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1、热点11电磁感应中的综合问题(建议用时：20分钟)1(2019河南焦作模拟)(多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，c、d间，d、e间，c、f间分别接阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好，导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场下列说法正确的是()A导体棒ab中电流的流向为由b到aBc、d两端的电压为1 VCd、e两端的电压为1 VDf、e两端的电压为1 VBD解析 由右手定则可判知导体棒ab中电流的流向为由a到b，选项A错误；感应电动势EBlv0.514 V2 V，
2、则c、d两端的电压UcdE1 V，选项B正确；由于d、e，c、f间电阻中没有电流流过，故UdeUcf0，所以UfeUcd1 V，选项C错误，D正确2(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(rR)的圆环圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B圆环在加速下滑过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则()A此时在圆环中产生了(俯视)顺时针方向的感应电流B圆环因受到了向下的安培力而加速下落C此时圆环的加速度aD如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vmAD解析 由右手定则可以判断感应电流的方向为(俯视
3、)顺时针方向，选项A正确；由左手定则可以判断，此时圆环受到的安培力向上，选项B错误；由牛顿第二定律可得加速度ag ，选项C错误；当重力等于安培力时速度达到最大，可得vm，选项D正确3(2019四川凉山诊断)(多选)如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M，边长为l，电阻为R的正方形均匀金属线框，BC边与虚线PQ重合，PQ右侧有竖直向上的匀强磁场，磁场宽度大于l，磁感应强度大小为B线框通过一水平细线绕过光滑定滑轮悬挂一质量为m的物体，现由静止释放物体，当线框有一半进入磁场时已匀速运动，当地的重力加速度为g，线框从开始运动到AD边刚进入磁场过程中()A刚释放线框的瞬间，线框的加速度为B细绳拉力的最
4、小值为C线框恰全部进入磁场时，产生的热量等于mgl(Mm)D线框有一半进入磁场时与线框AD边刚进入磁场时BC两端的电压大小之比为34BCD解析 刚释放线框的瞬间，设绳子拉力为T，线框加速度为a，以m为研究对象，mgTma，TMa，可得a，T；进入磁场后加速度变小，故拉力变大，因此释放瞬间细绳拉力最小值为T；当全部进入磁场时，Tmg，TFA，产生的电动势为EBlv，则I，FABIl，可得匀速时速度v；由能量守恒，mgl(Mm)v2Q，可得产生的热量Qmgl(Mm)；线框有一半进入磁场时，BC两端的电压UBlv，框AD边刚进入磁场时，电路电流为零，BC两端的电压UBlv，两次电压大小之比为34；综
5、合以上分析，选项B、C、D正确4(2019重庆渝东六校联考)(多选)如图所示为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值，外力F向右为正则以下能反映线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象的是()ABD解析 当线框开始进入磁场时，磁通量垂直纸面向外增加，当全部进入时达到最大；此后向里的磁通量增加，向
6、外的磁通量减小，总磁通量向外减小，当运动1.5L时，磁通量为零；当运动2L时磁通量向里最大，此后向外的磁通量增加，向里的磁通量减小，总磁通量减小，当运动2.5L时，磁通量为零，当运动3L时向外的磁通量最大，此后向外的磁通量减小，当运动4L时为零，选项A正确；当线框进入第一个磁场时，由EBLv可知，E保持不变，感应电动势为顺时针方向，为负值；而开始进入第二个磁场时，两边同时切割磁感线，电动势应为2BLv，方向为逆时针方向，为正值，开始进入第三个磁场时，两边同时切割磁感线，电动势为2BLv，方向为顺时针方向，为负值，出磁场时，感应电动势为BLv，沿逆时针方向，为正值，选项B正确；因安培力总是与运动
7、方向相反，故拉力应一直向右，选项C错误；拉力的功率PFv，因速度不变，而线框在左边第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时，F安2BL4，因此安培力变为进磁场时的4倍，则拉力的功率变为进磁场时的4倍，出磁场时，与进磁场时拉力的功率相同，选项D正确5(2019山东潍坊三模)(多选)如图所示，两平行导轨间距为L，倾斜部分和水平部分长度均为L，倾斜部分与水平面的夹角为37，cd间接电阻R，导轨电阻不计质量为m的金属细杆静止在倾斜导轨底端，与导轨接触良好，电阻为r.整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化关系为BB0kt(k0)，在杆运动前，下列说法正确的是()A穿
8、过回路的磁通量为2(B0kt)L2B流过导体棒的电流方向为由b到aC回路中电流的大小为D细杆受到的摩擦力一直减小BC解析 由BS效(B0kt)(L2L2cos 37)1.8(B0kt)L2，选项A错误；磁感应强度均匀增大，产生的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得EnSk(L2L2cos 37)1.8kL2，由全电路欧姆定律得I，选项C正确；由楞次定律可得感应电流的方向俯视为顺时针方向，即电流流向为b到a，选项B正确；因感应电流大小恒定，则细杆所受的安培力FBIL因B逐渐增大而增大，由左手定则知方向水平向右，由杆的平衡知识可得mgsin fBILcos ，则摩擦力先向上逐渐减小到零，后向下逐渐增
9、大，选项D错误6(多选)如图所示，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒MN，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向与轨道平面垂直，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计现将开关拨向“1”，导体棒MN在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，经时间t0后，将开关S拨向“2”，再经时间t，导体棒MN恰好开始匀速向右运动下列说法正确的是()A开关拨向“1”时，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动Bt0时刻电容器所带的电荷量为C开关拨向“2”后，导体棒匀速运动的速率为D开关拨向“2”后t时间内，导体棒通过的位移为BCD解析 开
10、关拨向“1”时，设在极短时间t内流过导体棒的电荷量为Q，则电路中的瞬时电流为 I，电容器两端的电压UBLv，电荷量 QCU，则QCUCBLv，可得ICBLCBLa；对导体棒，由牛顿第二定律得 FBILma，联立得导体棒的瞬时加速度为 a ，由于加速度表达式中的各个物理量都不随时间、位移变化，由此可知导体棒的加速度不变，即导体棒做匀加速直线运动，选项A错误t0时刻导体棒MN的速度vat0，电容器两极板间的电压UBLvBLat0，电荷量 QCU，则Q，选项B正确由F安BIL，I，EBLv，联立解得F安，开关拨向“2”后，导体棒匀速运动时，有 FF安，解得v，选项C正确开关拨向“2”后t时间内，根据
11、牛顿第二定律得F F安Fmam，则Ftt mv，得Ftm，解得位移 x，选项D正确7(2019黑龙江大庆一中月考)(多选)如图所示，在倾角为30的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨，其间距为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与斜面垂直(图中未画出)质量为m、阻值也为R的金属棒ab与固定在斜面上方的劲度系数为k的绝缘弹簧相接，弹簧处于原长并被锁定现解除弹簧锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度v0，从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，在上述过程中()A开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为B
12、通过电阻R的最大电流一定是 C通过电阻R的总电荷量为 D回路产生的总热量小于mvACD解析 开始时金属棒切割磁感线产生的电动势EBLv0，则金属棒与导轨接触点间电压为UE，选项A正确；金属棒开始运动时，沿斜面方向受到安培力与重力沿斜面方向的分力，因不知二者大小关系，故不知速度如何变化，则不能确定通过R的最大电流，选项B错误；由于金属棒在运动过程中受到安培力作用，最终金属棒静止，则金属棒沿斜面下滑距离为d，应用电流定义式和法拉第电磁感应定律可知通过R的电荷量q，选项C正确；从开始运动到停止，设回路产生的热量为Q、金属棒静止时弹簧的弹性势能为Ep，对金属棒和回路应用功能关系可知QEpmgdsin mv，则QmvEp，选项D正确
