示意图，图（乙）是固定在车底部金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图.水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场B₁和B₂ ，二者方向相反.车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场B₁和B₂同时以恒定速度v₀沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的ab边长L=0.20m、总电阻R=1.6Ω，实验车与线框的总质量m=2.0kg，磁场B₁=B₂=1.0T，磁场运动速度v₀=10m/s，已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f=0.20N，求：
1. （1）设t=0时刻，实验车的速度为零，求金属框的加速度的大小和方向；
2. （2）求实验车的最大速率v_m；
3. （3）实验车以最大速度做匀速运动时，为维持实验车运动，外界在单位时间内需提供的总能量；
4. （4）假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动来启动实验车，当两磁场运动的时间为t=40s时，实验车正在向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度为v=4m/s，求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间t₀。
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10. (2022高三上·河南月考) 如图所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ固定在水平面上，导轨平面与水平面夹角为 $\text{[math]}$ ，间距 $\text{[math]}$ ， M、P之间接定值电阻 $\text{[math]}$ ，导轨所在空间存在垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。质量 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ 的导体棒ab垂直导轨放置。导轨电阻不计，先给导体棒沿斜面向下的外力F，使导体棒由静止开始做加速度 $\text{[math]}$ 的匀加速直线运动，以导体棒开始运动作为计时起点，重力加速度 $\text{[math]}$ 。
1. （1）若撤掉外力F时导体棒恰好做匀速运动，求F的作用时间；
2. （2）以导体棒开始运动作为计时起点，请写出F随时间t的函数关系，并作出图像；
3. （3）若定值电阻2s内产生 $\text{[math]}$ 的热量，求2s内外力F所做的功。
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11. (2021高三上·包头开学考) 如图，水平平行光滑金属导轨宽为L，导体棒PQ从图中位置开始以速度v沿导轨水平向右匀速通过一正方形 abcd磁场区域。ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac左侧的磁感应强度为B，ac右侧的磁感应强度为2B且方向相反，定值电阻阻值为R，导轨和金属棒的电阻均不计。求∶
1. （1）当 $\text{[math]}$ 时，流过电阻R瞬时电流的大小及方向；
2. （2）导体棒从b运动到d过程中电路平均电动势的大小。
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12. (2021高三上·山西开学考) 如图所示，固定光滑平行轨道 $\text{[math]}$ 的水平部分处于磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 、方向竖直向上的匀强磁场中， $\text{[math]}$ 段轨道宽度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 段轨道宽度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 段轨道和 $\text{[math]}$ 段轨道均足够长，将质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，有效电阻分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别置于轨道上的 $\text{[math]}$ 段和 $\text{[math]}$ 段，且均与轨道垂直，金属棒 $\text{[math]}$ 原来处于静止状态。现让金属棒 $\text{[math]}$ 从距水平轨道高为 $\text{[math]}$ 处无初速度释放，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计其他电阻及空气阻力，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）金属棒 $\text{[math]}$ 的最大加速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）回路中产生的总焦耳热 $\text{[math]}$ ；
3. （3）两金属棒距离最近时两导轨间的电压 $\text{[math]}$ 。
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13. (2021高三上·河南月考) 如图（a），质量m₁=2kg、宽度L=1m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量m₂=1kg的导体棒MN放置在导轨上，始终与导轨接触良好，MNcb构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。开始时MN左侧导轨的总电阻R=0.2Ω，右侧导轨单位长度的电阻R₀=0.1Ω/m。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B=1T。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做加速度a=2m/s²的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s²。求：
1. （1） t=2s时，MN中电流I的大小和方向；
2. （2） t=2s时，MN对金属导轨施加摩擦力F_f的大小；
3. （3）在图（b）中定性画出拉力F随时间t的变化关系图像。要求标出相关数据，并作出说明。
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