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2019届高考物理(全国通用)二轮专题复习高分冲刺文档:专题11 电磁感应规律及其应用 Word版含答案.docx

2019届高考物理(全国通用)二轮专题复习高分冲刺文档:专题1…

MR杨
2019-03-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《2019届高考物理(全国通用)二轮专题复习高分冲刺文档:专题11 电磁感应规律及其应用 Word版含答案docx》,可适用于高中教育领域

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip名校名师推荐helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip考题一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用楞次定律中ldquo阻碍rdquo的主要表现形式()阻碍原磁通量的变化mdashmdashldquo增反减同rdquo()阻碍相对运动mdashmdashldquo来拒去留rdquo()使线圈面积有扩大或缩小的趋势mdashmdashldquo增缩减扩rdquo()阻碍原电流的变化(自感现象)mdashmdashldquo增反减同rdquo楞次定律和右手定则的适用对象()楞次定律:一般适用于线圈面积不变磁感应强度发生变化的情形()右手定则:一般适用于导体棒切割磁感线的情形求感应电动势大小的五种类型()磁通量变化型:E=n()磁感应强度变化型:E=nS()面积变化型:E=nB()平动切割型:E=Blv()转动切割型:E=nBlomega注意:公式E=nS中的S是垂直于磁场方向的有效面积例 (middot浙江middot)如图所示a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成匝数均为匝边长la=lb图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场且磁感应强度随时间均匀增大不考虑线圈之间的相互影响则(  )图A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为∶Ca、b线圈中感应电流之比为∶Da、b线圈中电功率之比为∶解析 根据楞次定律可知两线圈内均产生逆时针方向的感应电流选项A错误因磁感应强度随时间均匀增大设=k根据法拉第电磁感应定律可得E=n=nl则=()=选项B正确根据I====可知Ipropl故a、b线圈中感应电流之比为∶选项C错误电功率P=IE=middotnl=则Ppropl故a、b线圈中电功率之比为∶选项D错误答案 B变式训练如图所示a、b、c三个线圈是同心圆b线圈上连接有直流电源E和开关K则下列说法正确的是(  )图A在K闭合的一瞬间线圈a中有逆时针方向的瞬时电流有收缩趋势B在K闭合的一瞬间线圈c中有顺时针方向的瞬时电流有收缩趋势C在K闭合电路稳定后再断开K的一瞬间线圈c中有感应电流线圈a中没有感应电流D在K闭合的一瞬间线圈b中有感应电动势在K闭合电路稳定后再断开K的一瞬间线圈b中仍然有感应电动势答案 D解析 K闭合时线圈b中有顺时针的电流根据右手定则可知内部有向里增大的磁场则a线圈产生阻碍原磁通量变化的电流根据楞次定律可知电流方向为逆时针线圈受到向外的安培力故有扩张的趋势故A错误根据楞次定律可知c中感应电流为逆时针且有收缩的趋势故B错误在K闭合电路稳定后再断开K的一瞬间两线圈中均有磁通量的变化故线圈中均有感应电流故C错误在K闭合的一瞬间线圈b中有感应电动势在K闭合电路稳定后再断开K的一瞬间线圈b中仍然有感应电动势故D正确(middot海南middot)如图一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内环的圆心与两导线距离相等环的直径小于两导线间距两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流若(  )图A金属环向上运动则环上的感应电流方向为顺时针方向B金属环向下运动则环上的感应电流方向为顺时针方向C金属环向左侧直导线靠近则环上的感应电流方向为逆时针方向D金属环向右侧直导线靠近则环上的感应电流方向为逆时针方向答案 D解析 根据楞次定律当金属圆环上、下移动时穿过圆环的磁通量不发生变化故没有感应电流产生故选项A、B错误当金属圆环向左移动时则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强故根据楞次定律可以知道产生的感应电流为顺时针故选项C错误当金属圆环向右移动时则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强故根据楞次定律可以知道产生的感应电流为逆时针故选项D正确(middot全国甲卷middot)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时关于流过电阻R的电流下列说法正确的是(  )图A若圆盘转动的角速度恒定则电流大小恒定B若从上向下看圆盘顺时针转动则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方向不变角速度大小发生变化则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的倍则电流在R上的热功率也变为原来的倍答案 AB解析 将圆盘看成无数幅条组成它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流则当圆盘顺时针(俯视)转动时根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心流过电阻的电流方向从a到bB对由法拉第电磁感应定律得感应电动势E=BL=BLomegaI=omega恒定时I大小恒定omega大小变化时I大小变化方向不变故A对C错由P=IR=知当omega变为原来的倍时P变为原来的倍D错如图所示一根弧长为L的半圆形硬导体棒AB在水平拉力F作用下以速度v在竖直平面内的U形框架上匀速滑动匀强磁场的磁感应强度为B回路中除电阻R外其余电阻均不计U形框左端与平行板电容器相连质量为m的带电油滴静止于电容器两极板中央半圆形硬导体棒AB始终与U形框接触良好则以下判断正确的是(  )图A油滴所带电荷量为B电流自上而下流过电阻RCA、B间的电势差UAB=BLvD其他条件不变使电容器两极板距离减小电容器所带电荷量将增加油滴将向上运动答案 BD解析 导体棒AB在水平拉力F作用下向右运动由右手定则可知导体棒AB相当于电源A端是正极故电流自上而下流过电阻RB对导体棒AB的弧长为L与磁场切割有效长度为故A、C错根据电容器C=C=两极板距离d减小C增大Q增加电场强度E增大油滴将向上运动D对考题二 电磁感应中的图象问题解决电磁感应图象问题的方法技巧()解决电磁感应图象问题的ldquo三点关注rdquo:①关注初始时刻如初始时刻感应电流是否为零是正方向还是负方向②关注变化过程看电磁感应发生的过程分为几个阶段这几个阶段是否和图象变化相对应③关注大小、方向的变化趋势看图线斜率的大小、图线的曲、直是否和物理过程对应()解决电磁感应图象问题的一般步骤:①明确图象的种类即是B-t图还是Phi-t图或者E-t图、I-t图等②分析电磁感应的具体过程③用右手定则或楞次定律确定方向对应关系④结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式⑤根据函数关系式进行数学分析如分析斜率的变化、截距等⑥画图象或判断图象()图象选择技巧:求解物理图象的选择题时可用ldquo排除法rdquo即排除与题目要求相违背的图象留下正确图象例 (middot四川middot)如图所示电阻不计、间距为L的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中导轨左端接一定值电阻R质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动外力F与金属棒速度v的关系是F=F+kv(F、k是常量)金属棒与导轨始终垂直且接触良好金属棒中感应电流为i受到的安培力大小为F安电阻R两端的电压为UR感应电流的功率为P它们随时间t变化图象可能正确的有(  )图解析 设金属棒在某一时刻速度为v由题意可知感应电动势E=BLv回路电流I==v即Ipropv安培力F安=BIL=v方向水平向左即F安propvR两端电压UR=IR=v即URpropv感应电流功率P=EI=v即Ppropv分析金属棒运动情况由牛顿运动第二定律可得F+kv-v=ma即F+(k-)v=ma因为金属棒从静止开始运动所以F()若k=金属棒水平向右做匀加速直线运动所以在此情况下没有选项符合()若kF合随v增大而增大即a随v增大而增大说明金属棒在做加速度增大的加速运动根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合()若kF合随v增大而减小即a随v增大而减小说明金属棒在做加速度减小的加速运动直到加速度减小为后金属棒做匀速直线运动根据四个物理量与速度关系可知C选项符合综上所述选项B、C符合题意答案 BC变式训练在竖直方向的匀强磁场中水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示取线圈中磁场B的方向向上为正当磁场中的磁感应强度B随时间t如图乙变化时下列图中能正确表示线圈中感应电流变化的是(  )图答案 A解析 在~s内根据法拉第电磁感应定律E=n=根据楞次定律感应电动势的方向与图示箭头方向相反为负值在~T内根据法拉第电磁感应定律Eprime=n==E所以感应电流是之前的倍再根据楞次定律感应电动势的方向与图示方向相反为负值故A正确如图所示有一个边界为正三角形的匀强磁场区域边长为a磁感应强度方向垂直纸面向里一个导体矩形框的长为a宽为平行于纸面沿着磁场区域的轴线匀速穿越磁场区域导体框中感应电流的正方向为逆时针方向以导体框刚进入磁场时为t=时刻则导体框中的感应电流随时间变化的图象是(  )图答案 D解析 由右手定则可知线框进入磁场过程与离开磁场过程感应电流方向相反故A错误由图示可知线框开始进入磁场的一段时间内切割磁感线的有效长度L不变电流I==大小不变当线框右边部分穿出磁场过程切割磁感线的有效长度L减小感应电流减小线框右边完全离开磁场后线框左边完全进入磁场然后线框左边切割磁感线感应电流反向此后一段时间内线框切割磁感线的有效长度L不变感应电流大小不变线框左边离开磁场过程线框切割磁感线的有效长度L减小感应电流减小故B、C错误D正确宽度均为d且足够长的两相邻条形区域内各存在磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场电阻为R、边长为d的等边三角形金属框的AB边与磁场边界平行金属框从图所示位置以垂直于AB边向右的方向做匀速直线运动取逆时针方向电流为正从金属框C端刚进入磁场开始计时框中产生的感应电流随时间变化的图象是(  )图答案 A考题三 电磁感应中的动力学问题电磁感应与动力学综合题的解题策略()分析ldquo源rdquo:找准主动运动者用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向()分析ldquo路rdquo:画出等效电路图求解回路中的电流的大小及方向()分析ldquo力rdquo:分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响从而推得对电流的影响最后确定导体棒的最终运动情况()列ldquo方程rdquo:列出牛顿第二定律或平衡方程求解例 (middot全国甲卷middot)如图水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上t=时金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动t时刻金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计两者始终保持垂直且接触良好两者之间的动摩擦因数为mu重力加速度大小为g求:图()金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小()电阻的阻值解析 ()设金属杆进入磁场前的加速度大小为a由牛顿第二定律得F-mumg=ma①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v由运动学公式有v=at②当金属杆以速度v在磁场中运动时由法拉第电磁感应定律知产生的电动势为E=Blv③联立①②③式可得E=Blt(-mug)④()设金属杆在磁场区域中匀速运动时金属杆中的电流为I根据欧姆定律I=⑤式中R为电阻的阻值金属杆所受的安培力为F安=BlI⑥因金属杆做匀速运动有F-mumg-F安=⑦联立④⑤⑥⑦式得R=答案 ()Blt(-mug) ()变式训练如图(a)所示在光滑水平面上用恒力F拉质量为kg的单匝均匀正方形铜线框在位置以速度v=ms进入匀强磁场时开始计时t=此时线框中感应电动势为V在t=s时刻线框到达位置开始离开匀强磁场此过程中v-t图象如图(b)所示那么(  )图A线框右侧边两端MN间的电压为VB恒力F的大小为NC线框完全离开磁场的瞬间位置的速度大小为msD线框完全离开磁场的瞬间位置的速度大小为ms答案 B解析 t=时线框右侧边MN的两端电压为外电压总的感应电动势为:E=Blv外电压U外=E=V故A错误在~s内线框做匀加速运动没有感应电流线框不受安培力则有F=ma由速度mdash时间图象的斜率表示加速度求得a==ms=ms则得F=N故B正确由(b)图象看出在t=s时刻线框到达位置开始离开匀强磁场时与线框进入匀强磁场时速度相同则线框出磁场与进磁场运动情况完全相同则知线框完全离开磁场的瞬间位置速度与t=s时刻的速度相等即为ms故C、D错误如图所示两根光滑、足够长的平行金属导轨固定在水平面上滑动变阻器接入电路的电阻值为R(最大阻值足够大)导轨的宽度L=m空间有垂直于导轨平面的匀强磁场磁感应强度的大小B=T内阻r=Omega的金属杆在F=N的水平恒力作用下由静止开始运动经过一段时间后金属杆的速度达到最大速度vm不计导轨电阻则有(  )图AR越小vm越大B金属杆的最大速度大于或等于msC金属杆达到最大速度之前恒力F所做的功等于电路中消耗的电能D金属杆达到最大速度后金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率ve与恒力F成正比答案 BD解析 当导体棒达到最大速度时满足F=F安则F=BL解得vm=可知R越大vm越大选项A错误金属杆的最大速度vm===(+R)ms则金属杆的最大速度大于或等于ms选项B正确在金属杆达到最大速度之前恒力F所做的功等于电路中消耗的电能与导体棒动能增量之和选项C错误金属杆达到最大速度后导体棒中的电流I=则I=neSve则ve==故金属杆达到最大速度后金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率ve与恒力F成正比选项D正确考题四 电磁感应中的能量问题电磁感应中能量的三种求解方法()利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功()利用能量守恒定律求解:若只有电能与机械能参与转化则机械能的减少量等于产生的电能()利用电路的相关公式mdashmdash电功公式或电热公式求解:若通过电阻的电流是恒定的则可直接利用电功公式或焦耳定律求解焦耳热特别提醒:回路中某个元件的焦耳热和回路总焦耳热之间的关系不能混淆例 如图所示两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为theta=deg导轨电阻不计导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁场中两根电阻都为R=Omega、质量都为m=kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上与磁场上边界距离为x=m有界匀强磁场宽度为x=m先将金属棒ab由静止释放金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动此时立即由静止释放金属棒cd金属棒cd在出磁场前已做匀速运动两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度g=ms)求:图()金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I()金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q()两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q思维规范流程步骤:列动能定理方程ab匀速进入列平衡方程分步列式得部分分()ab进入磁场前mgxsintheta=mv-①得v=ms②mgsintheta=F安③F安=BIL④I=⑤E=BLv⑥得:I=A⑦步骤:cd在磁场外的位移ab在磁场内的位移由几何关系得设经时间tcd进入磁场xcd=x=t⑧xab=vt=x⑨两棒都在磁场中时速度相同无电流ab出磁场后cd上有电流xcdprime=x⑩q===C⑪步骤:ab匀速进入列能量守恒方程cd进出磁场速度相等列能量守恒方程Q=mgmiddotxmiddotsintheta⑫Q=mgmiddotxmiddotsintheta⑬Q=Q+Q=J⑭①③⑪⑫⑬⑭每式各分其余各式分变式训练如图所示正方形金属线框abcd位于竖直平面内其质量为m电阻为R在线框的下方有一匀强磁场MN和MprimeNprime是磁场的水平边界并与bc边平行磁场方向垂直于纸面向里现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落图乙是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象图中字母均为已知量重力加速度为g不计空气阻力下列说法正确的是(  )图A金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B金属线框的边长为v(t-t)C磁场的磁感应强度为D金属线框在~t的时间内所产生的热量为mgv(t-t)+m(v-v)答案 BD解析 金属线框刚进入磁场时磁通量增大根据楞次定律判断可知感应电流方向沿abcda方向故A错误由题图乙可知金属线框进入磁场过程中是做匀速直线运动速度为v运动时间为t-t故金属线框的边长:l=v(t-t)故B正确在金属线框进入磁场的过程中金属线框所受安培力等于重力则得:mg=BIlI=又l=v(t-t)联立解得:B=故C错误t到t时间内根据能量守恒定律产生的热量为:Q=mgl=mgv(t-t)t到t时间内根据能量守恒定律产生的热量为:Q=mgl+m(v-v)=mgv(t-t)+m(v-v)故Q=Q+Q=mgv(t-t)+m(v-v)故D正确(middot浙江middot)小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示两根平行金属导轨相距l=m倾角theta=deg导轨上端串接一个R=Omega的电阻在导轨间长d=m的区域内存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场磁感应强度B=T质量m=kg的金属棒CD水平置于导轨上用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=m一位健身者用恒力F=N拉动GH杆CD棒由静止开始运动上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直当CD棒到达磁场上边界时健身者松手触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=mssindeg=不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)求:图()CD棒进入磁场时速度v的大小()CD棒进入磁场时所受的安培力F安的大小()在拉升CD棒的过程中健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q答案 ()ms ()N ()J J解析 ()由牛顿第二定律得a==ms进入磁场时的速度v==ms()感应电动势E=Blv感应电流I=安培力F安=IBl代入得F安==N()健身者做功W=F(s+d)=J又F-mgsintheta-F安=CD棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间t=焦耳热Q=IRt=J专题规范练下列没有利用涡流的是(  )A金属探测器B变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯C用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D磁电式仪表的线圈用铝框做骨架答案 B解析 金属探测器中变化电流遇到金属物体在金属物体中产生涡流故A、D是利用涡流的变压器的铁芯用硅钢片叠压而成是为了减小涡流故B正确真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化在冶炼炉中产生涡流从而产生大量的热量故C是利用涡流的(多选)(middot江苏middot)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示磁体附近的金属弦被磁化因此弦振动时在线圈中产生感应电流电流经电路放大后传送到音箱发出声音下列说法正确的有(  )图A选用铜质弦电吉他仍能正常工作B取走磁体电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D弦振动过程中线圈中的电流方向不断变化答案 BCD解析 铜质弦为非磁性材料不能被磁化选用铜质弦电吉他不能正常工作A项错误若取走磁体金属弦不能被磁化其振动时不能在线圈中产生感应电动势电吉他不能正常工作B项对由E=n可知C项正确弦振动过程中穿过线圈的磁通量大小不断变化由楞次定律可知线圈中感应电流方向不断变化D项正确如图所示三个相同的灯泡a、b、c和电阻不计的线圈L与内阻不计的电源连接下列判断正确的是(  )图AK闭合的瞬间b、c两灯亮度不同BK闭合足够长时间以后b、c两灯亮度相同CK断开的瞬间a、c两灯立即熄灭DK断开之后b灯突然闪亮以后再逐渐变暗答案 D解析 K闭合的瞬间三个灯同时发光由于线圈自感电动势的阻碍开始时通过L的电流很小b、c两灯的电流相同一样亮由于a灯的电压等于b、c电压之和所以a灯最亮K闭合足够长时间以后b灯被线圈短路故b灯熄灭故b、c两灯亮度不相同故A、B错误K断开的瞬间线圈中电流将要减小产生自感电动势相当于电源有电流流过a、c两灯由于两灯串联所以a、c两灯逐渐变暗且亮度相同故C错误因K断开之后b灯中有电流通过故使得b灯突然闪亮以后再逐渐变暗选项D正确(多选)(middot上海middot)如图(a)螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框abcd相连导线框内有一小金属圆环L圆环与导线框在同一平面内当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时(  )图A在t~t时间内L有收缩趋势B在t~t时间内L有扩张趋势C在t~t时间内L内有逆时针方向的感应电流D在t~t时间内L内有顺时针方向的感应电流答案 AD解析 据题意在t~t时间内外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加则在导线框中产生顺时针方向大小增加的电流该电流激发出增加的磁场该磁场通过圆环在圆环内产生感应电流据结论ldquo增缩减扩rdquo可以判定圆环有收缩趋势故选项A正确在t~t时间内外加磁场均匀变化在导线框中产生稳定电流该电流激发出稳定磁场该磁场通过圆环时圆环中没有感应电流故选项B、C错误在t~t时间内外加磁场向下减小且斜率也减小在导线框中产生顺时针方向减小的电流该电流激发出向内减小的磁场故圆环内产生顺时针方向的感应电流选项D正确(middot北京middot)如图所示匀强磁场中有两个导体圆环a、b磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两圆环半径之比为∶圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是(  )图AEa∶Eb=∶感应电流均沿逆时针方向BEa∶Eb=∶感应电流均沿顺时针方向CEa∶Eb=∶感应电流均沿逆时针方向DEa∶Eb=∶感应电流均沿顺时针方向答案 B解析 由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为E==pirmiddot则==由楞次定律可知感应电流的方向均沿顺时针方向B项对如图所示边长为L的金属框abcd放置在匀强磁场中磁感应强度大小为B方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度omega逆时针转动时a、b、c、d四点的电势分别为phia、phib、phic、phid下列判断正确的是(  )图A金属框中无电流phia=phidB金属框中电流方向沿a-d-c-b-aphia<phidC金属框中无电流Ubc=-BLomegaD金属框中无电流Ubc=-BLomega答案 C解析 因穿过线圈的磁通量始终为零故线圈中无电流根据右手定则可知d端电势高于a端c端电势高于d端Ubc=-BL=-BLomega故选项A、B、D错误C正确故选C如图甲所示正三角形导线框abc固定在磁场中磁场方向与线圈平面垂直磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示t=时刻磁场方向垂直纸面向里在~s时间内线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系(规定水平向左为力的正方向)可能是下列选项中的(  )图答案 A解析 ~s感应电动势为:E=S=SB为定值感应电流:I==为定值安培力F=BILpropB由于B逐渐减小到零故安培力逐渐减小到零根据楞次定律可知线圈ab边所受的安培力向左为正同理:~s感应电动势为:E=S=SB为定值感应电流:I==为定值安培力F=BILpropB由于B逐渐增大故安培力逐渐增大根据楞次定律可知线圈ab边所受的安培力向右为负~s内感应电动势为:E=S=SB为定值感应电流:I==为定值安培力F=BILpropB由于B逐渐减小到零故安培力逐渐减小到零由于B逐渐减小到零故通过线圈的磁通量减小根据楞次定律感应电流要阻碍磁通量减小有扩张趋势故安培力向外即ab边所受安培力向左为正故A正确B、C、D错误(多选)如图甲所示一光滑的平行金属导轨ABCD竖直放置AB、CD相距L在A、C之间接一个阻值为R的电阻在两导轨间的abcd矩形区域内有垂直导轨平面向外、高度为h的有界匀强磁场磁感应强度为B一质量为m、电阻为r、长度也为L的导体棒放在磁场下边界ab上(与ab边重合)现用一个竖直向上的力F拉导体棒使它由静止开始向上运动导体棒刚要离开磁场时恰好做匀速直线运动导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触导轨电阻不计F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示下列说法正确的是(  )图A导体棒离开磁场时速度大小为B离开磁场时导体棒两端电压为C导体棒经过磁场的过程中通过电阻R的电荷量为D导体棒经过磁场的过程中电阻R产生焦耳热为-答案 BD解析 导体棒刚要离开磁场时做匀速直线运动则mg=mg+BL可求得:v=A错由mg=mg+BL知U=B对导体棒经过磁场的过程中通过电阻R的电荷量q==C错导体棒经过磁场的过程中设产生的总热量为Q总由能量守恒定律得:mgh+mgmiddoth-mgmiddoth=mv+Q总知QR=Q总=-D对(middot全国丙卷middot)如图两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内其左端接一阻值为R的电阻一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt式中k为常量在金属棒右侧还有一匀强磁场区域区域左边界MN(虚线)与导轨垂直磁场的磁感应强度大小为B方向也垂直于纸面向里某时刻金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动在t时刻恰好以速度v越过MN此后向右做匀速运动金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好它们的电阻均忽略不计求:图()在t=到t=t时间间隔内流过电阻的电荷量的绝对值()在时刻t(tt)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小答案 ()()Blv(t-t)+kSt (Blv+kS)解析 ()在金属棒未越过MN之前穿过回路的磁通量的变化量为DeltaPhi=DeltaBS=kDeltatS①由法拉第电磁感应定律有E=②由欧姆定律得I=③由电流的定义得I=④联立①②③④式得|Deltaq|=Deltat⑤由⑤式得在t=到t=t的时间间隔内即Deltat=t流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|=⑥()当tt时金属棒已越过MN由于金属棒在MN右侧做匀速运动有F=F安⑦式中F是外加水平恒力F安是金属棒受到的安培力设此时回路中的电流为IF安=BlI⑧此时金属棒与MN之间的距离为s=v(t-t)⑨匀强磁场穿过回路的磁通量为Phiprime=Bls⑩回路的总磁通量为Phit=Phi+Phiprime⑪其中Phi=BS=ktS⑫由⑨⑩⑪⑫式得在时刻t(tt)穿过回路的总磁通量为Phit=Blv(t-t)+kSt⑬在t到t+Deltat的时间间隔内总磁通量的改变量DeltaPhit为DeltaPhit=(Blv+kS)Deltat⑭由法拉第电磁感应定律得回路感应电动势的大小为Et=⑮由欧姆定律得I=⑯联立⑦⑧⑭⑮⑯式得F=(Blv+kS)如图所示宽L=m、足够长的金属导轨MN和MprimeNprime放在倾角为theta=deg的斜面上在N与Nprime之间连接一个R=Omega的定值电阻在AAprime处放置一根与导轨垂直、质量m=kg、电阻r=Omega的金属杆杆和导轨间的动摩擦因数mu=导轨电阻不计导轨处于磁感应强度B=T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中用轻绳通过定滑轮将电动小车与杆的中点相连滑轮与杆之间的连线平行于斜面开始时小车位于滑轮正下方水平面上的P处(小车可视为质点)滑轮离小车的高度H=m启动电动小车使之沿PS方向以v=ms的速度匀速前进当杆滑到OOprime位置时的加速度a=msAAprime与OOprime之间的距离d=m求:图()该过程中通过电阻R的电量q()杆通过OOprime时的速度大小()杆在OOprime时轻绳的拉力大小()上述过程中若拉力对杆所做的功为J求电阻R上的平均电功率答案 ()C ()ms ()N ()W解析 ()平均感应电动势=q=middotDeltat==代入数据可得:q=C()由几何关系:-H=d解得:sinalpha= alpha=deg杆的速度等于小车速度沿绳方向的分量:v=vcosalpha=ms()杆受的摩擦力Ff=mumgcostheta=N杆受的安培力F安=BIL=代入数据可得F安=N根据牛顿第二定律:FT-mgsintheta-Ff-F安=ma解得:FT=N()根据动能定理:W+W安-mgdsintheta-Ffd=mv解得W安=-J电路产生的总电热Q总=J那么R上的电热QR=J此过程所用的时间t==sR上的平均电功率==W=W

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