2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)突破電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用練習(xí)含解析

電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用一單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy的二、四象限有垂直坐標(biāo)系向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，在第三象限有垂直坐標(biāo)系向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B.現(xiàn)將半徑為L(zhǎng)、圓心角為90°的扇形閉合導(dǎo)線框OPQ在外力作用下以恒定角速度繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)．t＝0時(shí)刻線框在圖示位置，設(shè)電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较颍畡t下列關(guān)于導(dǎo)線框中的電流隨時(shí)間改變的圖線，正確的是()【解析】依據(jù)楞次定律，線框從第一象限進(jìn)入其次象限時(shí)，電流方向是正方向，設(shè)導(dǎo)線框的電阻為R，角速度為ω，則電流大小為eq\f(BωL2,2R)，從其次象限進(jìn)入第三象限時(shí)，電流方向是負(fù)方向，電流大小為eq\f(3BωL2,2R)，從第三象限進(jìn)入第四象限時(shí)，電流方向是正方向，電流大小是eq\f(3BωL2,2R)，線框從第四象限進(jìn)入第一象限時(shí)，電流方向是負(fù)方向，電流大小為eq\f(BωL2,2R)，B選項(xiàng)正確．【答案】B2.法拉第獨(dú)創(chuàng)了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)．如圖所示，紫銅做的圓盤(pán)水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓盤(pán)圓心處固定一個(gè)搖柄，邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來(lái)形成回路．轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使圓盤(pán)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說(shuō)法正確的是()A．回路中電流大小改變，方向不變B．回路中電流大小不變，方向改變C．回路中電流的大小和方向都周期性改變D．回路中電流方向不變，從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表【答案】D【解析】銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝eq\f(1,2)BL2ω，B、L、ω不變，E不變，電流：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BL2ω,2R)，電流大小恒定不變，由右手定則可知，回路中電流方向不變，從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．3.如圖所示，銅線圈水平固定在鐵架臺(tái)上，銅線圈的兩端連接在電流傳感器上，傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，從而得到銅線圈中的電流隨時(shí)間改變的圖線.利用該裝置探究條形磁鐵從距銅線圈上端某一高度處由靜止釋放后，沿銅線圈軸線豎直向下穿過(guò)銅線圈的過(guò)程中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.兩次試驗(yàn)中分別得到了如圖甲、乙所示的電流－時(shí)間圖線.條形磁鐵在豎直下落過(guò)程中始終保持直立姿態(tài)，且所受空氣阻力可忽視不計(jì).則下列說(shuō)法中正確的是()A.若兩次試驗(yàn)條形磁鐵距銅線圈上端的高度不同，其他試驗(yàn)條件均相同，則甲圖對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條形磁鐵距銅線圈上端的高度大于乙圖對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條形磁鐵距銅線圈上端的高度B.若兩次試驗(yàn)條形磁鐵的磁性強(qiáng)弱不同，其他試驗(yàn)條件均相同，則甲圖對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條形磁鐵的磁性比乙圖對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條形磁鐵的磁性強(qiáng)C.甲圖對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條形磁鐵穿過(guò)銅線圈的過(guò)程中損失的機(jī)械能小于乙圖對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條形磁鐵穿過(guò)銅線圈的過(guò)程中損失的機(jī)械能D.兩次試驗(yàn)條形磁鐵穿過(guò)銅線圈的過(guò)程中所受的磁場(chǎng)力都是先向上后向下【答案】C【解析】由乙圖中的電流峰值大于甲中電流峰值，可知乙試驗(yàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象更明顯，故乙試驗(yàn)中的高度更高或磁鐵磁性更強(qiáng)，A、B錯(cuò)誤；電流峰值越大，產(chǎn)生的焦耳熱越多，損失的機(jī)械能越大，故C正確；整個(gè)過(guò)程中，磁鐵所受的磁場(chǎng)力都是阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng)，故磁場(chǎng)力始終向上，D錯(cuò)誤.4.如圖所示，用勻稱(chēng)導(dǎo)線做成邊長(zhǎng)為0.2m的正方形線框，線框的一半處于垂直線框向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)磁場(chǎng)以20T/s的改變率增加時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大小為U，則()A.φa<φb，U＝0.2VB.φa>φb，U＝0.2VC.φa<φb，U＝0.4VD.φa>φb，U＝0.4V【答案】A【解析】題中正方形線框的左半部分磁通量改變而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，把左半部分線框看成電源，其電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為eq\f(r,2)，畫(huà)出等效電路如圖所示.則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差即為電源的路端電壓，設(shè)l是邊長(zhǎng)，且依題意知：eq\f(ΔB,Δt)＝20T/s.由法拉第電磁感應(yīng)定律，得：E＝Neq\f(ΔB·S,Δt)＝1×20×eq\f(0.2×0.2,2)V＝0.4V所以有：U＝IR＝eq\f(E,\f(r,2)＋\f(r,2))×eq\f(r,2)＝0.2V，由于a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，故有：Uab＝－0.2V.5.如圖，在方向垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)起先的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是A．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较駼．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较駽．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较颍琓中沿逆時(shí)針?lè)较?/p>

D．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緿【解析】因?yàn)镻Q突然向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，穿過(guò)T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，D正確，ABC錯(cuò)誤。6.如圖所示，有一個(gè)矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里．一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框，由位置1(左)沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)．取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t＝0)，規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t圖中能正確反映線框中電流與時(shí)間關(guān)系的是()【答案】A【解析】線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，磁通量向里增加，依據(jù)楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，電流方向應(yīng)為正方向，故B、C錯(cuò)誤；線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，線框有效的切割長(zhǎng)度先勻稱(chēng)增大后勻稱(chēng)減小，由E＝BLv，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先勻稱(chēng)增大后勻稱(chēng)減??；線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁通量不變，沒(méi)能感應(yīng)電流產(chǎn)生；線框穿出磁場(chǎng)的過(guò)程，磁通量向里減小，依據(jù)楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向里，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，電流方向應(yīng)為負(fù)方向，線框有效的切割長(zhǎng)度先勻稱(chēng)增大后勻稱(chēng)減小，由E＝BLv，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先勻稱(chēng)增大后勻稱(chēng)減小；故A正確，D錯(cuò)誤．7.在豎直平面內(nèi)固定一根水平長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以如圖所示方向的恒定電流.在其正上方(略靠后)由靜止釋放一個(gè)閉合圓形導(dǎo)線框.已知導(dǎo)線框在下落過(guò)程中始終保持框平面沿豎直方向.在框由實(shí)線位置下落到虛線位置的過(guò)程中()A.導(dǎo)線框中感應(yīng)電流方向依次為：順時(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針B.導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電流也為零C.導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為：向上→向下→向上D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱等于下落過(guò)程中框損失的重力勢(shì)能【答案】A【解析】依據(jù)安培定則，通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)在上方向外，下方向里；離導(dǎo)線近的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，離導(dǎo)線遠(yuǎn)的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度小.線框從上向下靠近導(dǎo)線的過(guò)程，向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，依據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?；穿越?dǎo)線時(shí)，上方向外的磁場(chǎng)和下方向里的磁場(chǎng)疊加，先是向外的磁通量減小，之后變成向里的磁通量，并漸漸增大，直至最大；依據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?向里的磁通量變成最大后，接著向下運(yùn)動(dòng)，向里的磁通量又漸漸減小，這時(shí)的電流新方向又變成了順時(shí)針.故A正確；依據(jù)A中的分析，穿越導(dǎo)線時(shí)，上方向外的磁場(chǎng)和下方向里的磁場(chǎng)疊加，先是向外的磁通量減小，始終減小到0，之后變成向里的磁通量，并漸漸增大.這一過(guò)程是連續(xù)的，始終有感應(yīng)電流存在，不是0，故B錯(cuò)誤；依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流始終阻礙導(dǎo)線框相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，故受安培力的方向始終向上，故C錯(cuò)誤；依據(jù)能量守恒定律，導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱等于下落過(guò)程中框損失的重力勢(shì)能與增加動(dòng)能之差，故D錯(cuò)誤.8.如圖甲所示，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T(mén)0的正弦溝通電源上，經(jīng)二極管整流后，通過(guò)R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律改變.規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端時(shí)，a、b間的電壓uab為正，下列uab－t圖象可能正確的是()【答案】C【解析】在第一個(gè)0.25T0時(shí)間內(nèi)，通過(guò)大圓環(huán)的電流為順時(shí)針增加的，由楞次定律可推斷內(nèi)環(huán)a端電勢(shì)高于b端，因電流的改變率漸漸減小，故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)漸漸減小，同理可知，在0.25T0～0.5T0時(shí)間內(nèi)，通過(guò)大圓環(huán)的電流為順時(shí)針漸漸減小，則由楞次定律可知，內(nèi)環(huán)a端電勢(shì)低于b端，因電流的改變率漸漸變大，故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)變大，故只有C正確.9.楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的詳細(xì)體現(xiàn)（）A．電阻定律 B．庫(kù)侖定律C．歐姆定律 D．能量守恒定律【答案】D【解析】楞次定律指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量的改變,這種阻礙作用做功將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電流的電能,所以楞次定律的阻礙過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。10.如圖，導(dǎo)體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中心，O為圓心。軌道的電阻忽視不計(jì)。OM是有肯定電阻?？衫@O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿。M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好。空間存在半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，現(xiàn)使OQ位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定（過(guò)程Ⅰ）；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以肯定的改變率從B增加到B'（過(guò)程Ⅱ）。在過(guò)程Ⅰ、Ⅱ中，流過(guò)OM的電荷量相等，則等于（）A.B.C.D.2【答案】B【解析】本題考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)的學(xué)問(wèn)點(diǎn)。過(guò)程I回路中磁通量改變△Φ1=BπR2，設(shè)OM的電阻為R，流過(guò)OM的電荷量Q1=△Φ1/R。過(guò)程II回路中磁通量改變△Φ2=（B’-B）πR2，流過(guò)OM的電荷量Q2=△Φ2/R。Q2=Q1，聯(lián)立解得：B’/B=3/2，B正確。二不定項(xiàng)選擇題11.如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）A.開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)里的方向C.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)外的方向D.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】AD【解析】本題考查電磁感應(yīng)、安培定則及其相關(guān)的學(xué)問(wèn)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可推斷出直導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛赡舷虮?，由安培定則可推斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，左側(cè)線圈中磁通量不變，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線中電流為零，小磁針復(fù)原到原來(lái)狀態(tài)，BC錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后再斷開(kāi)后的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可推斷出直導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛杀毕蚰?，由安培定則可推斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。12.空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間改變的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界如圖(a)中虛線MN所示．一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上．t＝0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的改變關(guān)系如圖(b)所示．則在t＝0到t＝t1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)電流始終沿順時(shí)針?lè)较駽．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為eq\f(B0rS,4t0ρ)D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為eq\f(B0πr2,4t0)【答案】BC【解析】在0～t0時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，依據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，圓環(huán)所受安培力水平向左；在t0～t1時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度反向增大，感應(yīng)電流的方向仍為順時(shí)針，圓環(huán)所受安培力水平向右，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(1,2)πr2·eq\f(B0,t0)＝eq\f(B0πr2,2t0)，由R＝ρeq\f(l,S)可得R＝ρeq\f(2πr,S)，依據(jù)歐姆定律可得I＝eq\f(E,R)＝eq\f(B0rS,4t0ρ)，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．13.高頻焊接技術(shù)的原理如圖(a)所示.線圈接入圖(b)所示的正弦式溝通電(以電流順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，圈內(nèi)待焊接工件形成閉合回路.則()A.圖(b)中電流有效值為IB.0～t1時(shí)間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流變大C.0～t1時(shí)間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針D.圖(b)中T越大，工件溫度上升越快【答案】AC【解析】由圖知電流的最大值為eq\r(2)I，因?yàn)樵撾娏魇钦沂綔贤?，則有效值為I，故A正確.i－t圖象切線的斜率等于電流的改變率，依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)可知：0～t1時(shí)間內(nèi)線圈中電流的改變率減小，磁通量的改變率變小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知工件中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變小，則感應(yīng)電流變小，故B錯(cuò)誤.依據(jù)楞次定律可知：0～t1時(shí)間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故C正確.圖(b)中T越大，電流改變?cè)铰?，工件中磁通量改變?cè)铰?，由法拉第電磁感?yīng)定律可知工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小，溫度上升越慢，故D錯(cuò)誤.14.在傾角為θ足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向一個(gè)垂直斜面對(duì)上，另一個(gè)垂直斜面對(duì)下，寬度均為L(zhǎng)，如圖所示．一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框在t＝0時(shí)刻以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，線框ab邊到達(dá)gg′與ff′中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff′時(shí)，線框加速度的大小為gsinθB．t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為eq\f(v0,4)C．t0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(3,2)mgLsinθ＋eq\f(15,32)mveq\o\al(2,0)D．離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，F(xiàn)A＝eq\f(B2L2v0,R)＝mgsinθ.當(dāng)ab邊剛越過(guò)f′f時(shí)，線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流均加倍，eq\f(4B2L2v0,R)－mgsinθ＝ma，加速度向上為3gsinθ，A錯(cuò)誤；t0時(shí)刻，eq\f(4B2L2v,R)＝mgsinθ，解得v＝eq\f(v0,4)，B正確；線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次做勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)距離為eq\f(3,2)L，則由功能關(guān)系得t0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝eq\f(3mgLsinθ,2)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mgLsinθ＋eq\f(15,32)mveq\o\al(2,0)，C正確；線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤．15.如圖甲所示，質(zhì)量m＝3.0×10－3kg的“”形金屬細(xì)框豎直放置在兩水銀槽中，“”形框的水平細(xì)桿CD長(zhǎng)l＝0.20m，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1＝1.0T、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．有一匝數(shù)n＝300匝、面積S＝0.01m2的線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)K與兩水銀槽相連．線圈處于與線圈平面垂直、沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t改變的關(guān)系如圖乙所示．t＝0.22s時(shí)閉合開(kāi)關(guān)K瞬間細(xì)框跳起(細(xì)框跳起瞬間安培力遠(yuǎn)大于重力)，跳起的最大高度h＝0.20m．不計(jì)空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，下列說(shuō)法正確的是()A．0～0.10s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3VB．開(kāi)關(guān)K閉合瞬間，CD中的電流方向由C到DC．磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向豎直向下D．開(kāi)關(guān)K閉合瞬間，通過(guò)細(xì)桿CD的電荷量為0.03C【答案】BD【解析】0～0.1s內(nèi)線圈中的磁場(chǎng)勻稱(chēng)改變，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nSeq\f(ΔB,Δt)，代入數(shù)據(jù)得E＝30V，A錯(cuò)．開(kāi)關(guān)閉合瞬間，細(xì)框會(huì)跳起，可知細(xì)框受向上的安培力，由左手定則可推斷電流方向由C到D，B對(duì)．由于t＝0.22s時(shí)通過(guò)線圈的磁通量正在削減，再對(duì)線圈由楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與B2的方向相同，故再由安培定則可知C錯(cuò)誤．K閉合瞬間，因安培力遠(yuǎn)大于重力，則由動(dòng)量定理有B1IlΔt＝mv，通過(guò)細(xì)桿的電荷量Q＝IΔt，線框向上跳起的過(guò)程中v2＝2gh，解得Q＝0.03C，D對(duì)．16.如圖甲所示，一單匝圓形閉合導(dǎo)線框半徑為r，線框電阻為R，連接一溝通電流表(內(nèi)阻不計(jì))．線框內(nèi)充溢勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按正弦規(guī)律改變，如圖乙所示(規(guī)定向下為B的正方向)，則下列說(shuō)法正確的是()A．0.005s時(shí)線框中的感應(yīng)電流最大B．0.01s時(shí)線框中感應(yīng)電流方向從上往下看為順時(shí)針?lè)较駽．0.015s時(shí)電流表的示數(shù)為零D．0～0.02s內(nèi)閉合導(dǎo)線框上產(chǎn)生的熱量為eq\f(π4r4,R)【答案】BD【解析】線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝πr2eq\f(ΔB,Δt)，感應(yīng)電流為i＝eq\f(πr2,R)·eq\f(ΔB,Δt)，在0.005s時(shí)，eq\f(ΔB,Δt)＝0，則i＝0，A項(xiàng)錯(cuò)；由楞次定律知在0.01s時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從上往下看)，B項(xiàng)正確；溝通電流表測(cè)量的是交變電流的有效值，C項(xiàng)錯(cuò)；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em＝Bmπr2eq\f(2π,T)，一個(gè)周期導(dǎo)線框上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(\f(Em,\r(2))2,R)T＝eq\f(π4r4,R)，D項(xiàng)正確．17.如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平面(紙面)垂直，磁場(chǎng)邊界的間距為L(zhǎng).一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行．t＝0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合(圖中位置Ⅰ)，導(dǎo)線框的速度為v0.經(jīng)驗(yàn)一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)(圖中位置Ⅱ)，導(dǎo)線框的速度剛好為零．此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間回到初始位置Ⅰ(不計(jì)空氣阻力)，則()A．上升過(guò)程中合力做的功與下降過(guò)程中合力做的功相等B．上升過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量多C．上升過(guò)程中，導(dǎo)線框的加速度漸漸減小D．上升過(guò)程克服重力做功的平均功率小于下降過(guò)程重力的平均功率【答案】BC【解析】線框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服安培力做功，消耗機(jī)械能，故返回原位置時(shí)速率減小，由動(dòng)能定理可知，上升過(guò)程動(dòng)能改變量大，合力做功多，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分析線框的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可知，在任一位置，上升過(guò)程的安培力大于下降過(guò)程中的安培力，而上升、下降位移相等，故上升過(guò)程克服安培力做功大于下降過(guò)程中克服安培力做的功，故上升過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量多，所以選項(xiàng)B正確；以線框?yàn)閷?duì)象分析受力可知，在上升過(guò)程做減速運(yùn)動(dòng)，有F安＋mg＝ma，F(xiàn)安＝eq\f(B2L2v,R)，故有a＝g＋eq\f(B2L2,mR)v，所以上升過(guò)程中，速度減小，加速度也減小，故選