2018高中物理二轮复习考前基础回扣练十三电磁感应规律及其应用(含解析)

考前基础回扣练十三

电磁感应规律及其应用

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1.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ,在下列各过程中,一定能在轨道回路中产生感应电流的是( )

A.ab向右运动,同时使θ减小

B.使磁感应强度B减小,同时θ角也减小

C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B

D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0<θ<90°)

【解析】选A。设此时回路面积为S,由题意得磁通量Φ=BScosθ,对A项有S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,故A正确;对B项有B减小,θ减小,cosθ增大,Φ可能不变,故B错误;对C项有S减小,B增大,Φ可能不变,故C错误;对D项有S增大,B增大,θ增大,cosθ减小,Φ可能不变,故D错误。

2.如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则( )

A.ab棒不受安培力作用

B.ab棒所受安培力的方向向右

C.ab棒向右运动速度v越大,所受安培力越大

D.螺线管产生的磁场,A端为N极

【解析】选C。金属棒ab沿导轨向右运动时,安培力方向向左,以“阻碍”其运动,故A、B 错误;金属棒ab沿导轨向右运动时,感应电动势E=B l v,感应电流I=,安培力F=BI l=,

可见运动速度v越大,所受安培力越大,故C正确;由右手定则可知,流过金属棒ab的感应电流的方向是由b到a,所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端,根据右手螺旋定则可知,螺线管的A端为S极,故D错误。

3.(多选)如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时( )

A.P、Q将相互靠拢

B.P、Q将相互远离

C.磁铁的加速度仍为g

D.磁铁的加速度小于g

【解析】选A、D。根据楞次定律的推论“来拒去留”,当条形磁铁靠近回路时,必受到回路给予的向上的斥力,因而磁铁的加速度小于g,故C错误,D正确;根据推论“增缩减扩”,当条形磁铁靠近回路时,穿过回路的磁通量增加,回路必然有减小面积的趋势,以阻碍磁通量的增加,故P、Q互相靠拢,故A正确,B错误。

4.(多选)如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200 cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示(规定图甲中B的方向为正方向)。下列说法中正确的是( )

A.线圈中的感应电流方向为逆时针方向

B.电阻R两端的电压随时间均匀增大

C.线圈电阻r消耗的功率为4×10-4W

D.前4 s内通过R的电荷量为4×10-4C

【解析】选A、C。由楞次定律可知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向,故A正确;由法拉第电磁感应定律可知,产生的感应电动势恒定为E=n=0.1 V,电阻R两端的电压不随时

间变化,故B错误;回路中电流I==0.02A,线圈电阻r消耗的功率为P=I2r=4×10-4W,故C正确;前4 s内通过R的电荷量为q=It=0.08 C,故D错误。

5.图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )

A.图甲中,A1与L1的电阻值相同

B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流

C.图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同

D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等

【解析】选C。图甲中,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,所以断开开关S1之前,电路处于稳定状态时,流经L1的电流大于流经A1的电流,L1的电阻值小于A1的阻值,A、B选项错误;图乙中,闭合开关S2,最终完全相同的灯A2与A3的亮度相同,即最终A2与A3的电流相同,所以变阻器R与L2的电阻值相同,C选项正确;闭合S2瞬间,L2对电流有阻碍作用,L2中电流小于变阻器R中电流,D选项错误。

6.如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为

的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,则(不计导轨电阻) ( )

A.通过电阻R的电流方向为P→R→M

B.a、b两点间的电压为BLv

C.a端电势比b端电势高

D.外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热

【解析】选C。由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a,即通过电阻R的电流方向为M →R→P,故A错误;金属导线产生的感应电动势为BLv,而a、b两点间的电压为等效电路路端

电压,由闭合电路欧姆定律可知,a、b两点间电压为BLv,故B错误;金属导线可等效为电源,在电源内部,电流从低电势流向高电势,所以a端电势高于b端电势,故C正确;根据能量守恒定律可知,外力F做的功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和,故D错误。

7.如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )

【解析】选A。线框进入磁场过程中,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向,即正方向,故B、C错误;由E=BLv可知,线框进出磁场过程中,切割磁感线的有效长度为线框与磁场边界交点的连线,故进、出磁场过程中,等效长度L先增大后减小,故感应电动势先增大后减小,由欧姆定律可知,感应电流也是先增大后减小的,故A正确,D错误。