專題02 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（原卷版）-備戰(zhàn)期末高二物理

試卷第=page22頁，共=sectionpages33頁專題02法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用一、單選題1．（22-23高二下·陜西西安·期末）如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n=1000匝，橫截面積S=10cm2，螺線管導(dǎo)線電阻r=1Ω，電阻R=9Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的B-t圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A．通過電阻R的電流是直流電 B．感應(yīng)電動(dòng)勢為0.6VC．感應(yīng)電流為0.06A D．電阻R兩端的電壓為5.4V2．（22-23高二下·江蘇揚(yáng)州·期中）在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)．規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖所示，磁場方向向上為正。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按乙圖變化時(shí)，下列關(guān)于導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．3．（23-24高二上·廣東揭陽·期末）如圖甲所示，螺線管匝數(shù)，橫截面積，電阻，螺線管外接一個(gè)阻值的電阻，電阻的一端b接地?，F(xiàn)有一方向平行于螺線管軸線向左的磁場穿過螺線管，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（

）A．在時(shí)間內(nèi)，R中有電流從a流向bB．在時(shí)穿過螺線管的磁通量為C．在時(shí)間內(nèi)，通過R的電流大小為D．在時(shí)間內(nèi)，R兩端電壓4．（22-23高二下·遼寧·期末）如圖所示，用同種材料制成的質(zhì)量相等、粗細(xì)均勻的閉合金屬圓環(huán)，它們圍成的面積之比為4:1，把它們垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化的磁場中，下列說法正確的是（）

A．穿過兩環(huán)的磁通量之比為2:1B．兩環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢之比為3:1C．兩環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流之比為2:1D．相同時(shí)間內(nèi)通過兩環(huán)某截面的電荷量相等5．（22-23高二下·山東威?！て谀┤鐖D所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x軸運(yùn)動(dòng)，磁場方向垂直紙面向里。從線圈進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，直至完全進(jìn)入磁場的過程中，設(shè)bc邊兩端電壓為U，線框受到的安培力為F，線框的熱功率為P，通過ab邊的電荷量為q。下列關(guān)于U、F、P、q隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像正確的是（

）

A．

B．

C．

D．

6．（22-23高二下·廣東廣州·期末）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖（a）中虛線所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為、橫截面積為，將該導(dǎo)線做成半徑為的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心在上。時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在到的時(shí)間間隔內(nèi)（

）

A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿逆時(shí)針方向C．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為多選題7．（23-24高二上·山東青島·期末）如圖甲所示，邊長為a的正方形線框電阻為R，線框左半部分有垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場，MN分別為線框兩邊的中點(diǎn)，磁場隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，磁場方向以向里為正方向，下列說法正確的是（

）A．0到時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量為B．0到與到時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向相同C．到時(shí)間內(nèi)線框中點(diǎn)電勢始終比點(diǎn)電勢高D．過程，線框中感應(yīng)電流恒為8．（23-24高二上·陜西咸陽·期末）如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)匝的圓形導(dǎo)體線圈，面積，電阻。在線圈中存在面積的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。有一個(gè)的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，下列說法正確的是（）A．內(nèi)a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢B．內(nèi)a、b間的電壓為C．內(nèi)通過電阻的電荷量為D．內(nèi)電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為9．（22-23高二下·云南文山·期末）如圖所示，光滑水平面上一菱形線框abcd由粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)體做成，線框平面與有界勻強(qiáng)磁場垂直，對角線ac與磁場邊界平行?，F(xiàn)用外力將線框沿對角線db勻速向右拉進(jìn)磁場，設(shè)線框中的感應(yīng)電流為I，a、c兩點(diǎn)間的電勢差為U，線框受的拉力為F，拉力的功率為P。在對角線ac進(jìn)入磁場前，上述各物理量隨頂點(diǎn)b與磁場邊界的距離x變化的圖像中（曲線為拋物線）可能正確的是（）

A．

B．

C．

D．

10．（22-23高二下·云南保山·期末）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有兩根相互平行、電阻忽略不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌（足夠長），兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.4m，在導(dǎo)軌間接有阻值R=2.0Ω的電阻，一根質(zhì)量為m=0.4kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置其上，金屬棒的電阻r=1.0Ω。整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里。現(xiàn)讓金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始運(yùn)動(dòng)（金屬棒始終與導(dǎo)軌良好接觸），金屬棒下滑高度為h=1.2m時(shí)恰好能達(dá)到最大速度，重力加速度為g=10m/s2。則（

）

A．金屬棒由靜止先勻加速運(yùn)動(dòng)、后勻速運(yùn)動(dòng)B．金屬棒能達(dá)到的最大速度為3m/sC．金屬棒由靜止下滑1.2m所用時(shí)間為0.8sD．由靜止開始到達(dá)到最大速度的過程中，通過電阻R的電荷量為0.8C11．（22-23高二下·廣西桂林·期末）如圖所示，寬為L的兩固定光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，空間存在足夠?qū)挼呢Q直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，質(zhì)量均為m、電阻值均為r的兩導(dǎo)體棒ab和cd靜置于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。現(xiàn)給cd一水平向右的初速度v0，對它們之后的運(yùn)動(dòng)過程說法正確的是（）

A．a(chǎn)b的加速度越來越小，cd的加速度也越來越小B．回路產(chǎn)生的焦耳熱為mv20C．通過ab的電荷量為D．兩導(dǎo)體棒間的距離最終變化了三、解答題12．（23-24高二上·山西運(yùn)城·期末）如圖所示，相距為的兩條水平虛線間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為、電阻為、邊長為的正方形金屬框從磁場上方某處自由下落，之后勻速進(jìn)入磁場區(qū)域，重力加速度g取，求：（1）金屬框自由下落的高度h；（2）穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱Q。13．（23-24高二上·湖北荊門·期末）如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌底端接有阻值的電阻，整個(gè)裝置處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中。長為的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，金屬桿質(zhì)量，電阻為，桿在平行導(dǎo)軌向上的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，達(dá)到最大速度．不計(jì)其他電阻，重力加速度，求：（1）當(dāng)桿的速度時(shí)桿兩端的電壓，并指出a、b兩端哪點(diǎn)電勢高；（2）恒力F；（3）桿達(dá)到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。14．（22-23高二上·四川雅安·期末）如圖所示，間距為的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平地面上，現(xiàn)垂直導(dǎo)軌放置一個(gè)有效電阻為的直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個(gè)電阻，阻值分別為，，其他電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度，當(dāng)直導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上以的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：（1）流過和的電流大??；（2）導(dǎo)體棒克服安培力做功的瞬時(shí)功率。15．（22-23高二下·廣西桂林·期末）如圖甲所示，N=100匝的線圈（圖中只畫了1匝），其總電阻，線圈兩端與一個(gè)的電阻相連，線圈內(nèi)有垂直紙面向里的變化磁場，穿過線圈的磁通量日按圖乙所示規(guī)律變化。（1）判斷通過電阻R的電流方向（用“a→b”或“b→a”作答）；（2）求線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E；（3）求電阻R兩端的電壓U。

16．（23-24高二上·福建福州·期末）如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好，其間距為L，右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止。則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中，求解：（1）通過電阻R的電流方向和通過金屬棒的電荷量；（2）金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱；（3）金屬棒滑過時(shí)的速度。17．（22-23高二下·廣東珠?！て谀┳钄r系統(tǒng)的基本原理如圖所示。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，兩根平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計(jì)，MP間接有阻值為R的電阻。一個(gè)長為L、質(zhì)量為m、阻值也為R的導(dǎo)體棒ab垂直擱置在兩導(dǎo)軌之間，與軌道接觸良好。著艦時(shí)，質(zhì)量為M的飛機(jī)迅速鉤住導(dǎo)體棒與ab相連的繩索后關(guān)閉動(dòng)力，導(dǎo)體棒立即獲得了與飛機(jī)相同的水平速度。飛機(jī)和導(dǎo)體棒一起減速滑行了距離x后停下。已知除安培力外，飛機(jī)和導(dǎo)體棒一起做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力為，繩索與導(dǎo)體棒絕緣，不考慮繩索的長度變化。求：（1）導(dǎo)體棒剛運(yùn)動(dòng)時(shí)，其兩端的電勢差U；（2）從飛機(jī)與ab導(dǎo)體棒共速到它們停下來的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

18．（22-23高二下·天津和平·期末）如圖所示，沿水平固定的平行導(dǎo)軌之間的距離為L=1m，導(dǎo)軌的左側(cè)接入定值電阻R（大小未知），圖中虛線的右側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T。質(zhì)量為m=1kg、阻值導(dǎo)體棒PQ垂直導(dǎo)軌放置，由時(shí)刻開始在導(dǎo)體棒上施加水平方向F=4N的恒力使導(dǎo)體棒向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后立即保持外力的功率不變，經(jīng)過一段時(shí)間導(dǎo)體棒以的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知整個(gè)過程導(dǎo)體棒的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好的接觸且沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。重力加速度g=10m/s2。求：（1）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=？定值電阻的阻值R=？（2）前8s內(nèi)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q=90J，則該過程中定值電阻R上產(chǎn)生的熱量QR為多少？（3）在第（2）問的前提下，求導(dǎo)體棒減速過程中通過定值電阻R的電量q為多少？前8s內(nèi)水平外力F對導(dǎo)體棒的沖量IF為多少？19．（22-23高二下·甘肅金昌·期末）如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度一端連接的電阻。導(dǎo)線所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度。質(zhì)量為的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，其電阻，長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好并始終與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)，速度，并開始計(jì)時(shí)。求：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢和、兩點(diǎn)間的電勢差；（2）在時(shí)間內(nèi)，拉力做的功；（3）在末，撤去拉力，導(dǎo)體棒會(huì)逐漸減速直至停止運(yùn)動(dòng)。求從開始至停止的全過程中電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。

一、多選題1．（22-23高二下·陜西榆林·期末）在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)，導(dǎo)體環(huán)面積為，導(dǎo)體環(huán)的總電阻為.規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖甲所示，磁場向上為正.磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如乙圖所示，.下列說法正確的是（）

A．時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中電流為零B．第內(nèi)，導(dǎo)體環(huán)中電流為負(fù)方向C．第內(nèi)，導(dǎo)體環(huán)中電流的大小為D．第內(nèi)，通過導(dǎo)體環(huán)中某一截面的電荷量為2．（22-23高二下·內(nèi)蒙古赤峰·期末）如圖所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩道軌寬為L，該裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，從距離地面高度h處靜止釋放，下滑一段距離后達(dá)到最大速度vm。若運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿ab始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，且軌道與金屬桿ab的電阻均忽略不計(jì)（）

A．金屬桿先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．電路產(chǎn)生的焦耳熱等于C．金屬桿的最大速度D．流過電阻R的電荷量3．（22-23高二下·廣東韶關(guān)·期末）如圖所示，一半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的n匝圓形細(xì)線圈在足夠長的徑向輻射狀磁場中由靜止開始下落，線圈下落高度h時(shí)速度達(dá)到最大值。已知線圈下落過程中環(huán)面始終水平且所經(jīng)過位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相同，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，則（）

A．線圈在磁場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．線圈下落過程中所經(jīng)過位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C．線圈下落高度h的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱為D．線圈下落高度h所經(jīng)歷的時(shí)間為4．（22-23高二下·山東威?！て谀┤鐖D所示，足夠長的光滑水平金屬導(dǎo)軌置于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，右側(cè)導(dǎo)軌寬度為L，左側(cè)導(dǎo)軌寬度為2L。電阻相等的兩導(dǎo)體棒a、b垂直靜置于導(dǎo)軌上，質(zhì)量分別為m和2m?，F(xiàn)使兩導(dǎo)體棒分別獲得相反的初速度，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、b棒最終停止運(yùn)動(dòng)B．穩(wěn)定后a、b棒均以的速度向左運(yùn)動(dòng)C．通過a棒的電量為D．a(chǎn)棒產(chǎn)生的焦耳熱為二、解答題5．（22-23高二下·湖南·期末）如圖，豎直平面內(nèi)的兩個(gè)邊長為L的正方形區(qū)域ABCD和EFGH區(qū)域分布有勻強(qiáng)磁場Ⅰ和勻強(qiáng)磁場Ⅱ，磁場強(qiáng)度大小均為B。豎直光滑導(dǎo)軌AHGB中AB、BC、DA和GH部分的電阻均為R，其余部分的電阻忽略不計(jì)。金屬棒ab質(zhì)量為m，長為d，電阻忽略不計(jì)。將金屬棒從頂端AB靜止釋放，下滑過程中接觸良好且始終水平。已知金屬棒下落距離時(shí)速度為，下落距離L時(shí)速度為。求：（1）金屬棒ab下落距離時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢E的大??；（2）金屬棒ab下落距離時(shí)的加速度a的大小；（3）若金屬棒ab進(jìn)入磁場Ⅱ區(qū)域后電流大小始終不變，求DE的長度h以及HG段的電功率P。

6．（22-23高二下·江西宜春·期末）某興趣小組為了研究電磁阻尼的原理，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，水平平行導(dǎo)軌、間距，處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的勻強(qiáng)磁場中，左端連著阻值的定值電阻，細(xì)繩繞過定滑輪一端連接質(zhì)量、有效電阻也為的導(dǎo)體棒a，另一端連接質(zhì)量也為的重物b，導(dǎo)體棒a始終保持水平并垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好，重物b距離地面的高度為，剛開始a、b的初速度均為0，現(xiàn)由靜止釋放重物b，重物b落地前瞬間導(dǎo)體棒a的速度恰好達(dá)到穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)過程中不考慮摩擦力的影響，取重力加速度大小，求：（1）導(dǎo)體棒a穩(wěn)定的速度v；（2）重物b從開始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定的過程中，電路產(chǎn)生的總焦耳熱；（3）導(dǎo)體棒a從開始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定需要的時(shí)間t。

7．（22-23高二下·黑龍江牡丹江·期末）如圖所示，平行長直光滑固定的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平面與水平面的夾角θ=30°，導(dǎo)軌間距為L=0.5m，上端接有R=3Ω的電阻，在導(dǎo)軌中間加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域?yàn)镺O′O1′O1，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T，磁場區(qū)域?qū)挾葹閐=0.4m，放在導(dǎo)軌上的一金屬桿ab質(zhì)量為m=0.08kg、電阻為r=2Ω，從距磁場上邊緣d0處由靜止釋放，金屬桿進(jìn)入磁場上邊緣的速度v=2m/s。導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)，桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，重力加速度大小為g=10m/s2，求：（1）通過磁場區(qū)域的過程中通過金屬桿的電荷量q；（2）金屬桿通過磁場區(qū)域的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR。

8．（22-23高二下·內(nèi)蒙古赤峰·期末）如圖所示，寬度L＝1m的足夠長的U形金屬框架水平放置并固定，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度，U形框架兩平行導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量為m＝0.2kg、接入導(dǎo)軌間電阻R＝1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5?，F(xiàn)用大小變化的牽引力F使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒ab的電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝5.8J時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此時(shí)牽引力的大小為F＝3N，此過程中通過金屬棒ab的電荷量，框架電阻不計(jì)，重力加速度g＝10m/s2，在金屬棒ab從靜止開始運(yùn)動(dòng)到剛好達(dá)到穩(wěn)定速度這一過程中，求：（1）ab棒穩(wěn)定速度大小v；（2）若牽引力的功率恒為P＝6W，則這個(gè)過程中ab棒經(jīng)歷的時(shí)間t；（3）ab棒牽引力F的沖量IF。

9．（22-23高二下·湖北恩施·期末）如圖所示，定滑輪兩邊用輕繩連接線框和帶正電的物體，物體放置在傾角為的光滑斜面上，水平面下方空間存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，上方?jīng)]有磁場。此時(shí)釋放線框和物體，線框剛進(jìn)入磁場時(shí)，恰好勻速運(yùn)動(dòng)，物體仍在磁場中且對斜面恰好沒有壓力。已知正方形線框邊長為，質(zhì)量為，電阻為，匝數(shù)為匝，物塊的質(zhì)量，帶電量為，重力加速度為，不計(jì)一切摩擦，運(yùn)動(dòng)過程中，線框平面始終位于紙面內(nèi)，始終處于磁場中，。求：（1）進(jìn)入磁場前線框的加速度的大?。唬?）線框下邊初始位置離面的距離；（3）線框進(jìn)入