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1、第四章专题二 法拉第电磁感应定律的综合应用课后强化演练一、选择题1如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是()A水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能B只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能DR两端电压始终等于cd棒中的感应电动势解析：外力始终要克服摩擦力做功，选项A、B均错；克服磁场力所做的功在任何情况下都等于电路中产生的电能，选项C错；因为电源cd无内阻，
2、所以选项D对答案：D2(2010四川高考)如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A为0B先减小后不变C等于F D先增大再减小解析：a棒受恒定的拉力作用，随着速度的增大，安培阻力增大，因此，a做加速度减小的加速运动当a加速度为0后匀速运动，所以a所受安培力先增大后不变由于a、b所受安培力大小相等，所以b所受安培力先增大后不变，由于b始终保持静止，故b所受摩擦力先减小后不变，B正确；若b所受安培力大小等于重力
3、沿导轨向下的分力大小，则b所受摩擦力为零，A正确答案：AB3如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到MN的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图象正确的是()解析：当MN进入磁场后，切割磁感线产生感应电动势，EBLv，是一定值；而刚开始运动和最后一段末切割磁感线，不产生感应电动势，故A项正确答案：A4如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环会受到向上的磁场作用力()解析：选项C
4、、D中磁感应强度B随时间是均匀变化的，在螺线管中产生的是稳定电流，这样在圆环中不能产生感应电流，圆环也就不能受安培力选项A中磁场增强，磁感应强度B变大，但变化率却越来越小，由ES可知螺线管中电流越来越小，由楞次定律判断可知电流方向为dcbad，由此可知螺线管在圆环处产生的磁场方向向上，且磁感应强度逐渐减小，再由楞次定律可判定圆环为了阻碍磁通量减小，受到向上的作用力选项B中磁场增强，磁感应强度B变大，但变化率却越来越大，由ES可知螺线管中电流越来越大，由楞次定律判断可知电流方向为dcbad，由此可知螺线管在圆环处产生的磁场方向向上，且磁感应强度逐渐增大，再由楞次定律可判定圆环为了阻碍磁通量增加，
5、受到向下的作用力故答案为A.答案：A5.(2011高考福建理综)如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角 (090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A运动的平均速度大小为vB下滑的位移大小为C产生的焦耳热为qBLvD受到的最大安培力大小为sin解析：流过ab棒某一截面的电量qtt，ab棒下滑的位移x，其平均速度v，而棒下滑过程中做加速度减小的加速运动，故平均速度不等
6、于v，A错误B正确；由能量守恒mgxsinQmv2，产生的焦耳热Qmgxsinmv2mgsinmv2，C错误；当mgsin时v最大，安培力最大，即F安mmgsin或，D错误答案：B6(2010高考浙江卷)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图(上)所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图(下)所示在t0时刻金属板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒则以下说法正确的是()A第2秒内上金属板为正极B第3秒内上金属板为负极C第2秒末微粒回到了原来位置D第2秒末两金属板之间的电场
7、强度大小为0.2 r2/d解析：本题考查电磁感应定律和楞次定律，及带电粒子在电场中的运动情况根据楞次定律，结合图象可以判断：在01 s内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A选项正确，B选项错误由于磁感应强度均匀变化，故产生的感应电动势大小是恒定的，感应电动势大小ES0.1r2，第2秒末两极板间的电场强度为，D选项错误在第1秒内电荷由静止沿向上或向下的方向开始做匀加速运动，第2秒内电场反向，电荷沿该方向做匀减速运动，第2秒末速度为0，故C选项错误答案：A二、非选择题7.(2011高考全国卷)
8、如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率解析：(1)设小灯泡的额定电流为I0，有PIR由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I2I0此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mgBLI联
9、立式得B.(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速度为v，由电磁感应定律与欧姆定律得EBLvERI0联立式得v.答案：(1) (2)8(2011高考天津理综)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m0.02 kg，电阻均为R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止取g10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多
10、少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q0.1 J的热量，力F做的功W是多少？解析：(1)棒cd受到的安培力FcdIlB棒cd在共点力作用下平衡，则Fcdmgsin30由式，代入数据解得I1 A根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c.(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等FabFcd对棒ab，由共点力平衡知Fmgsin30IlB代入数据解得F0.2 N(3)设在时间t内棒cd产生Q0.1 J的热量，由焦耳定律知QI2Rt设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势EBlv由闭合电路欧姆定律知：I由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移xvt力F做的功WFx综合上述各式，代入数据解得W0.4 J答案：(1)1 A方向由d至c(2)0.2N(3)0.4 J5
