1、专题十电磁感应与能量变化一、单项选择题1(仿2013新课标全国高考，17T)边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图5所示，则下列图象与这一过程相符合的是()图5解析该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有l有x，所以E电动势Bl有vBvxx，选项A错误，B正确；F外力x2，选项C错误；P外力功率F外力vF外力x2，选项D错误答案B2(仿2013新课标全国高考，16T)如图6所示，水平虚线MN的上方有一垂直纸面向里的匀强磁场，矩形导线框abcd从MN下方某处以v
2、0的速度竖直上抛，向上运动高度H后垂直进入匀强磁场，此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行不计空气阻力，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图象中可能正确反映导线框的速度与时间关系的是()图6解析线框进磁场前为匀减速运动，进磁场后受到重力和向下的安培力，mgma，因其向上减速运动，v减小，a减小，可知C项正确答案C3(仿2013山东高考，18T)矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图7甲所示磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示t0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在04 s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象
3、(规定向左为安培力的正方向)可能是下图中的()图7解析根据图乙，又ES和I可知，在04 s时间内的感应电流大小恒定根据楞次定律可知，在02 s时间内，电流顺时针方向；在24 s时间内，电流逆时针方向；根据左手定则可知ad边所受安培力方向：在01 s时间向左，在12 s时间向右，在23 s时间向左，在34 s时间向右从而排除A、C选项尽管电流大小不变，可FcdBLcdI，B均匀变化时，安培力均匀变化，因此B错，D对答案D二、双项选择题4(仿2013天津高考，3T)如图8所示，在矩形有界匀强磁场区域ABCD内有一质量可以忽略不计、电阻为R的闭合导线框abcd.线框在外力F的作用下，从图示位置匀速向
4、右离开磁场若第一次用0.3 s时间拉出，电路中的电流为I1，cd边受的安培力为F1，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，电路中的电流为I2，cd边受的安培力为F2，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()图8AI1I231 BF1F211CW1W231 Dq1q213解析设线框ad边的长度为s，由线框匀速运动时有v.第一次用0.3 s拉出线框、第二次用0.9 s拉出线框，两次的时间比为.设线框ab边的长度为L，则感应电动势为EBLv，感应电流为I，解上述各式得I，所以两次的电流之比为，故选A.cd边受安培力为F安BIL，解上述各式得F，所以
5、两次所受安培力之比为，故不选B.拉力做的功为WFs，解上述各式得W，所以两次做功之比为，故选C.流过的电荷量为qIt，解上述各式得q，所以两次的电荷量比为，故不选D.答案AC5(仿2013安徽高考，16T)如图9所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，ab棒的速度大小为v，则ab棒在这一过程中()图9A运动的平均速度大小为vB下滑的位移大小为C产生的焦耳热为qBLvD
6、受到的最大安培力大小为解析本题考查金属棒切割磁感线的电磁感应现象，意在考查考生应用法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、能量守恒定律解决电磁感应综合问题的能力分析ab棒的受力情况，有mgsin ma，分析可得ab棒做加速度减小的加速运动，故其平均速度不等于初末速度的平均值，A错误；设ab棒沿斜面下滑的位移为x，则电荷量qItt，解得位移x，B正确；根据能量守恒定律可知，产生的焦耳热等于ab棒机械能的减少量，Qmv2，ab棒受到的最大安培力为，C错误，D正确答案BD三、非选择题6(仿2013新课标全国高考，25T)如图10所示，两根竖直放置在绝缘面上的金属框架框架的上端接有电容为C的电容器框架上有一
7、质量为m、长为l的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好无摩擦，棒离桌面高度为h.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直，开始时电容器不带电自静止起将棒释放，求棒从释放到落到地面所需要的时间？图10解析设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为：EBlv平行板电容器两板间的电势差为UE设此时电容器极板上积累的电荷为Q，按定义有：C联立式得QCBlv设在时间间隔(t，tt)内流经金属棒的电荷量为Q，按定义电流为IQ也是t电容器极板上增加的电荷量，由式得QCBlv式中v为速度的变化量，按定义有a对金属棒由牛顿第二定律得BIlmgma联立式解得a由式知金属棒向下做匀加速直线运动由位移公式得hat2联立式得金属棒到地面所用时间为t.答案
