【創(chuàng)新設計】2021高考物理二輪復習(江蘇專用)題型通關-專練12

專練12楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用一、單項選擇題1．(2022·安徽省級示范高中聯(lián)考，20)如圖1所示，空間存在一個足夠大的三角形區(qū)域(頂角45°)，區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面對里的勻強磁場，一個頂角為45°的三角形導體線框，自距離磁場左側(cè)邊界L處以平行于紙面對上的速度勻速通過了該區(qū)域，若以逆時針為正方向，回路中感應電流I隨時間t的變化關系圖象正確的是 ()圖1解析三角形導體線框進入磁場時，電流方向為逆時針，三角形邊框切割磁感線的有效長度減小，感應電動勢變小，感應電流變?。蝗切尉€框離開磁場時，電流方向為順時針，三角形邊框切割磁感線的有效長度增大，感應電動勢變大，感應電流變大，選項D正確．答案D2．(2022·江西省南昌市二模，17)如圖2甲所示，正三角形導線框abc固定在磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應強度B隨時間變化的關系如圖乙所示，t＝0時刻磁場方向垂直紙面對里，在0～4s時間內(nèi)，線框ab邊所受安培力F1隨時間t變化的關系(規(guī)定水平向左為力的正方向)可能是下圖中的()圖2解析在0～1s時間內(nèi)，磁場方向垂直紙面對里，磁感應強度均勻減小，線框中產(chǎn)生恒定電動勢和恒定電流，依據(jù)楞次定律，電流方向為順時針，所以線框ab邊受力向左，依據(jù)F＝BIl，隨著B的減小F均勻減?。?～2s時間內(nèi)，磁場方向垂直紙面對外，磁感應強度均勻增大，線框中產(chǎn)生順時針方向的恒定電流，所以依據(jù)左手定則推斷出ab邊受力向右，且F隨B的增大而增大．同樣推斷出3～3.5s時間內(nèi)，力F方向向左，且漸漸減??；3.5s～4s時間內(nèi)，力F方向向右，且漸漸增大，所以選項A正確．答案A3．(2022·高考沖刺卷六)如圖3所示，足夠長的U形光滑金屬導軌所在平面與水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN與PQ平行且間距為L，磁感應強度大小為B的勻強磁場方向垂直導軌所在平面斜向上，導軌電阻不計，金屬棒ab由靜止開頭沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且接觸良好，棒ab接入電路的電阻為R，當流過棒ab某一橫截面的電荷量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在下滑過程中 ()圖3A．運動的加速度大小為eq\f(v2,2L)B．下滑位移大小為eq\f(qR,BL)C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD．受到的最大安培力大小為eq\f(B2L2v,R)sinθ解析由牛頓其次定律可知mgsinθ－eq\f(B2L2v,R)＝ma，金屬棒做變加速運動，選項A錯；由q＝I·Δt＝eq\f(ΔΦ,ΔtR)·Δt＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(BLx,R)得x＝eq\f(qR,BL)，選項B對．由動能定理可知mgxsinθ－Q＝eq\f(1,2)mv2，把x代入式中得到Q，選項C錯；安培力最大為mgsinθ，選項D錯．答案B4．(2022·沈陽市三模，21)如圖4甲所示，電阻不計且間距L＝1m的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端接一阻值R＝2Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導軌平面對里的勻強磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻不計的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸且始終水平，已知桿ab進入磁場時的速度v0＝1m/s，下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示，g取10m/s2，則 ()圖4A．勻強磁場的磁感應強度為1TB．桿ab下落0.3m時金屬桿的速度為1m/sC．桿ab下落0.3m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2JD．桿ab下落0.3m的過程中通過R的電荷量為0.25C解析在桿ab進入磁場時，由eq\f(B2L2v0,R)－mg＝ma，由題圖乙知，a的大小為10m/s2，解得B＝2T，A錯誤．桿ab下落0.3m時桿做勻速運動，則有eq\f(B2L2v′,R)＝mg，解得v′＝0.5m/s，選項B錯誤，在桿ab下落0.3m的過程，依據(jù)能量守恒，R上產(chǎn)生的熱量為Q＝mgh－eq\f(1,2)mv′2＝0.2875J，選項C錯誤．通過R的電荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(B·ΔS,R)＝0.25C．選項D正確．答案D5．(2022·山東濰坊市一模)如圖5所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度等大反向，菱形閉合導線框ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為d.現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場，以逆時針方向為感應電流的正方向，則從C點進入磁場到A點離開磁場的過程中，線框中電流i隨時間t的變化關系，以下可能正確的是 ()圖5解析線框ABCD在進入左邊磁場時，由楞次定律可推斷出感應電流的方向應為正方向，所以選項B、C錯；當線框ABCD一部分在左磁場區(qū)，另一部分在右磁場區(qū)時，回路中的最大電流要加倍，方向與剛進入時的方向相反，所以選項D正確．答案D6．如圖6，矩形閉合導體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻，線框下落過程外形不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場方向垂直，設OO′下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣的影響，則下列哪一個圖象不行能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律()圖6解析線框在0～t1這段時間內(nèi)做自由落體運動，v－t圖象為過原點的傾斜直線，t2之后線框完全進入磁場區(qū)域中，無感應電流，線框不受安培力，只受重力，線框做勻加速直線運動，v－t圖象為傾斜直線，t1～t2這段時間線框受到安培力作用，線框的運動類型只有三種，即可能為勻速直線運動、也可能為加速度漸漸減小的加速直線運動，還可能為加速度漸漸減小的減速直線運動，而A選項中，線框做加速度漸漸增大的減速直線運動是不行能的，故不行能的v－t圖象為A選項中的圖象．答案A二、多項選擇題7．垂直斜面的磁場寬度均為L，一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為eq\f(L,2)的正方形導體線圈，在沿平行斜面對下的拉力F作用下由靜止開頭沿斜面下滑，當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ時，恰好做勻速直線運動，下列說法中正確的有(重力加速度為g) ()圖7A．從線圈的ab邊剛進入磁場Ⅰ到線圈dc邊剛要離開磁場Ⅱ的過程中，線圈ab邊中產(chǎn)生的感應電流先沿b→a方向再沿a→b方向B．線圈進入磁場Ⅰ過程和離開磁場Ⅱ過程所受安培力方向都平行斜面對上C．線圈ab邊剛進入磁場Ⅰ時的速度大小為eq\f(4Rmgsinθ＋F,B2L2)D．線圈進入磁場Ⅰ做勻速運動的過程中，拉力F所做的功等于線圈克服安培力所做的功解析由右手定則可知線圈的ab邊剛進入磁場Ⅰ和線圈的dc邊剛要離開磁場Ⅱ時，線圈中的感應電流方向均為b→a，線圈經(jīng)過JP時感應電流的方向為a→b，A錯誤．由楞次定律可推斷出感應電流的磁場阻礙線圈的切割磁感線運動，B正確．線圈ab邊剛進入磁場Ⅰ時，受到的安培力F安＝BIeq\f(L,2)＝eq\f(B2L2v,4R)，由共點力的平衡學問可知F安＝mgsinθ＋F，聯(lián)立可得線圈ab邊剛進入磁場Ⅰ時的速度大小為eq\f(4Rmgsinθ＋F,B2L2)，C正確．線圈進入磁場Ⅰ做勻速運動的過程中，合外力做的功為0，即拉力F和重力沿斜面方向的分力所做的功等于線圈克服安培力所做的功，D錯誤．答案BC8．如圖8所示，在豎直向下的y軸兩側(cè)分布有垂直紙面對外和向里的磁場，磁感應強度大小B均隨y坐標按B＝B0＋ky(k為正的常量)的規(guī)律變化．兩個完全相同的正方形線框甲和乙的上邊均與y軸垂直，甲的初始位置高于乙的初始位置，兩線框平面均與磁場垂直．現(xiàn)同時分別給甲、乙豎直向下的初速度v1和v2，且v1＞v2，若磁場的范圍足夠大，不計甲、乙間的相互作用，以下說法正確的是 ()圖8A．開頭時線框中感應電流甲比乙大B．開頭時線框所受磁場的作用力甲比乙小C．運動中兩線框所受磁場的作用力方向相反D．最終兩線框以相同的速度勻速下落解析線框甲產(chǎn)生順時針方向的電流，線框乙產(chǎn)生逆時針方向的電流．初始時刻甲中電流I甲＝eq\f(B1′Lv1－B1Lv1,R)＝eq\f(ΔBLv1,R)，乙中電流I乙＝eq\f(B2′Lv2－B2Lv2,R)＝eq\f(ΔBLv2,R)，由于v1＞v2，所以I甲＞I乙