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1、重难强化训练(二)电磁感应定律的综合应用(时间：40分钟分值：90分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分.16题为单选，710题为多选)1粗细匀称的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面对里，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的肯定值最大的是()B磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路相当于由三个相同电阻串联，选项A、C、D中a、b两点间电势差为外电路中一个电阻两端的电压，即UE，选项B中a、b两点间电势差为路端电压，即UE，故选B项2.如图10所示，一个由导体做成的矩形
2、线圈，以恒定速率v运动，从无磁场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，若取逆时针方向的电流为正方向，那么下列选项图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的改变关系()图10C依据楞次定律，线圈进入磁场的过程，穿过线圈向里的磁通量增加，产生逆时针方向的感应电流，因为速度恒定，所以电流恒定，故A、D错误；离开磁场时，穿过线圈向里的磁通量削减，所以产生顺时针方向的感应电流，B错误，故选C.3如图11所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面对里圆形金属环B正对磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是()【导学号：11452031】图11AMN中电流方向NM，B被A吸
3、引BMN中电流方向NM，B被A排斥CMN中电流方向MN，B被A吸引DMN中电流方向MN，B被A排斥BMN向右加速滑动，依据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小在渐渐变大，依据安培定则知，电磁铁A的磁场方向向左，且大小渐渐增加，依据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向向右，B被A排斥B正确，A、C、D错误4如图12所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()【导学号：11
4、452032】图12A.B.C. DBavA摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势EB2aBav由闭合电路欧姆定律得，UABBav，故A正确5.水平放置的金属框架cdef处于如图13所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻起先，磁感应强度匀称增大，金属棒ab始终保持静止，则()图13Aab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大Bab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变Cab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大Dab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变C由法拉第电磁感应定律ES知，磁感应强度匀称增大，则ab中感应电动势和电流不变，由FfF安BIL知摩擦力增大，选项C正确6.如图14
5、所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面的夹角为，导轨的下端接有电阻当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨，ab上升的最大高度为h，两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好，关于上述情景，下列说法中正确的是()图14A比较两次上升的最大高度，有HhB比较两次上升的最大高度，有HhC无磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D有磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D没有磁场时，只有重力做功，机械能守恒，没有电热产生，C错误；有磁
6、场时，ab切割磁感线产生感应电流，重力和安培力均做负功，机械能减小，有电热产生，故ab上升的最大高度变小，A、B错误，D正确7.一空间有垂直纸面对里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图15所示，磁感应强度B0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 ，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是()图15Aab受到的拉力大小为2 NBab向上运动的速度为2 m/sC在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能D在2 s内，拉力做功为0.6 JB
7、C对导体棒cd分析：mgBIl，得v2 m/s，故B选项正确；对导体棒ab分析：FmgBIl0.2 N，选项A错误；在2 s内拉力做功转化的电能等于克服安培力做的功，即WF安vt0.4 J，选项C正确；在2 s内拉力做的功为Fvt0.8 J，选项D错误8.如图16所示，两条平行竖直虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面对里，虚线间的距离为l.金属圆环的直径也为l.圆周环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域则下列说法正确的是()图16A感应电流的大小先增大后减小再增大再减小B感应电流的方向先逆时针后顺时针C金属圆环受到的安培力先向左后向右D进入磁场时感应电动势平均值BlvA
8、B在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量渐渐增大，依据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势EBlv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先增大后减小，同理可以推断穿出磁场时的状况，A、B两项正确；依据左手定则可以推断，进入磁场和穿出磁场时受到的安培力都向左，C项错误；进入磁场时感应电动势平均值Blv，D项错误9如图17所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时起先匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度
9、匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是()【导学号：11452033】图17A当导体棒速度达到时，加速度大小为sin B当导体棒速度达到时，加速度大小为sin CP2mgvsin DP3mgvsin AC当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向：mgsin ；当导体棒的速度达到时，沿导轨方向：mgsin ma，解得agsin ，选项A正确，B错误；当导体棒其次次匀速运动时，沿导轨方向：Fmgsin ，即Fmgsin ，此时拉力F的功率PF2v2mgvsin ，选项C正确，D错误10.如图18所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为，导轨下
10、端接有电阻R，匀强磁场垂直斜面对上质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上上升度为h，在这个过程中()图18A金属棒所受各力的合力所做的功等于零B金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和C恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热AD棒匀速上升的过程有三个力做功：恒力F做正功，重力G、安培力F安做负功依据动能定理：WWFWGW安0，故A对，B错；恒力F与重力G的合力所做的功等于导体克服安培力做的功而导体克服安培力做的功等于回路中电能(最终转化为焦耳
11、热)的增加量，克服安培力做功与焦耳热不能重复考虑，故C错，D对二、非选择题(本题共2小题，共30分)11(15分)如图19所示，PN与QM两平行金属导轨相距L1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R16 ，ab导体的电阻为2 ，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T现ab以恒定速度v3 m/s 匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等，求：图19(1)R2的阻值？(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab杆的水平向右的外力F为多大？【解析】(1)内外功率相等，则内外电阻相等，有Rab解得R23 .(2)EBLv1
12、13 V3 V总电流I A0.75 A路端电压UIR外0.752 V1.5 VP1 W0.375 WP2 W0.75 W.(3)FF安BIL10.751 N0.75 N.【答案】(1)3 (2)0.375 W0.75 W(3)0.75 N12.(15分)如图20所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场的磁感应强度B1 T，方向与框面垂直(图中未画出)，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 ，现让MN无初速度的释放且与框保持接触良好并竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电荷量为2 C，求此过程回路中产生的电能为多少？(空气阻力不计，g取10 m/s2)【导学号：11452034】图20【解析】金属棒下落过程先做加速度渐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，依据平衡条件得：mg在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得：mghmvE通过导体某一横截面的电荷量为：q由解得：Emghmv J J3.2 J.【答案】3.2 J
