1、2021届高考物理二轮复习 楞次定律与电磁感应定律 专练（2）电磁感应定律1.如图所示,匀强磁场中固定有金属框架,框架平面与磁场方向垂直,导体棒在框架上从B点开始沿图示方向匀速平移,框架和导体棒材料相同、粗细相同，接触电阻不计,图示位置框架与导体棒形成等腰三角形,则( )A.回路中感应电流保持一定B.回路中的磁通量的变化率一定C.回路中的感应电动势一定D.棒受到的拉力一定2.如图所示,在虚线左侧的足够大区域存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,有一个直角三角形金属线框,线框左边与磁场边界平行,线框的电阻为R,线框以垂直虚线方向的速度做匀速直线运动,从线框的左边进入磁场时开始计时,E表示线框产生的
2、感应电动势大小,F表示线框受到的拉力大小,P表示线框的电功率的大小,I表示线框中的感应电流的大小,则下列图像中正确的是( )A.B.C.D.3.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.半径为L的铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流方向由b到aC.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则R消耗的热功率也变为原来的2倍4.纸面内两个半径均为R的圆相
3、切于O点,两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化。一长为的导体杆绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为。时,恰好位于两圆的公切线上,如图所示。若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是( )A.B.C.D.5.如图所示,右侧有一正三角形匀强磁场区域(边缘磁场忽略不计),上边界与垂直。现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,从左侧垂直于匀速向右运动.导体框穿过磁场过程中所受安培力的大小随时间变化的图象以及感应电流随时间变化的图象正确的是(取逆时针电流为正)( )A.B.C.D. 6.某一金属圆环处
4、于匀强磁场中,环面垂直于磁场,如图甲所示.磁感应强度随时间按正弦规律变化,如图乙所示。取磁场垂直于环面向里为正方向,则下列说法正确的是( )A.时间内,环中感应电动势先减小后增大B.时间内,环中感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.时间内,金属环一共出现两次收缩趋势,两次扩张趋势D.时间内,环上某一段受到的安培力先变大后变小7.如图所示，某同学利用光敏电阻（光照越强电阻越小）和继电器设计了一个简单的自动照明系统，天黑时灯泡自动开启，天亮时灯泡自动熄灭。继电器线圈的电阻为50，当线圈中的电流大于时，继电器的衔铁被吸合。为继电器供电的电池电动势，内阻可忽略不计，图中的“电源是为灯泡供电的电源
5、。（1）应该把灯泡接在_（填“端”或“端”）。（2）已知滑动变阻器的最大阻值为，下面两种规格的光敏电阻应该选择_（填“甲”或“乙”）。光敏电阻甲：白天正午时电阻最小值为，完全没有光照时电阻最大值为300；光敏电阻乙：白天正午时电阻最小值为，完全没有光照时电阻最大值为。（3）若第（2）问中所选光敏电阻在下午7点钟时的阻值为其最大阻值的，如果要使此时灯泡刚好自动开启，滑动变阻器的接入电阻应该为_；若想让灯泡开启时间提前，应将滑动变阻器的接入电阻调_（填“大”或“小”）。8.如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿轴方向没有变化，与横坐标的关系如图2所
6、示，图线是双曲线（坐标是渐近线）；顶角的光滑金属长导轨固定在水平面内，与轴重合，一根与垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，已知时，导体棒位于顶角处；导体棒的质量为；接触处点的接触电阻为，其余电阻不计，回路电动势与时间的关系如图3所示，图线是过原点的直线，求：（1）时流过导体棒的电流强度的大小；（2）在12s时间内导体棒所受安培力的冲量大小；（3）导体棒滑动过程中水平外力（单位：N）与横坐标（单位：m）的关系式。答案以及解析1.答案：A解析：根据法拉第电磁感应定律可知,回路中磁通量的变化率等于回路中产生的感应电动势,而感应电动势,不变,有
7、效切割长度L增大,则回路中的磁通量的变化率和感应电动势都增大,故B、C错误;设金属材料的电阻率为,横截面积为S,导体棒从B点开始运动的时间为t,磁场的磁感应强度为,则回路中产生的感应电动势为,回路的电阻,回路中感应电流的大小,均不变,则I不变,故A正确;棒所受的拉力与安培力大小相等,而安培力的大小,随时间t的增大而增大,故D错误.2.答案：A解析：设线框左侧的直角边边长为,右侧锐角角度为,线框进入磁场t时间内,线框切割磁感线的有效长度为,感应电动势为,是关于t的一次函数,即电动势随时间均匀减小,A正确;由于线框以速度做匀速直线运动,由平衡条件可知,是关于t的二次函数,B错误;电功率等于克服安培
8、力做功的功率,则,是关于t的二次函数,C错误;线框中的感应电流,是关于t的一次函数,D错误.3.答案：A解析：圆盘转动产生的感应电动势为,不变,E不变,电流大小恒定不变,若从上往下看,圆盘顺时针转动,由右手定则知,电流方向由a到b,A正确,B错误;若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向不变,大小变化,C错误;若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,回路中电流变为原来的2倍,根据知，R消耗的热功率将变为原来的4倍,D错误.4.答案：C解析：设经时间t导体杆转过的角度为,则,由图可知此时导体杆的有效切割长度为,由法拉第电磁感应定律可知,则选项C正确。5.答案：BC解析：设正三角形的边长为a，
9、匀速运动的速度为v.线框进入磁场的过程，根据右手定则可以知道，电流方向为逆时针，即为正方向线框所受的安培力方向向左，t时刻线框有效切割长度，产生的感应电动势，感应电流的大小，根据安培力公式，F-t图线是开口向上的抛物线。同理，线框离开磁场的过程，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针，方向为负方向，安培力方向向左过程线框有效切割长度，产生的感应电流大小为，根据安培力公式，F-t图线是开口向上的抛物线根据数学知识可以知道BC正确。6.答案：AC解析：A.时间内,磁感应强度的变化先变小后变大,根据法拉第电磁感应定律可知,环中的感应电动势先减小后增大,故A正确;B.根据楞次定律,时间内,环中感应电
10、流方向一直沿顺时针方向,故B错误;C.当磁感应强度增大时,根据楞次定律可知,金属环有收缩的趋势,当磁感应强度减小时,金属环有扩张趋势,从图象可以看出,时间内,金属环出现两次收缩趋势,两次扩张趋势,故C正确;D.由于、两个时刻,磁感应强度为零,因此环上某一段受到的安培力为零,在时刻,感应电动势为零,感应电流为零,因此环上某一段受到的安培力也为零,因此时间内,环上某一段受到的安培力先变大后变小,再变大然后再变小,故D错误。故选：AC。7.答案：（1）A、B端；（2）甲；（3）25；大解析：（1）当光照较强时，线圈中的电流大，所以白天线圈中的电流是大的，此时线圈中的电流应该大于10mA，衔铁吸合，灯泡此时熄灭，所以应该接在A、B端。（2）已知电池电动势E=1.5V，当线圈中的电流等于10mA时，回路中的总阻值为150，所以灯泡要想晚上开启，回路中的总阻值得大于150，因为滑动变阻器R的最大阻值为50，继电器线圈的电阻为50，所以光敏电阻接入阻值需要大于50时，灯泡才会开启，所以光敏电阻应该选甲。8.答案：（1）根据图像中的图线是过原点的直线特点有由关系的得：（2）根据图像中的图线是双曲线特点：因，可知任意t时刻回路中导体棒有效切割长度 又由 所以 安培力和时间成正比所以在12s时间内导体棒所受安培力的平均值 故 （3） 所以 可知导体棒的运动时匀加速直线运动，加速度再有： 联立解得：