（高中物理）93电磁感应规律的综合2

1、【高考领航】高考物理总复习 9-3 电磁感应规律的综合应用练习1(·高考新课标全国卷)如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行在t0到tt1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头所示方向相同， 那么i随时间t变化的图线可能是()解析：线框abcd中电流I大小相同，IabIcd，而ab边与直线电流i之间的作用力大于cd边与直线电流i之间的作用力且直线电流之间同向相吸异向相斥依据楞次定律，当直导线中i向上且均匀减小时，线框中产生

2、adcba方向的电流且恒定，此时线框受力向左；当直导线中电流i向下且增加时，线框中依然产生adcba方向的电流且恒定，此时线框受力向右那么可以判断A图正确答案：A2(·七市联考)如下列图，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区域，对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以ABCD顺序流向为正方向，从C点进入磁场开始计时)正确的选项是()解析：利用“增反减同，线框从进入磁场到穿过线框的磁通量最大的过程中，电流沿逆时针方向，且先增大后减小；从穿过线框的磁通量最大的位置到离开磁场的过程中，电流沿顺时针方向

3、，且先增大后减小设C为，刚进入磁场时的切割有效长度为2tan ·v·t，所以电流与t成正比，只有B项正确答案：B3(·质检)如下列图，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后()A金属棒ab、cd都做匀速运动B金属棒ab上的电流方向是由a向bC金属棒cd所受安培力的大小等于D两金属棒间的距离保持不变答案：C4用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框a、b、c、d，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如下

4、列图在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.以下判断正确的选项是()AUaUbUcUdBUaUbUdUcCUaUbUcUdDUbUaUdUc解析：在线框进入磁场的过程中，MN两端的电压等于线框回路中的路端电压，根据线框长度和电阻的关系依据闭合电路欧姆定律，可知UaBlv，UbBlv，UcB·2lvBlv，Ud·2BlvBlv，所以Ua<Ub<Ud<Uc，故B对答案：B5(·市调研)如下列图，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉

5、出磁场，那么导体框从两个方向移出磁场的两个过程中()A导体框中产生的感应电流方向不相同B导体框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差相同D通过导体框截面的电荷量相同解析：由右手定那么中得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同，A项错误；热量QI2Rt2R×，导体框产生的焦耳热与运动速度有关，B项错误；电荷量QIt×，电荷量与速度无关，电荷量相同，D项正确；以速度v拉出时，UadBlv，以速度3v拉出时，UadBl×3v，C项错误答案：D6如下列图，一个“形导轨固定在方向与其垂直且磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是与导轨相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作

6、用下，导体棒以恒定速度v向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，那么回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图象中正确的选项是()解析：此题考查电磁感应定律和电路的根本规律设导轨夹角为，那么导体棒切割磁感线的有效长度为lvttan ，故EBlvBv2ttan ，Et，A错误；如果导体棒和导轨单位长度的电阻为r，那么时刻t时，总电阻Rrvtr，故I为定值，B错误；外力的功率PF安vBlIvBIv2ttan ，Pt，C正确；回路中产生的焦耳热QI2Rt，Qt2，D错误答案：C7竖直平面内有一形状为拋物线的光滑曲面轨道，如下列图，拋物线方程

7、是yx2，轨道下半局部处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从拋物线上yb(b>a)处以速度v沿拋物线下滑，假设拋物线足够长，金属环沿拋物线下滑后产生的焦耳热总量是()AmgbB.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：小金属环进入或离开磁场时，磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即Qmv2mgbmgamg(ba)mv2.答案：D8(·五校三模)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

8、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，如下列图，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，那么()A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度小于gB金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abC金属棒的速度为v时，电路中的电功率为B2L2v2/RD电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量解析：刚释放瞬间金属棒只受重力，故加速度ag，A项错误金属棒向下运动时用右手定那么判断，电流沿顺时针方向，B项错误当金属棒的速度为v时，EBLv，P，C项正确根据能量守恒可知，电阻R上产生的总热量等于减少的重力势能

9、与弹簧增加的弹性势能之差，D项错误答案：C9(·高考卷改编)如下列图，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度到达v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.以下选项正确的选项是()AP2mgvsin BP3mgvsin C当导体棒速度到达时加速度大小为gsin D在速度到达2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析

10、：对导体棒受力分析如图当导体棒以v匀速运动时(如图甲)，应有：mgsin F安BIL；当加力F后以2v匀速运动时(如图乙)，Fmgsin ，两式联立得Fmgsin ，那么PF·2v2mgvsin ，A正确B错误；由牛顿第二定律，当导体棒的速度为时，a sin ，C错误；由功能关系，当导体棒到达2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功与减少的重力势能之和，D错误答案：A10如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻

11、可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率解析：(1)设小灯泡的额定电流为I0，有PIR由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，两小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I2I0此时金属棒MN所受的重力和安培力大小相等，下落的速度到达最大值，有mgBLI联立式得B.(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速度为v，由电磁感应定律与欧姆定律得EBLvERI0联立式得v.答案：(1)(2)11(·局部学校联考)如图a所示，间距为l、电阻不计的光滑导

12、轨固定在倾角为的斜面上在区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图b所示t0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如下列图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域内的导轨上由静止释放在ab棒运动到区域的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域沿斜面的长度为2l，在ttx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域，重力加速度为g.求：(1)通过cd棒电流的方向和区域内磁场的方向；(2)当ab棒在区域内运动时cd棒消耗的电功率；(3

13、)ab棒开始下滑的位置离EF的距离；(4)ab棒从开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量解析：(1)通过cd棒的电流方向为dc区域内磁场方向为垂直于斜面向上(2)对cd棒，F安BIlmgsin ，所以通过cd棒的电流大小I当ab棒在区域内运动时cd棒消耗的电功率PI2R(3)ab棒在到达区域前做匀加速直线运动，agsin cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域前、后回路中产生的感应电动势不变，那么ab棒在区域中一定做匀速直线运动可得Blvt，即Blgsin tx，所以tx ab棒在区域中做匀速直线运动的速度vt那么ab棒开始下滑的位置离EF的距离hat2l3l(4)ab棒在区域中运动的时间t2

14、ab棒从开始下滑至EF的总时间ttxt22，EBlvtBlab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量QEIt4mglsin 答案：(1)电流方向为dc磁场方向为垂直斜面向上(2)(3)3l(4)4mglsin 12(·联考)如下列图，竖直面内的正方形导线框ABCD和abcd的边长均为l、电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里的匀强磁场开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为l.现将系统由静止释放，当ABCD刚全部进入磁场时，系统开始做匀速运动不计摩擦和空气阻力，求：(1)系统匀速运动的速度大小；(2)两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热；(3)线框abcd通过磁场的时间解析：(1)如下列图，设