物理大一輪復(fù)習(xí)題組層級快練第十單元電磁感應(yīng)作業(yè)6

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精題組層級快練(四十六）一、選擇題1.如圖所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi),有一位于紙面且電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd,現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v、3v速度勻速拉出磁場，則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場的兩過程中()A．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同B．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同C．導(dǎo)體框ad邊兩端電勢差相同D．通過導(dǎo)體框截面的電荷量相同答案AD解析由右手定則可得兩種情況導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同,選項(xiàng)A正確；熱量Q＝I2Rt＝(eq\f（BLv，R）)2R·eq\f（L,v）＝eq\f(B2L3v,R），可知導(dǎo)體框產(chǎn)生的焦耳熱與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電荷量q＝It＝eq\f（BLv，R）·eq\f(L,v）＝eq\f(BL2,R），故通過截面的電荷量與速度無關(guān)，電荷量相同,選項(xiàng)D正確；以速度v拉出時(shí)，Uad＝eq\f(1,4）BLv，以速度3v拉出時(shí)，Uad＝eq\f（3,4)BL·3v,選項(xiàng)C錯(cuò)誤．2。如圖所示，電阻R＝1Ω、半徑r1＝0。2m的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個(gè)與P共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相同,Q的半徑r2＝0.1m．t＝0時(shí)刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系是B＝2－t（T)．若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?答案C解析由B＝2－t知，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f（ΔB,Δt）））＝1T/s，且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，由楞次定律得P內(nèi)電流沿順時(shí)針方向,為負(fù)值，圖A、D錯(cuò)誤；又由歐姆定律得I＝eq\f(E，R)＝eq\f（\f(ΔB,Δt）S，R）＝eq\f(\f(ΔB，Δt)·πr22，R）＝0.01π(A),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．3.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連,線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場,電阻R與金屬板連接，其余電阻均不計(jì)．如圖所示,兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正在增強(qiáng)，eq\f（ΔΦ，Δt）＝eq\f（mgd，nq）B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正在增強(qiáng)，eq\f（ΔΦ，Δt)＝eq\f(mgd，nq)C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正在減弱,eq\f（ΔΦ,Δt)＝eq\f（mgd(R＋r），nqR)D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正在減弱，eq\f（ΔΦ,Δt)＝eq\f（mgd（R＋r），nqR）答案C解析設(shè)板間電壓為U，由平衡條件，得油滴受的電場力方向向上，eq\f(U，d）q＝mg，上板帶負(fù)電．因E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝U＋eq\f(U,R）r，故eq\f（ΔΦ,Δt)＝eq\f（mgd（R＋r），nqR）。由楞次定律知,磁感應(yīng)強(qiáng)度為向上在減弱或向下在增強(qiáng),C項(xiàng)正確．4．如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，則圖乙中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的是(）答案D解析進(jìn)入磁場時(shí),UAB是路端電壓,E＝Bav,所以UAB＝eq\f（3,4)E＝eq\f(3Bav,4）；完全進(jìn)入后，導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流，但A、B兩端有感應(yīng)電動(dòng)勢，大小為Bav;穿出磁場時(shí)UAB應(yīng)該是電動(dòng)勢的四分之一，即eq\f（Bav，4）,A點(diǎn)電勢始終高于B點(diǎn)電勢，即φA〉φB。5．（2015·山東）如圖甲,R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)．左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上,經(jīng)二極管整流后，通過R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化．規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時(shí)，a，b間的電壓uab為正，下列uab－t圖像可能正確的是()答案C解析在第一個(gè)0。25T0時(shí)間內(nèi),通過大圓環(huán)的電流為順時(shí)針逐漸增加,由楞次定律可判斷內(nèi)環(huán)a端電勢高于b端，因電流的變化率逐漸減小，故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢逐漸減?。煌碓诘?.25T0－0。5T0時(shí)間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時(shí)針逐漸減小，由楞次定律可判斷內(nèi)環(huán)a端電勢低于b端，因電流的變化率逐漸變大,故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢逐漸變大;故C項(xiàng)正確．6.如圖所示，一個(gè)邊長為L的正方形線框abcd從高處無初速度地釋放，線框下落過程中，下邊保持水平向下平動(dòng)，在線框的下方,有一個(gè)上、下界面都水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場區(qū)高度為2L，磁場方向與線框平面垂直，閉合線框下落后，剛好勻速進(jìn)入磁場區(qū)，在整個(gè)進(jìn)出磁場過程中，線框中的感應(yīng)電流I隨位移x變化的圖像可能是下圖中的（)答案BD解析線框剛進(jìn)入磁場時(shí)，eq\f（B2L2v，R)＝mg，下邊始終勻速切割磁感線，通過線框的感應(yīng)電流的大小恒定為I0，方向不變,線框完全進(jìn)入磁場后，安培力立即消失，線框僅在重力的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框下邊剛出磁場時(shí),線框的速度大于進(jìn)入磁場時(shí)的速度，故電流大于I0，線框所受安培力大于重力，線框做減速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流及安培力都減小，所以線框的加速度a＝eq\f(\f（B2L2v，R)－mg,m）也減小，當(dāng)加速度減小到0時(shí)，電流為I0，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;B、D兩項(xiàng)中在x＝2L和x＝3L之間的曲線,分別對應(yīng)著上邊剛要出磁場時(shí)，線框的速度已減小到進(jìn)入磁場時(shí)的速度和未減小到該速度兩種情況，因此B、D項(xiàng)正確．7．圖甲為列車運(yùn)行的俯視圖，列車首節(jié)車廂下面安裝一塊電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生垂直于地面的勻強(qiáng)磁場，列車經(jīng)過放在鐵軌間的線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生的電脈沖信號傳到控制中心,如圖乙所示．則列車的運(yùn)動(dòng)情況可能是(）A．勻速運(yùn)動(dòng)B．勻加速運(yùn)動(dòng)C．勻減速運(yùn)動(dòng)D．先勻減速運(yùn)動(dòng)再勻加速運(yùn)動(dòng)答案C解析當(dāng)列車通過線圈時(shí)，線圈的左邊或右邊切割磁感線，由E＝BLv可得電動(dòng)勢的大小由速度v決定，由圖像可得線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢均勻減小,則列車做勻減速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確．8．如圖所示（俯視圖)，在光滑的水平面上,寬為eq\r（3)l的區(qū)域內(nèi)存在一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直水平面向下．水平面內(nèi)有一不可形變的粗細(xì)均勻的等邊三角形閉合導(dǎo)體線框CDE(由同種材料制成),邊長為l。t＝0時(shí)刻，E點(diǎn)處于磁場邊界，CD邊與磁場邊界平行．在外力F的作用下線框沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向勻速穿過磁場區(qū)域．從E點(diǎn)進(jìn)入磁場到CD邊恰好離開磁場的過程中，線框中感應(yīng)電流I(以逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正）、外力F（水平向右為正方向）隨時(shí)間變化的圖像（圖像中的t＝eq\f（\r（3)l,2v)，曲線均為拋物線)可能正確的有()答案BD解析線框的位移x＝vt，切割磁感線的有效長度L＝2xtan30°＝eq\f(2\r(3）v，3)t,感應(yīng)電流I＝eq\f（E，R）＝eq\f(BLv，R)＝eq\f（2\r(3)Bv2,3)t，線框進(jìn)入與離開磁場過程L都增大，感應(yīng)電流都增大,線框完全在磁場中感應(yīng)電流為零，由右手定則可知，線框進(jìn)入磁場過程感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，為正的，離開磁場過程，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，為負(fù)的，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確，線框的位移x＝vt，切割磁感線的有效長度L＝2xtan30°＝eq\f（2\r(3)v，3)t，安培力F安培＝BIL＝eq\f（B2L2v，R)＝eq\f（4B2v3,3R）t2，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知,F＝F安培＝eq\f(4B2v3，3R）t2,由左手定則可知，安培力水平向左，則拉力水平向右，故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確．9．如圖所示,兩根相距為L的平行直導(dǎo)軌水平放置，R為固定電阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì)．電阻阻值也為R的金屬桿MN垂直于導(dǎo)軌放置，桿與導(dǎo)軌之間有摩擦，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.t＝0時(shí)刻對金屬桿施加一水平外力F，使金屬桿從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．下列關(guān)于外力F、通過R的電流i、摩擦生熱Q（圖C為拋物線)、外力F的功率P隨時(shí)間t變化的圖像中正確的是(）答案BC解析金屬桿從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度v＝at，金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝BLv＝BLat，感應(yīng)電流i＝eq\f（E，2R)＝eq\f(BLat,2R),電流與時(shí)間成正比，選項(xiàng)B正確．金屬桿受的安培力F安＝BIL＝eq\f（B2L2at，2R）,根據(jù)牛頓第二定律有F－F安－f＝ma，則有F＝F安＋f＋ma＝eq\f(B2L2at，2R）＋f＋ma，外力F隨時(shí)間逐漸增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤．摩擦生熱Q＝fs＝f×eq\f(1，2）at2與時(shí)間的平方成正比,選項(xiàng)C正確．外力F的功率P＝Fv＝（eq\f(B2L2at,2R)＋f＋ma)at，不是一次函數(shù),所以圖像不是直線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．10．(2016·鹽城市高三第三次市統(tǒng)考）如圖甲所示，圓形的剛性金屬線圈與一平行板電容器連接，線圈內(nèi)存在垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示（以圖示方向?yàn)檎较颍畉＝0時(shí)刻，平行板電容器間一帶正電的粒子（重力可忽略不計(jì)）由靜止釋放，假設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)未碰到極板,不計(jì)線圈內(nèi)部磁場變化對外部空間的影響，下列粒子在板間運(yùn)動(dòng)的速度圖像和位移圖像(以向上為正方向）中，正確的是(）答案C解析0～T/4內(nèi)情況：由楞次定律可知,金屬板上極板帶負(fù)電，金屬板下極板帶正電；因粒子帶正電，則粒子所受電場力方向豎直向上而向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．T/4～T/2內(nèi)情況：由楞次定律可知,金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電；因粒子帶正電,則粒子所受電場力方向豎直向下而向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零．T/2～3T/4內(nèi)情況:由楞次定律可知,金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電,帶正電粒子向下勻加速，3T/4～T內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負(fù)電,金屬板下極板帶正電;因粒子帶正電,則粒子所受電場力方向豎直向上,而向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零；由上分析可知，末速度減小為零，位移最大,當(dāng)T末,粒子回到了原來位置．故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤．二、非選擇題11．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T,磁場寬度L＝3m，一正方形金屬框邊長ab＝l＝1m，每邊電阻r＝0。2Ω，金屬框以v＝10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I－t圖線．(2）畫出ab兩端電壓的U－t圖線．解析(1)金屬框進(jìn)入磁場區(qū)時(shí):E1＝Blv＝2V,I1＝eq\f(E1,4r）＝2。5A，電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，如圖甲中實(shí)線框abcd所示，感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間t1＝eq\f（l,v）＝0.1s金屬框全部進(jìn)入磁場區(qū)后：E2＝0，I2＝0，無電流的時(shí)間t2＝eq\f(L－l，v)＝0.2s金屬框穿出磁場區(qū)時(shí)：E3＝Blv＝2V，I3＝eq\f(E3，4r)＝2。5A，電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，如圖甲中虛線框abcd所示,規(guī)定電流方向逆時(shí)針為正,故I－t圖線如圖乙所示．（2)金屬框進(jìn)入磁場區(qū)時(shí)：ab兩端電壓U1＝I1r＝0.5V金屬框全部進(jìn)入磁場區(qū)后：ab兩端電壓U2＝Blv＝2V金屬框穿出磁場區(qū)時(shí)：ab兩端電壓U3＝E3－I3r＝1.5V由此得U－t圖線如圖丙所示．12．如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d＝0。5m，電阻不計(jì)，左端通過導(dǎo)線與阻值R＝2Ω的電阻連接,右端通過導(dǎo)線與阻值RL＝4Ω的小燈泡L連接．在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,CE長l＝2m，有一阻值r＝2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處（恰好不在磁場中)．CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示．在t＝0至t＝4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,在t＝4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)．已知從t＝0開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場邊界EF處的整個(gè)過程中(1）通過小燈泡的電流；(2)金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小．答案（1)0.1A(2)1解析（1）在t＝0至t＝4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止,磁場變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢．電路為r與R并聯(lián)，再與RL串聯(lián)，電路的總電阻R總＝RL＋eq\f(Rr，R＋r)＝5Ω此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢E＝eq\f(ΔΦ，Δt)＝dleq\f（ΔB,Δt)＝0.5×2×0.5V＝0。5V通過小燈泡的電流為:I＝eq\f（E,R總)＝0。1A。（2)當(dāng)棒在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢，電路為R與RL并聯(lián),再與r串聯(lián)，此時(shí)電路的總電阻R′總＝r＋eq\f(RRL,R＋RL）＝（2＋eq\f（4×2,4＋2）)Ω＝eq\f（10,3）Ω由于燈泡中電流不變，所以燈泡的電流IL＝I＝0.1A，I′＝IL＋I(xiàn)R＝IL＋eq\f(RLIL,R）＝0。3A電動(dòng)勢E′＝I′R總′＝Bdv解得棒PQ在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小v＝1m13．如圖甲所示,水平面內(nèi)直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分布，方向垂直于水平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒有變化，與x軸的關(guān)系如圖乙所示,圖線是雙