高考物理選修知識點(diǎn)鞏固練習(xí) 電磁感應(yīng) 復(fù)習(xí)與鞏固 基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．如圖所示，矩形閉合金屬框abcd的平面與勻強(qiáng)磁場垂直，若ab邊受豎直向上的磁場力的作用，則可知金屬框的運(yùn)動情況是（ ） A．向左平動進(jìn)入磁場 B．向右平動退出磁場 C．沿豎直方向向上平動 D．沿豎直方向向下平動 2．（2015 天水一模）如圖所示，兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著有界勻強(qiáng)磁場，有一較小的三角形線框abc的ab邊與磁場邊界平行，現(xiàn)使此線框向右勻速穿過磁場區(qū)域，運(yùn)動過程中始終保持速度方向與ab邊垂直。則下列各圖中哪一個可以定性地表示線框在通過磁場的過程中感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律(　　)

2、 3．如圖所示為一圓環(huán)發(fā)電裝置，用電阻R=4Ω的導(dǎo)體棒彎成半徑L=0.2 m的閉合圓環(huán)，圓心為O，線COD是一條直徑，在O、D間接一負(fù)載電阻R=1Ω。整個圓環(huán)中均有B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場垂直環(huán)面穿過。電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒OA貼著圓環(huán)做勻速運(yùn)動，角速度ω=300 rad／s，則當(dāng)OA到達(dá)OC處時（ ） A．圓環(huán)的電功率為1 W B．圓環(huán)的電功率為2 W C．全電路的電功率最大，為3 W D．全電路的電功率最大，為4.5 W 4．如圖所示，水平放置的光滑導(dǎo)軌MN、PQ足夠長，兩導(dǎo)軌放于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，長為L的導(dǎo)體AB和CD分別以速度v1和

3、v2向左、向右兩個方向勻速運(yùn)動。關(guān)于ABCDA電路中的感應(yīng)電動勢的計算和感應(yīng)電流方向的判斷，下列說法中正確的是（ ） A．可以根據(jù)兩導(dǎo)體的運(yùn)動情況求出單位時間內(nèi)電路面積的改變等，再由法拉第電磁感應(yīng)定律求出回路的電動勢 B．可以先求得兩導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動各自產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，再由電源串聯(lián)規(guī)律求出曰路總的電動勢 C．電路中感應(yīng)電流的方向既可以用楞次定律判斷，也可以用右手定則判斷 D．電路中感應(yīng)電流的方向只能用右手定則判斷 5．下圖中，金屬棒中有感應(yīng)電動勢的是（ ） 6．如圖所示，接有理想電壓表的三角形導(dǎo)線框abc，在勻強(qiáng)

4、磁場中向右運(yùn)動，問：框中有無感應(yīng)電流？a、b兩點(diǎn)間有無電勢差？電壓表有無讀數(shù)（示數(shù)不為零稱有讀數(shù)）（ ） A．無、無、無 B．無、有、有 C．無、有、無 D．有、有、有 7．(2014 南京模擬)如圖所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化，t＝0時，P、Q兩極板電勢相等。兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t電容器P板(　　) A．不帶電 B．所帶電荷量與t成正比 C．帶正電，電荷量是 D．帶負(fù)電，電荷量是

5、 8．如圖所示，由粗細(xì)均勻的電阻絲制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到圖示位置（∠aOb=90°）時，a、b兩點(diǎn)的電勢差為（ ） A． B． C． D． 9．如圖所示是磁懸浮的原理圖，圖中P是柱形磁鐵，Q是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)Q水平放在磁鐵P上，Q就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵P的上方，下列敘述正確的是（ ） A．Q放入磁場的過程中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，穩(wěn)定后感應(yīng)電流消失 B．Q放入磁場的過程中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，穩(wěn)定后感應(yīng)電流仍存在 C．如果P的N極朝上，Q中感應(yīng)電流的

6、方向如圖所示 D．如果P的S極朝上，Q中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反 10．在生產(chǎn)實(shí)際中，有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時，線圈中產(chǎn)生很高的自感電動勢，使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧，危及操作人員的安全。為了避免電弧的產(chǎn)生，可在線圈處并聯(lián)一個元件，如圖所示方案可行的是（ ） 二、填空題 11．如圖所示為電磁流量計的示意圖，在非磁性材料制成的圓管所在的區(qū)域加一勻強(qiáng)磁場，當(dāng)管中的導(dǎo)電流體流過此磁場區(qū)域時，測出管壁上ab兩點(diǎn)的電勢差E就可以知道管道中液體的流量Q（單位時間內(nèi)流過液體的體積），已知管的直徑為D，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則

7、流量Q為________，a、b兩點(diǎn)中________點(diǎn)電勢高。 12．如圖所示，在水平金屬導(dǎo)軌上有電阻R=0.1Ω，金屬桿ab與導(dǎo)軌組成一閉合矩形電路、，兩條導(dǎo)軌間距離1=40 cm，矩形中導(dǎo)軌長2=50 cm，導(dǎo)軌區(qū)域處于與水平面成30°角的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律是B=(2+0.2t)T。若t=10 s時，ab仍靜止，導(dǎo)軌與ab的電阻不計，則這時流經(jīng)ab的電流I=________，ab所受摩擦力為________。 三、解答題 13．如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為。M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量

8、為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦。 （1）由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖； （2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大??； （3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。 14．（2015 青海校級月考）如圖所示，金屬桿MN在豎直平面內(nèi)貼著光滑平行金屬導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌的

9、間距l(xiāng)＝10 cm，導(dǎo)軌上端接有R＝0.5 Ω的電阻，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻不計，整個裝置處于B＝0.5 T的水平勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面。當(dāng)金屬桿MN下滑時，每秒鐘有0.02 J的重力勢能減少，求MN桿下滑的速度的大小(不計空氣阻力)。 15．位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框abcd，ab長1=1.0 m，bd長2=0.5 m，線框的質(zhì)量m=0.2 kg，其電阻R=2 Ω。其下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界PP＇和QQ＇均與ab平行。兩邊界間距離為H，且H＞2，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T，方向與線框平面垂直，如圖所示。令線框的如邊從離磁場區(qū)域上邊界PP＇的距

10、離h=0.7 m處自由下落。已知線框的如邊進(jìn)入磁場以后，在ab邊到達(dá)邊界PP＇前，線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值。問從線框開始下落到如邊剛剛到達(dá)磁場區(qū)域下邊界QQ＇的過程中，磁場作用于線框的安培力做的總功為多少？（g取10 m／s2） 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】A 【解析】因?yàn)閍b邊受到的安培力的方向豎直向上，所以由左手定則就可以判斷出金屬框中的電流的方向是abcda，導(dǎo)線中的電流是由ab邊切割磁感線產(chǎn)生，所以金屬框向左平動進(jìn)入磁場，故A正確。明確左手定則和右手定則的區(qū)別和應(yīng)用，“左手定則”是：知道了電流，的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度曰的方向就可以判斷出力F的方向。“

11、右手定則”是：知道了磁感應(yīng)強(qiáng)度曰的方向和導(dǎo)線切割磁感線的方向就可以判斷出電流，的方向。 2．【答案】D 【解析】開始時進(jìn)入磁場切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r針，當(dāng)開始出磁場時，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針；不論進(jìn)入磁場，還是出磁場時，由于切割的有效長度變小，導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電流大小變小，故A、B、C錯誤，D正確。 3．【答案】A 【解析】當(dāng)OA到達(dá)OC處時，圓環(huán)的電阻為1Ω，與R1串聯(lián)接入電源，外電阻為2Ω，桿轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，圓環(huán)上分壓為l V，所以圓環(huán)上的電功率為1 W；當(dāng)OA到達(dá)OC處時環(huán)上電阻最大，電路的總電阻最大，總功率最小。 4．【答案

12、】ABC 【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生電動勢的計算及電路分析知，A、B項(xiàng)均正確；任何情況下感應(yīng)電流方向均可由楞次定律判斷，導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向亦可由右手定則判斷，右手定則是楞次定律的特殊形式，C正確，D錯誤。本題正確選項(xiàng)為A、B、C。 5．【答案】AD 【解析】B、C兩種情況金屬棒不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，A、D兩種情況金屬棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 6．【答案】C 【解析】由于穿過三角形導(dǎo)線框的磁通量不變，所以框中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；由于ab邊和bc邊均做切割磁感線的運(yùn)動，所以均將產(chǎn)生b端為正極的感應(yīng)電動勢，ab兩

13、點(diǎn)間有電勢差；由于沒有電流流過電壓表，所以其表頭指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即電壓表無讀數(shù)（示數(shù)為零）。 7．【答案】D 【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝＝S＝KS，而S＝，經(jīng)時間t電容器P板所帶電荷量Q＝EC＝；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確。 8．【答案】D 【解析】整個圓環(huán)電阻是r，其外電阻是圓的，即磁場外的部分，而磁場內(nèi)切割磁感線的有效長度是，其相當(dāng)于電源，，根據(jù)歐姆定律可得，D正確。 9．【答案】B 【解析】當(dāng)超導(dǎo)圓環(huán)靠近柱形磁鐵的磁極時，穿過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加，與原

14、磁場反向，斥力使超導(dǎo)線圈懸浮起來，穩(wěn)定后超導(dǎo)線圈中電流依然存在，這是因?yàn)槠潆娮铻榱悖蔬x項(xiàng)B正確。 10．【答案】D 【解析】在D選項(xiàng)中，S閉合，二極管不導(dǎo)通，線圈中有由小到大的電流，穩(wěn)定后電流保持不變；斷開S，二極管與線圈L構(gòu)成回路，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，可避免開關(guān)S處產(chǎn)生電弧。 二、填空題 11．【答案】 b 【解析】當(dāng)導(dǎo)電液體向左流動時，導(dǎo)體切割磁感線向左運(yùn)動，因而在液體流的頂部（如a點(diǎn)）與底部（如b點(diǎn)）間產(chǎn)生了電勢差，且6點(diǎn)電勢高，故感應(yīng)電動勢為E=BDv，因此液體流動速度大小為。設(shè)液體流動時間為t，則在t時間內(nèi)流動距離為。在t時間內(nèi)通過管道某截面的液體體積為。所以液

15、體流量為。 12．【答案】0.2A 0.16 N 【解析】， ，， ab棒所受安培力， 由棒受力圖（如圖所示）和平衡條件可得，ab棒所受摩擦力為f=Fsin30°=0.16 N。 三、解答題 13．【答案】（1）如圖所示 （2） （3） 【解析】（1）ab桿受重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直斜面向上；安培力F，平行斜面向上。 （2）當(dāng)ab桿速度為v時，感應(yīng)電動勢E=Bv，此時電路中電流為：。 ab桿所受安培力。 根據(jù)牛頓第二定律，有： 。 。 （3）當(dāng)時，ab桿達(dá)到最大速度vm，有：。 14．【答案】2 m/s 【解析】當(dāng)桿勻速下滑時，重力的功率等于電路的電功率，設(shè)重力的功率為P，則有： ① 由法拉第電磁感應(yīng)定律得： E＝Blv② 聯(lián)立①②解得： 代入數(shù)據(jù)得： v＝2 m/s 即棒下滑的速度大小為2 m/s 15．【答案】－0.8 J 【解析】線框下落到cd邊剛接觸PP＇時速度。 設(shè)當(dāng)ab到達(dá)PP＇前某時刻達(dá)到的最大的速度為v2。 由， 得。 線框從開始下落到ab邊剛進(jìn)入時的過程中，由動能定理得： ， W安=－0.8 J， 再往下運(yùn)動安培力等于零，故W安總=－0.8 J。