1、电磁感应规律的综合应用1.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大【解析】选C。导体棒PQ滑动过程中外电阻先变大到最大值0.75R后变小,因此PQ中电流先减小后增大,PQ两端电压先增大后减小,选项A、B错;据电源输出功率与外电阻变化规
2、律可知线框消耗的电功率先增大后减小,选项D错;导体棒PQ上拉力的功率等于电路总功率,电动势不变,据PQ中电流变化可知PQ上拉力的功率先减小后增大,选项C正确。2.(2018全国卷)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程)。在过程、中,流过OM的电荷量相等,则等于()A.B.C.D.2【解
3、析】选B。由q=t、=、=n解得:q=n。过程中流过OM的电荷量q1=;过程中流过OM的电荷量q2=。而q1=q2,即=,解得=。3.(2019抚顺模拟)如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆OM的长为l,阻值为R,M端与环接触良好,绕过圆心O的转轴以恒定的角速度顺时针转动。阻值为R的电阻一端用导线和环上的A点连接,另一端和金属杆的转轴O处的端点相连接。下列判断正确的是()A.OM两点间电势差绝对值的最大值为B.金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为C.通过电阻R的电流的最小值为,方向从Q到PD.通过电阻R的电流的最大值为,且P、Q两点电势满足PQ【解析】选B。M端线速度为v=l,OM切割磁感线产生的感应电动势为E=Bl2,选项B正确;当M端位于最上端时,圆环两部分电阻相等,并联电阻最大,电流最小,R并=2R=R,通过电阻R的电流的最小值为Imin=,根据右手定则可得电流方向从Q到P,选项C错误;OM作为电源,外电阻增大,总电流减小,内电压减小,路端电压增大,所以外电阻最大时,OM两点间电势差绝对值最大,其最大值为U=Imin2R=,选项A错误;当M位于最下端时圆环被接入的电阻为0,此时有最大电流Imax=,根据右手定则可得电流方向从Q到P,P、Q两点电势满足PQ,选项D错误。
