1、单元过关检测(十)电磁感应一、选择题(本题共8小题，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如图所示，关于涡流，下列说法中错误的是()A真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流答案B2如图，均匀带正电的绝缘圆环a和金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且有收缩的趋势，由此可知，圆环a()A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转B由楞次定律，欲使b中产生顺时针
2、电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，ra环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里3如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大D当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大从而判断出穿过线圈a的磁通量增加方向向下，所以B错误；根据楞次定律即可判断出线圈a感
3、应电流方向俯视应为逆时针，A错误再根据微元法将线圈a无限分割根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，C错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，把线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，所以D正确4如图甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间
4、t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为B的正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()D由楞次定律可判定回路中的电流方向始终为ba，由法拉第电磁感应定律可判定回路中的电流大小恒定，故A、B两项错误；由F安BIL可得F安随B的变化而变化，在0t0时间内，F安方向水平向右，故外力F与F安等值反向，方向水平向左为负值；在t0t1时间内，F安方向改变，故外力F方向也改
5、变为正值，综上所述，D项正确5如图所示，水平面内有两根足够长的平行金属导轨L1、L2，其间距d0.5 m，左端接有电容C2000 F的电容器质量m20 g的导体棒垂直放置在导轨平面上且可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计整个空间存在垂直于导轨所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度B2 T现用一沿导轨方向向右的恒力F0.22 N作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经过一段时间t，速度达到v5 m/s，则()A此时电容器两端的电压为10 VB此时电容器上的电荷量为1102 CC导体棒做匀加速运动，且加速度为20 m/s2D时间t0.4 sB当棒运动速度达到v5 m/s时，产生的感应电动势EB
6、dv5 V，选项A错误电容器两端电压UE5 V，此时电容器带的电荷量qCU1102 C，选项B正确设回路中的电流为I，棒在力F作用下，有FBIdma，又I，qCU，UBdv，a，联立解得a10 m/s2，t0.5 s，选项C、D错误6如图所示为一圆环发电装置，用电阻R4 的导体棒弯成半径L0.2 m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻R11 .整个圆环中均有B0.5 T的匀强磁场垂直环面穿过电阻r1 的导体棒OA贴着圆环做匀速圆周运动，角速度300 rad/s，则()A当OA到达OC处时，圆环的电功率为1 WB当OA到达OC处时，圆环的电功率为2 WC全电路最大功率为
7、3 WD全电路最大功率为4.5 WAD当OA到达OC处时，圆环的电阻为1 ，与R1串联接入电源，外电阻为2 ，棒转动过程中产生的感应电动势EBL23 V，圆环上分压为1 V，所以圆环上的电功率为1 W，A正确，B错误；当OA到达OD处时，圆环中的电阻为零，此时电路中总电阻最小，而电动势不变，所以电功率最大为P4.5 W，C错误，D正确7如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()A在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗B在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗C在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗D在电路乙中，断
8、开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗AD题图甲所示电路中，灯A和线圈L串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，灯A逐渐变暗，选项A正确，B错误；题图乙所示电路中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯供电，而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流比原来大，A将变得更亮，然后逐渐变暗8(2019广东百校联考)光滑金属导轨宽L0.5 m，电阻不计，均匀变化的磁场充满整个轨道平面，如图甲所示，磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示金属棒ab的电阻为2 ，垂直固定在导轨
9、上静止不动，且与导轨左端距离l0.2 m，则()A1 s末回路中的电动势为0.1 VB1 s末回路中的电流为1 AC2 s末回路产生的电热为0.01 JD2 s末，ab所受安培力大小为0.05 NACD由图知，1 T/s，由法拉第电磁感应定律得：感应电动势为ESlL0.50.21 V0.1 V，故A正确；回路中感应电流为I A0.05 A，故B错误；2 s内回路产生的电热为QI2Rt0.05222 J0.01 J，故C正确；2 s末，B2 T，ab所受的安培力为FBIL20.050.5 N0.05 N，故D正确二、非选择题9如图所示，一个“U”形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置，导轨长L1.4 m
10、，宽d0.2 m一对长L10.4 m的等宽金属导轨靠墙倾斜放置，与水平导轨成角平滑连接，角可在060调节后固定水平导轨的左端长L20.4 m的平面区域内有匀强磁场，方向水平向左，磁感应强度大小B02 T水平导轨的右端长L30.5 m的区域有竖直向下的匀强磁场B，磁感应强度大小随时间以1.0 T/s均匀变大一根质量m0.04 kg的金属杆MN从斜轨的最上端静止释放，金属杆与斜轨间的动摩擦因数10.125，与水平导轨间的动摩擦因数20.5.金属杆电阻R0.08 ，导轨电阻不计(1)求金属杆MN上的电流大小，并判断方向；(2)金属杆MN从斜轨滑下后停在水平导轨上，求角多大时金属杆所停位置与墙面的距离
11、最大，并求此最大距离xm.解析(1)由法拉第电磁感应定律，则有：EdL3由闭合电路欧姆定律得：I由上式，可得MN棒上的电流大小：I1.25 A根据右手定则，则MN棒上的电流方向：NM；(2)设导体棒滑出水平磁场后继续滑行x后停下，由动能定理得：mgL1sin 1mgL1cos 2(mgB0Id)(L2L1cos )2mgx0代入数据得：016 sin 0.16 cos 0.180.2x当45时，x最大，解得：x0.8 m0.9 m0.23 m则有：xmL2x0.63 m.答案(1)1.25 N由NM(2)450.63 m10如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足
12、够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为l0.2 m，线框质量m0.1 kg、电阻R0.1 ，在水平向右的外力F作用下，以初速度v01 m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF0.27 J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q.解析(1)由Ft图象可知，当线框全部进入磁场时，F0.2 N，线框的加速度：a m/s22 m/s2，t0时刻线框所受的安培力：F安BIl，由图象乙可知：此时外力F
13、0.3 N，由牛顿第二定律得：FF安ma，代入数据解得：B0.5 T(2)线框进入磁场过程通过横截面电荷量：qIt，由法拉第电磁感应定律得E，由闭合电路欧姆定律得：I，解得电荷量：q，由匀变速直线运动得：xv0tat2，代入数据解得：x0.75 m，q0.75 C(3)线框进入磁场过程，由能量守恒定律：WFQmvmv，vtv0at代入数据解得：Q0.12 J.答案(1)0.5 T(2)0.75 C(3)0.12 J11如图所示，绝缘水平面内固定有一间距d1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC，导轨两端接有阻值分别为R13 和R26 的定值电阻矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向
14、下、磁感应强度大小B1 T的匀强磁场和.一质量m0.2 kg.电阻r1 的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处，在方向水平向右，大小F02 N的恒力作用下由静止开始运动，刚要到达EF时导体棒ab的速度大小v13 m/s，导体棒ab进入磁场后，导体棒ab中通过的电流始终保持不变导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计(1)求导体棒ab刚要到达EF时的加速度大小a1；(2)求两磁场边界EF和MN之间的距离L；(3)若在导体棒ab刚要到达MN时将恒力F0撤去，求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离s的过程中整个回路产生的焦耳热Q.解析(1)导体棒ab刚要到达EF时
15、，在磁场中切割磁感线产生的感应电动势为：E1Bdv1经分析可知，此时导体棒ab所受安培力的方向水平相左，由牛顿第二定律有：F0BI1dma1根据闭合电路的欧姆定律有：I1上式中：R2 解得：a15 m/s2(2)导体棒ab进入磁场后，受到的安培力与F0平衡，做匀速运动，导体棒ab中通过的电流I2保持不变，有：F0BI2d，其中I2，解得v26 m/s.设导体棒ab从EF运动到MN的过程中的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：F0ma2导体棒ab在EF、MN之间做匀加速直线运动，有vv2a2L解得：L1.35 m.(3)撤去F0后，导体棒ab继续滑行的过程中，由动量定理BIdtmv2，即Bqdmv2q得mv2代入数据解得s3.6 m根据能量守恒定律得Qmv3.6 J.答案(1)5 m/s2(2)1.35 m(3)3.6 m3.6 J