【精品】高三物理一轮复习试题：第九章 电磁感应31(含答案)

电磁感应定律的综合应用

1．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，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下图中的(安培力取向上为正方向) ( )

答案：C ．解析：由E＝n

ΔΦSΔB

＝n，推知电流恒定，A项错误；因ΔtΔt

为规定了导线框中感应电流逆时针方向为正，感应电流在0～2 s内为顺时针方向，所以B项错误；由F＝BIL得：F与B成正比，C项正确、D项错误．

2．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa：Wb为( )

A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定

答案：A

解析：根据能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产（BLv）2L

生的电能又全部转化为焦耳热，则Wa＝Qa＝·，Wb＝

Rav（B·2Lv）22L

Qb＝·，由电阻定律知Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4，

RbvA项正确．

3．(多选)如图甲所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止，则0～t2时间内，PQ受到的安培力F和摩擦力Ff随时间变化的图象可能正确的是(取平行斜面向上为正方向)导学号36280344( )

答案：ACD

解析：在0～t2内，磁场随时间均匀变化，故回路中产生的感应电流大小方向均恒定，所以PQ受到的安培力F＝BIL∝B，方向先沿斜面向上，t1时刻之后方向变为沿斜面向下，故A项正确、B项错；静摩擦力Ff＝mgsin θ－BIL，若t＝0时刻，mgsin θ>BIL，则Ff沿斜面向上，若t＝0时刻，mgsin θ

4．如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒

PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当棒到达位置c时速度刚好为零．设导轨与棒的电阻均不计，ab＝bc，则金属棒在由a到b和由b到c的两过程中( )

A．棒运动的加速度始终相等 B．通过电阻R的电荷量之比为1∶1 C．通过电阻R的平均电流之比为1∶1 D．时间之比为(2－1)∶1 答案：B

解析：由a到b和由b到c，棒一直在减速，回路中的电流一直在减小，棒所受安培阻力减小，故其加速度在减小，A项错误；由感应电荷量q＝

ΔΦ

R

知，两个阶段ΔΦ相等，q应相同，B项正

确；这两个过程的时间不相等，所以磁通量的变化率

ΔΦ

不相同，Δt

平均感应电流不相等，故C项错；如果是匀变速直线运动，时间之比才为(2－1)∶1，D项错．

5.

(2015·福建卷)如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中．一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )

A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大

D．线框消耗的电功率先减小后增大

答案：C

解析：导体棒产生的电动势为E＝BLv，其等效电路如图所示，

R1（3R－R1）R1R2

总电阻为R总＝R＋＝R＋，在PQ从靠近

3RR1＋R2

ad处向bc滑动的过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，所以A项错误；PQ两端电压为路端电压U＝E－IR，即先增大后减小，所以B项错误；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安＝IE，先减小后增大，所以C项正确；根据功率曲线可知当R1R2

外电阻＝R时输出功率最大，而外电阻先由小于R开始增加

R1＋R23

到R，再减小到小于R的某值，所以线框消耗的功率先增大后减2小，又再增大再减小，所以D项错误．

6．(多选)一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，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 ( )

A．ab受到的拉力大小为2 N B．ab向上运动的速度为2 m/s

C．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 J