1、高中同步测试卷(七)专题二电磁感应中的图象和能量问题(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是()A大小恒定，逆时针方向 B大小恒定，顺时针方向C大小逐渐增加，顺时针方向 D大小逐渐减小，逆时针方向2.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，中途穿越垂直纸面向里、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
2、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()3如图所示的电路中，开关S闭合，电路达到稳定状态时，流过灯泡A的电流为i1，流过线圈L的电流为i2，且i10，根据法拉第电磁感应定律uab知，uab逐渐减小；t0.25T0时，0，所以0，uab0；同理可知0.25T0t0.5T0时，uab，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的vt图象的切线斜率也越来越大，由于FA，FAt图象的切线斜率也越来越大，感应电流(i)、电阻两端的电压(UR)及感应电流的功率(P)也会随时间变化得越来越快，B项正确；如果k，则金属棒做匀
3、加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果k，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C项正确9导学号26020105【解析】选AC.根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A对；重力做的功等于重力势能的减少量，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对10导学号26020106【解析】选BD.由能量守恒定律，安培力对金属棒做功小于金属棒机械能的减少
4、量，选项A错误；由动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量，选项B正确；导轨上、下两边的电阻属于并联关系，两者电压相等，R1和R2发热功率之比P1P221，选项C错误；R1和R2并联等效电阻为2 ，ab中电流等于R1和R2二者中电流之和，金属棒ab的电阻R3产生的焦耳热是R1和R2并联等效电阻产生焦耳热的2倍，选项D正确故答案选BD.11导学号26020107【解析】选AC.据导体棒切割磁感线产生的电动势EBLv0，导体棒中经过的电流I和并联总电阻R并，以及导体棒所受安培力FBIL，得到安培力F，所以A选项正确；由于安培力做负功，当导体棒再次回到初始位置时，安培力F，此时
5、安培力的功率P，则AB间的电阻热功率也小于，所以B选项错误；当导体棒从初位置到第一次到达最右端时，由动能定理得：WFW弹0，而WF2Q，所以此过程弹簧具有的弹性势能为：W弹WF2Q，C选项正确，D选项错误12导学号26020108【解析】选AC.b进入磁场后，b中电流方向向右，a中的电流方向向左，选项A正确；b进入磁场后，由于a、b二者电流方向相反，二者相斥，轻绳对a的拉力减小，选项B错误；b进入磁场后，所受安培力可能小于重力，继续加速运动，重力做功的瞬时功率可能增大，选项C正确；b由静止释放到穿出磁场的过程中，a和b中产生的焦耳热等于b减少的机械能，选项D错误13导学号26020109【解析
6、】(1)ab或cd切割磁感线所产生的感应电动势为EBlv(1分)对应的感应电流为I(1分)ab或cd所受的安培力FBIl(1分)外力所做的功为W2Fl2(1分)由能的转化和守恒定律可知，线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等，即QW2.(1分)(2)令I0，画出的图象分为三段，如图所示(5分)t0，iI0t，i0t，iI0.【答案】(1)2(2)见解析图14导学号26020110【解析】导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为EBlvBlat，(2分)闭合回路中的感应电流为I，(2分)由安培力公式和牛顿第二定律得：
7、FIlBma(2分)得：Fmaat.(2分)在图象上取两点：(0，1)、(30，4)代入解方程组得：a10 m/s2，m0.1 kg.(2分) 【答案】0.1 kg10 m/s215导学号26020111【解析】(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有mgma，vtv0at，xv0tat2，代入数据解得：t1 s时，vt0，x0.5 m，所以导体棒没有进入磁场区域(3分)导体棒在1 s末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端距离为x0.5 m(1分)(2)由图乙可知：前2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E0，I0，后2 s回路产生的电动势为Eld0.1 V此时回路的总长度为5 m，
8、因此回路的总电阻为R50.5 ，电流为I0.2 A(3分)根据楞次定律，回路中的电流方向是顺时针方向(1分)(3)前2 s电流为零，后2 s有恒定电流，焦耳热为QI2Rt0.04 J(2分)【答案】(1)前1 s：匀减速直线运动，后3 s：静止在离左端0.5 m的位置(2)前2 s：I0，后2 s：I0.2 A电流方向是顺时针方向(3)0.04 J16导学号26020112【解析】(1)设金属棒匀加速运动的时间为t，回路的磁通量变化量为，回路中的平均感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得：E 其中Blx(1分)设回路中的平均电流为I，由闭合电路的欧姆定律得I(1分)则通过电阻R的电荷量为qIt(1分)联立式，得q(1分)代入数据得q4.5 C(1分)(2)设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v22ax(1分)设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W，由动能定理得W0mv2(1分)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2W(1分)联立式，代入数据得Q21.8 J(1分)(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221，可得Q13.6 J(1分)在棒运动的整个过程中，由功能关系可知WFQ1Q2(1分)由式得WF5.4 J(1分)【答案】(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J