新教材2024高中物理章末核心训练二第二章电磁感应粤教版选择性必修第二册

章末核心训练（二）电磁感应1.（2024·重庆适应考）如图所示，正方形MNPQ内的两个三角形区域充溢匀强磁场，形态与MNPQ完全相同的闭合导线框M′N′P′Q′在外力作用下沿轴线OO′水平向左匀速运动.设通过导线框的感应电流为i，逆时针方向为电流的正方向，当t＝0时M′Q′与NP重合，在M′Q′从NP到接近MQ的过程中，下列图像中能反映i随时间t改变规律的是（）ABCD解析：本题考查电磁感应问题.闭合导线框M′N′P′Q′匀速向左运动过程，穿过回路的磁通量不断增大，依据楞次定律可知，回路中的电流始终沿逆时针方向，所以电流始终为正；闭合导线框向左匀速运动过程中，切割磁感线的有效长度先减小后增大，所以感应电流先减小后增大，故B正确.答案：B2.（2024·广东卷）（多选）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场.金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好.初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上.若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（）A.杆OP产生的感应电动势恒定B.杆OP受到的安培力不变C.杆MN做匀加速直线运动D.杆MN中的电流渐渐减小解析：本题考查法拉第电磁感应定律的应用.杆OP产生的感应电动势E＝eq\f(1,2)BL2ω，保持恒定，选项A正确；杆OP起先转动后，回路中始终有电流，则杆MN受到安培力作用而做加速运动，导致回路中磁通量改变变慢，则总感应电动势变小，杆MN和OP中的电流变小，杆OP、MN受到的安培力也变小，杆MN的加速度变小，做加速度减小的加速直线运动，选项B、C错误，D正确.答案：AD3.如图所示，单匝直角三角形导线框OMN在匀强磁场中以ON所在的直线为轴匀速转动，角速度为ω，已知OM边长为l，∠MON＝θ，匀强磁场垂直于ON向右，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（）A.导线框OMN内产生大小恒定的电流B.截掉导线MN，则电动势最大值变小C.导线框OMN产生的电流方向为OMNOD.导线框OMN内产生的电动势最大值为eq\f(1,2)Bl2ωsinθcosθ解析：当导线框OMN以ON所在的直线为轴匀速转动时，线框内产生正弦交变电流，选项A错误；导线MN不切割磁感线，则截掉导线MN，则电动势最大值不变，选项B错误；导线框OMN产生的电流方向不断改变，选项C错误，导线框OMN内产生的电动势最大值为Em＝BωS＝eq\f(1,2)Bl2ωsinθcosθ，选项D正确.答案：D4.（2024·天津卷）如图所示，垂直于纸面对里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t匀称改变.正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R＝0.1Ω，边长l＝0.2m.求（1）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中的感应电动势E；（2）t＝0.05s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；（3）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中电流的电功率P.解析：本题结合B-t图像考查法拉第电磁感应定律的应用.（1）在t＝0到t＝0.1s的时间Δt内，磁感应强度的改变量ΔB＝0.2T，设穿过金属框的磁通量改变量为ΔΦ，有ΔΦ＝ΔBl2，①由于磁场匀称改变，金属框中产生的电动势是恒定的，有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，②联立①②式，代入数据，解得E＝0.08V.③（2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有I＝eq\f(E,R)，④由题图可知，t＝0.05s时磁感应强度为B1＝0.1T，金属框ab边受到的安培力F＝IlB1，⑤联立①②④⑤式，代入数据解得F＝0.016N，方向垂直于ab向左.（3）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中电流的电功率P＝I2R，⑥联立①②④⑥式，代入数据解得P＝0.064W.答案：（1）0.08V（2）0.016N，方向垂直于ab向左（3）0.064W5.（2024·江苏卷）如图所示，电阻为0.1Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2m，bc边与匀强磁场边缘重合.磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5T.在水平拉力作用下，线圈以8m/s的速度向右穿过磁场区域.求线圈在上述过程中（1）感应电动势的大小E；（2）所受拉力的大小F；（3）感应电流产生的热量Q.解析：本题考查法拉第电磁感应定律的应用.（1）线圈穿过磁场过程中产生的感应电动势E＝Blv，代入数据得E＝0.8V.（2）感应电流I＝eq\f(E,R)，线圈做匀速运动，所受拉力的大小等于安培力大小，安培力大小F＝BIl，解得F＝eq\f(B2l2v,R)，代入数据得F＝0.8N.（3）线圈穿过磁场的过程中运动时间t＝eq\f(2l,v)，由焦耳定律Q＝I2Rt，解得Q＝eq\f(2B2l3v,R)，代入数据得Q＝0.32J.答案：（1）0.8V（2）0.8N（3）0.32J6.（2024年7月·浙江卷）如图1所示，在绝缘光滑水平桌面上，以O为原点、水平向右为正方向建立x轴，在0≤x≤1.0m区域内存在方向竖直向上的匀强磁场.桌面上有一边长L＝0.5m、电阻R＝0.25Ω的正方形线框abcd，当平行于磁场边界的cd边进入磁场时，在沿x方向的外力F作用下以v＝1.0m/s的速度做匀速运动，直到ab边进入磁场时撤去外力.若以cd边进入磁场时作为计时起点，在0≤t≤1.0s内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图2所示，在0≤t≤1.3s内线框始终做匀速运动.（1）求外力F的大小；（2）在1.0s≤t≤1.3s内存在连续改变的磁场，求磁感应强度B的大小与时间t的关系；（3）求在0≤t≤1.3s内流过导线横截面的电荷量q.解析：本题考查电磁感应中的图像问题、电磁感应与力学、电路问题的综合.（1）当t0＝0，B0＝0.25T，回路中的感应电流I＝eq\f(B0Lv,R)，安培力FA＝eq\f(Beq\o\al(2,0)L2,R)v，由受力平衡得F＝FA＝0.0625N.（2）线框不受外力作用匀速出磁场，感应电流为0，磁通量不变，Φ1＝Φ.由题图2可知t1＝1.0s时，B1＝0.5T，则磁通量Φ1＝B1L2，又t时刻，磁通量Φ＝BL[L－v（t－t1）]，解得B＝eq\f(1,6－4t).（3）0≤t≤0.5s内，电荷量q1＝eq\f(B0L2,R)＝0.25C；0.5s≤t≤1.0s