1、专题九限时训练(限时:45分钟) 【测控导航】考点题号(难易度)1.电磁感应现象和楞次定律的理解1(易)2.法拉第电磁感应定律的理解2(中),8(易),9(中)3.感应电动势大小计算3(中),6(中)4.法拉第电磁感应定律与图像结合4(中),5(难),7(中),10(难)一、选择题(在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.(2015山西省太原市二模)直导线ab放在如图所示的水平导体框架上,构成一个闭合回路;长直导线cd和框架处在同一个平面内,且cd和ab平行.当cd中通有电流时,观察到ab向左滑动,关于cd中的电流,下列说法正确的是(C)A.电流
2、一定增大,方向沿c向dB.电流一定增大,方向沿d向cC.电流一定减小,方向可能由d向cD.电流大小恒定,方向由d到c解析:ab棒向左滑动,说明通过回路的磁通量在减小,即通过回路的磁感应强度在减弱,因此cd的电流在减小,与电流方向无关.2.如图(a)所示,电路的左侧是一个电容为C的电容器,电路的右侧是一个环形导体,环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图(b)所示,则在0t0时间内电容器(A)A.上极板带正电,所带电荷量为B.上极板带正电,所带电荷量为C.上极板带负电,所带电荷量为D.上极板带负电,所带电荷量为解析:根据法拉第电磁感应定
3、律,电动势E=,电容器两端的电压等于电源的电动势,所以电容器所带的电量Q=CU=.根据楞次定律,在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向,所以电容器的上极板带正电.故选项A正确,B,C,D错误.教师备用:(2015江西一模)如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽.现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域.若以逆时针方向为电流的正方向,在选项图中,线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图像正确的是(C)解析:线框从开始进入到全部进入第一个磁场时,磁通量向里增
4、大,则由楞次定律可知,电流方向为逆时针,因切割的有效长度均匀增大,故由E=BLv可知,电动势也均匀增加,则电流均匀增大;当线圈开始进入第二个磁场后,线圈中磁通量向里减小,则可知电流为顺时针即为负值,线框在两个磁场中切割磁感线产生同向的感应电流,而有效长度均匀增加,因此,电流值快速增大,同理线框出右边磁场时电流为正值且均匀增大,由此知选项C正确.3.(2015全国新课标理综)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a,b,c三点的电势分别为Ua,Ub,Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是(C)A.UaU
5、c,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿abcaC.Ubc=-Bl2,金属框中无电流D.Ubc=Bl2,金属框中电流方向沿acba解析:闭合金属框在匀强磁场中以角速度逆时针转动时,穿过金属框的磁通量始终为零,金属框中无电流.由右手定则可知Ub=Ua0),将金属杆ab由静止释放,杆将沿斜面向下运动.求当杆的速度为v时,杆的加速度大小.解析:(1)以金属杆ab为研究对象,根据平衡条件mgsin -B0IL=0,得I=,通过ab杆电流方向为由b到a.(2)根据法拉第电磁感应定律E=n=NS,根据欧姆定律I=,得=.(3)根据法拉第电磁感应定律E1=NS=NSk(k0),ab杆切割磁感线产生
6、的电动势 E2=B0Lv,总电动势 E总=E1+E2,感应电流I=,根据牛顿第二定律mgsin -F=ma,安培力 F=B0IL,所以a=gsin -(k0).答案:(1)方向ba(2)(3)gsin -(k0)10.(2015广东理综)如图(a)所示,平行长直金属导轨水平放置,间距L=0.4 m.导轨右端接有阻值R=1 的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好.导体棒及导轨的电阻均不计.导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场,bd连线与导轨垂直,长度也为L.从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间t变化,规律如图(b)所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1 s后刚好进入
7、磁场.若使棒在导轨上始终以速度v=1 m/s做直线运动,求:(1)棒进入磁场前,回路中的电动势E;(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F,以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式.解析:(1)由图(b)可知01.0 s内B的变化率=0.5 T/s正方形磁场区域的面积S=()2=0.08 m2棒进入磁场前01.0 s内回路中的感应电动势E=解得E=0.080.5 V=0.04 V;(2)当棒通过bd位置时,有效切割长度最大,感应电流最大,棒受到最大安培力F=BIL棒过bd时的感应电动势Em=BLv=0.50.41 V=0.2 V棒过bd时的电流I=解得F=0.04 N棒通过a点后在三角形abd区域中的有效切割长度L与时间t的关系为L=2v(t-1),其中t的取值范围为1 st1.2 s电流i与时间t的关系式i=(t-1)A(1 st1.2 s).答案:(1)0.04 V(2)0.04 Ni=(t-1)A(1 st1.2 s)