1、重点强化卷(一)电磁感应现象及综合应用(建议用时：45分钟)一、选择题1如图1虚线所示的范围内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，矩形线框abcd沿水平方向并自左向右匀速通过磁场当线框通过图中、位置时，线框内的感应电流分别为i1、i2、i3，则() 【导学号：46042045】图1Ai1i3，i20Bi1i3，i20Ci1i3L，则导线框中无感应电流的时间等于()图4A. B.C. D.【解析】根据产生感应电流的条件可知：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流，因此线框在进入和穿出磁场的过程中有感应电流当线框全部处于磁场中时，穿过线框的磁通量不发生变化，没有感应电流产生根据几何关
2、系易知C选项正确【答案】C5MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图5所示，则() 【导学号：46042047】图5A若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到b到d到cB若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到aC若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcdvab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a【解析】若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知，应产生顺时针方向的电流，故选项A错；若ab、cd
3、同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故选项B错误；若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中有顺时针方向的电流，故选项C错误；若ab、cd向右运动，且vcdvab，则ab、cd所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流，故选项D正确【答案】D6(多选)水平放置的平行板电容器与线圈连接如图6，线圈内有垂直纸面(设向里为正方向)的匀强磁场，为使带负电微粒静止在板间，磁感应强度B随时间t变化的图像应该是下列选项中的()图6【解析】要使带负电的微粒静止在板间，电容器上极板应带正电线圈中感应电流的方向应沿逆时针方向，根
4、据楞次定律可以判断，选项B、C正确【答案】BC7如图7(a)，线圈ab，cd绕在同一软铁芯上在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是() 【导学号：46042048】(a)(b)图7【解析】由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的，故选项A，B，D错误，选项C正确【答案】C8(多选)如图8所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨
5、道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示不计轨道电阻以下叙述正确的是()图8AFM向右 BFN向左CFM逐渐增大 DFN逐渐减小【解析】由题意可知，根据安培定则，在轨道内的M区、N区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里，由此可知，当导体棒运动到M区时，根据右手定则可以判定，在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反，再根据左手定则可知，金属棒在M区时受到的安培力方向向左，因此A选项不正确；同理可以判定B选项正确；再根据导体棒在M区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越强，因此产生的感应电动势越来越大，根据闭
6、合电路的欧姆定律和安培力的公式可知，导体棒所受的安培力FM也逐渐增大，故C选项正确；同理D选项正确【答案】BCD9在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图9甲所示的匀强磁场以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示则0t0时间内，导线框中() 【导学号：46042049】甲乙图9A没有感应电流B感应电流方向为逆时针C感应电流大小为r2B0/(t0R)D感应电流大小为2r2B0/(t0R)【解析】圆形导线框左侧磁通量向外增大，右侧磁通量向里减小，总磁通量由向里减小变为向外增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，A、B
7、均错误；B0B0r2，由E，I可得：感应电流大小为I，C正确，D错误【答案】C二、计算题10把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图10所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右运动经过环心O时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率图10【解析】(1)金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势为EBLv2Bav外电路的总电阻为R外R金属棒上电流的大小为I电流方向从N到M.金属棒两端的电压为电源的路
8、端电压UMNIR外Bav.(2)圆环消耗的热功率为外电路的总功率P外I2圆环和金属棒上消耗的总热功率为电路的总功率P总IE.【答案】(1)由NMBav(2)11如图11所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻. 【导学号：46042050】图11(1)调节RxR，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v.(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为q的微粒
9、水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx.【解析】(1)导体棒匀速下滑时，Mgsin BIlI设导体棒产生的感应电动势为E0E0Blv由闭合电路欧姆定律得I联立，得v.(2)改变Rx，由式可知电流不变设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为EUIRxEmgqE联立，得Rx.【答案】(1)(2)12如图12所示，两平行导轨间距L0.1 m，足够长的光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角30，方向垂直斜面向上的磁场的磁感应强度B0.5 T，水平部分没有磁场金属棒ab的质量m0.005 kg，电阻r0.02 ，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，
10、导轨上接一定值电阻R0.08 ，其余电阻不计，当金属棒ab从斜面上离地高h1.0 m以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m(g取10 m/s2)求：(1)金属棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的动摩擦因数；(3)从高度h1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量图12【解析】(1)金属棒从离地高h1.0 m以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前已经开始做匀速运动设最大速度为v，则感应电动势EBLv，感应电流I，安培力F安BIL匀速运动时，有mgsin F安，解得v1.0 m/s.(2)在水平面上运动时，金属棒所受滑动摩擦力Ffmg金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有Ffma，v22ax，解得0.04.(3)金属棒从高度h1.0 m处下滑的过程中，由动能定理可得mghW安mv2电路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功，有QW安电阻R上产生的热量QRQ，解得QR3.8102 J.【答案】(1)1.0 m/s(2)0.04(3)3.8102 J
