2019年高考物理一轮复习 第1-13章全套试题9.3法拉第电磁感应定律的综合应用 含答案.doc

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1、课时强化作业三十九 法拉第电磁感应定律的综合应用一、选择题1.矩形导线框abcd(如图甲)放在匀强磁场中,磁感线方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,则在0~4s时间内,线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为(安培力取向上为正方向)(  )解析:由法拉第电磁感应定律知,导线框中产生的感应电流I===,在0~1s内,由题图乙知不变,故I的大小也不变,由楞次定律知,感应电流

2、方向由a→b,同理分析,在1s~2s内,I的大小仍不变,方向仍由a→b,故A、B错;由左手定则知,0~1s内线框ab边所受安培力F向上,且由F=BIlab知,I、lab不变,B均匀减小,因此F也均匀减小,D错,C项正确.答案:C2.(2013年新课标全国Ⅰ卷)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触

3、.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(  )解析:设金属棒MN向右匀速运动的速度为v,金属棒MN距a的距离为l0,金属棒的电阻率为ρ,金属棒的横截面积为S,∠bac=2θ,在t时刻MN产生的感应电动势E=2Bv(vt+l0)tanθ,回路的总电阻R=ρ,由I=可得I=,由此式可知电流I不随时间变化,故选项A正确.答案:A3.如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮

4、与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是(  )A.线框进入磁场前运动的加速度为B.线框进入磁场时匀速运动的速度为C.线框做匀速运动的总时间为D.该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg-mgsinθ)l2解析:以整体为研究对象,线框进入磁场前运动的加速度为a=,A错误;线框进入磁场时由平衡条件得:Mg=mgsinθ+BIl1.I=,

5、v=,B错误;t==,C错误;由能量守恒可知D正确.答案:D4.如图所示的两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ab与dc间的距离也为l,t=0时刻,dc边与磁场区域边界重合,如图所示.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a→d→c→b→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是(  )解析:进入磁场的过程,穿过闭合线圈的磁通量增加,产生逆时针方向(负方向)的感应电

6、流,切割磁感线的有效长度减小,感应电流减小;出磁场过程,穿过闭合线圈的磁通量减小,产生顺时针方向(正方向)的感应电流,切割磁感线的有效长度减小,产生的感应电流减小.答案:A5.如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于竖直平面内的∏形框,水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离,除R外,装置的其余部分电阻都可忽略不计,将导体棒MN无初速度释放,要使电流稳定后R的热功率变为原来的两倍,其他条件不变的情况下,可以采用的办法有(  )A.导体棒MN质量不变,∏形框宽度减为原来的B.电阻R变为原

7、来的一半C.磁感应强度B变为原来的倍D.导体棒MN质量增加为原来的2倍解析:导体棒下滑,稳定后热功率等于机械功率,安培力和重力为一对平衡力,则有mg=BIL=P机=mg·v=当∏形框宽度变为原来的时,则有稳定后的速度v′==2v则功率P′=2P机,故选项A正确;当电阻R变为原来的时,速度变为原来的,功率变为原来的,故选项B错误;磁感应强度变为原来的倍,速度变为原来的,功率变为原来的,选项C错误;导体棒的质量增加为原来的2倍,速度变为原来的2倍,功率变为原来的4倍,故选项D错误.答案:A6.(20

8、13年山东卷)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是(  )解析:根据Bt图象可知穿过线圈的磁通量在前时间内先向里减小再向外增加,根据楞次定律可知,该段时间内线圈中产生的感应电流方向沿顺时针,由法拉第电磁感应定律E=n=S=kS,根据Bt图象知,

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1、课时强化作业三十九 法拉第电磁感应定律的综合应用一、选择题1.矩形导线框abcd(如图甲)放在匀强磁场中,磁感线方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,则在0~4s时间内,线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为(安培力取向上为正方向)(  )解析:由法拉第电磁感应定律知,导线框中产生的感应电流I===,在0~1s内,由题图乙知不变,故I的大小也不变,由楞次定律知,感应电流

2、方向由a→b,同理分析,在1s~2s内,I的大小仍不变,方向仍由a→b,故A、B错;由左手定则知,0~1s内线框ab边所受安培力F向上,且由F=BIlab知,I、lab不变,B均匀减小,因此F也均匀减小,D错,C项正确.答案:C2.(2013年新课标全国Ⅰ卷)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触

3、.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(  )解析:设金属棒MN向右匀速运动的速度为v,金属棒MN距a的距离为l0,金属棒的电阻率为ρ,金属棒的横截面积为S,∠bac=2θ,在t时刻MN产生的感应电动势E=2Bv(vt+l0)tanθ,回路的总电阻R=ρ,由I=可得I=,由此式可知电流I不随时间变化,故选项A正确.答案:A3.如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮

4、与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是(  )A.线框进入磁场前运动的加速度为B.线框进入磁场时匀速运动的速度为C.线框做匀速运动的总时间为D.该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg-mgsinθ)l2解析:以整体为研究对象,线框进入磁场前运动的加速度为a=,A错误;线框进入磁场时由平衡条件得:Mg=mgsinθ+BIl1.I=,

5、v=,B错误;t==,C错误;由能量守恒可知D正确.答案:D4.如图所示的两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ab与dc间的距离也为l,t=0时刻,dc边与磁场区域边界重合,如图所示.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a→d→c→b→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是(  )解析:进入磁场的过程,穿过闭合线圈的磁通量增加,产生逆时针方向(负方向)的感应电

6、流,切割磁感线的有效长度减小,感应电流减小;出磁场过程,穿过闭合线圈的磁通量减小,产生顺时针方向(正方向)的感应电流,切割磁感线的有效长度减小,产生的感应电流减小.答案:A5.如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于竖直平面内的∏形框,水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离,除R外,装置的其余部分电阻都可忽略不计,将导体棒MN无初速度释放,要使电流稳定后R的热功率变为原来的两倍,其他条件不变的情况下,可以采用的办法有(  )A.导体棒MN质量不变,∏形框宽度减为原来的B.电阻R变为原

7、来的一半C.磁感应强度B变为原来的倍D.导体棒MN质量增加为原来的2倍解析:导体棒下滑,稳定后热功率等于机械功率,安培力和重力为一对平衡力,则有mg=BIL=P机=mg·v=当∏形框宽度变为原来的时,则有稳定后的速度v′==2v则功率P′=2P机,故选项A正确;当电阻R变为原来的时,速度变为原来的,功率变为原来的,故选项B错误;磁感应强度变为原来的倍,速度变为原来的,功率变为原来的,选项C错误;导体棒的质量增加为原来的2倍,速度变为原来的2倍,功率变为原来的4倍,故选项D错误.答案:A6.(20

8、13年山东卷)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是(  )解析:根据Bt图象可知穿过线圈的磁通量在前时间内先向里减小再向外增加,根据楞次定律可知,该段时间内线圈中产生的感应电流方向沿顺时针,由法拉第电磁感应定律E=n=S=kS,根据Bt图象知,

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