高考物理二轮复习 专题升级训练十二 电磁感应及综合应用专题升级训练卷

1、专题升级训练十二电磁感应及综合应用一、选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分。在每道小题的四个选项中，只有一个选项正确）1（2012·安徽期末）如图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环M相连接，导轨上放一根金属导体棒ab，并与导轨紧密接触，磁感线垂直于导轨所在平面。若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内（）。A有自下而上的恒定电流B有自上而下的恒定电流C电流方向周期性变化D没有感应电流2（2012·广东模拟）北半球地磁场的竖直分量向下。如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置

2、边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。下列说法中正确的是（）。A若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaD若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcba3（2012·湖南期末）如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放（各线框下落过程中不翻转），则以下说法正确的是（）。A三者同时落地B甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙

3、后落地D乙、丙同时落地，甲后落地4（2012·河北衡水中学下学期一调考试）如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（）。A金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1:B金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1:1C从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1

4、:1D从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1:15（2012·甘肃天水一中检测）如图所示，半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为e、质量为m的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为BB0kt（k0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t0时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，从此开始运动一周后的磁感应强度为B1，则此时电子的速度大小为（）。A B C D6（2012·宣城高三模拟）如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不

5、动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是（力的方向规定向左为正方向）（）。丙7（2012·山东潍坊重点中学联考）如图所示，边长为L的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，中途穿过垂直于纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域。磁场的宽度大于L，以i表示导线框中的感应电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流正方向，以下it关系图象，可能正确的是（）。8（2012·四川理综）半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均

6、为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示。则（）。0时，杆产生的电动势为2Bav时，杆产生的电动势为Bav0时，杆受的安培力大小为时，杆受的安培力大小为A B C D二、非选择题（本题共2小题，共36分）9（16分）（2012·浙江宁波八校联考）如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l2 m，整个装置处于磁感应强度大小B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场中

7、。一根粗细均匀、单位长度电阻值r0.5 /m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v2 m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：（1）导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；（2）开始运动后0.2 s内通过导体棒的电荷量q；（3）导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。10（20分）轻质细线吊着一质量为m0.32 kg、边长为L0.8 m、匝数n10的正方形线圈，总电阻为r1 ，边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从t0开始经t0时间细线开始松弛，取g10 m/s

8、2.求：（1）在前t0时间内线圈中产生的电动势；（2）在前t0时间内线圈的电功率；（3）t0的值。参考答案1D解析：导体棒匀速向右运动，M中产生稳定的电流，则通过N中的磁通量保持不变，故N中无感应电流产生，选项D正确。2C解析：由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c（b）点电势高于d（a）点电势，故A错误；同理知B错。若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为abcda，C对，D错。3D解析：甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙是没有闭合的回路，丙是塑料线框，故都不会产生

9、感应电流，它们做自由落体运动，故D正确。4C解析：由v22ax可知，金属棒通过b、c两位置时，金属棒速度之比为1:，产生的感应电流之比为1:，所受安培力之比为1:，由牛顿第二定律可知，外力F的大小之比不是1:，选项A错误；由电功率公式PI2R可知，金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1:2，选项B错误；由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电流定义可得，q/R，从a到b和从b到c的两个过程中，相等，所以通过金属棒横截面的电荷量之比为1:1，选项C正确；由焦耳定律，QI2RtqIR，从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1:，选项D错误。5A解析：由法拉第电磁感应定

10、律，环形管道内产生的感应电动势Ekr2，电子运动一周，感应电场力对电子做功为eE，由动能定理，eEmv2mv，联立解得电子的速度大小为v，正确，错误；电子在磁感应强度为B1的匀强磁场中运动，evB1mv2/r，解得v，正确，错误。6A解析：磁场的变化率在1 s到3 s和在3 s到6 s分别保持不变，电动势也都不变，线圈内的电流I大小都保持不变，在t3 s时电流方向发生变化，线圈ab边所受安培力大小FBIL随B的变化而变化。易知选项A正确。7B解析：边长为L的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，若进入磁场时所受安培力与重力沿斜面方向的分力平衡，则线框做匀速直线运动，感应电流为一恒定值；

11、完全进入后磁通量不变，感应电流为零，线框做匀加速直线运动；从磁场中出来时，感应电流方向相反，所受安培力大于重力沿斜面方向的分力，线框做减速运动，感应电流减小。所以选项B正确。8B解析：0时，杆在CD位置，产生的电动势为EB·2av2Bav，通过杆的电流为I，杆受到的安培力为FBI2a，正确，错误；时，杆切割的有效长度为a，产生的电动势为EBav，电路的总电阻为R（2）aR0aR0aR0aR0，通过杆的电流为I，杆受到的安培力为FBIa，错误、正确。9答案：（1）2 N（2）0.4 C（3）1 J解析：（1）导体棒开始运动时，回路中产生的感应电动势EBlv感应电流I安培力F安BIl由平衡条件得：FF安联立上式得：F2 N。（2）由（1）问知，感应电流I，与导体棒切割的有效长度l无关感应电流大小I2 A故0.2 s内通过导体棒的电荷量qIt0.4 C。（3）设导体棒经t时间沿导轨匀速向右运动的位移为x，则t时刻导体棒切割的有效长度lxl2x由（1）问知，导体棒在导轨上运动时所受的安培力F安BIlx（l2x）因安培力的大小F安与位移x成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值安N1 N产生的焦耳热Q安·1