高考物理一轮基础复习精选试题：电磁感应定律的综合应用 Word版含解析

电磁感应定律的综合应用

一、选择题(每小题5分，共40分)

1.如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时( )

A．电容器两端的电压为零 B．电阻两端的电压为BLv C．电容器所带电荷量为CBLv

B2L2v

D．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为

R

解析 C 当导线MN匀速向右运动时，导线MN产

生的感应电动势恒定，稳定后，对电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两板间的电压为U＝E＝BLv，所带电荷量Q＝CU＝CBLv，C正确；因匀速运动后MN所受合力为0，且此时无电流，故不受安培力即无需拉力便可做匀速运动，D错．

2.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在边长为L的正方形刚性金属框，ab边的质量为m，电阻为R，其他电阻均不计．cd边上装有固定的水平轴，将金属框自水平位置由静转到竖直位置时，ab边的速度为v，不计一切摩擦，重力加速度为程中，下列说法正确的是( )

A．通过ab边的电流方向为a→b B．ab边经过最低点时的速度v＝2gL C．a、b两点间的电压逐渐变大

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磁场中有一个三边的质量和止释放，第一次g，则在这个过

1

D．金属框中产生的焦耳热为mgL－mv2

2

解析 D 本题考查电磁感应．ab边向下摆动过程中，

磁通量逐渐减小，根据楞次定律及右手定则可知感应电流方向为b→a，选项A错误；ab边由水平位置到达最低点过程中，机械能不守恒，所以选项B错误；金属框摆动过程中，ab边同时受安培力作用，故当重力与安培力沿其摆动方向分力的合力为零时，a、b两点间电压最大，选项C错误；根据能量转化和守恒定律可知，金属框中产生的焦耳热应等于此过程中机械能的损失，故选项D正确．

3.如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强发出的焦耳热为( )

A．2mgL 3

C．2mgL＋mgH

4

B．2mgL＋mgH 1

D．2mgL＋mgH

4

自由下落，其出磁场时，速磁场过程中

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解析 C 设刚进入磁场时的速度为v1，刚穿出磁场

v1

时的速度v2＝. 2

12121

线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意mv1＝mgH，mv1＋mg·2L＝mv2＋Q.

22223

联立各式得Q＝2mgL＋mgH.C选项正确．

4

4.矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5 Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若匀强磁场的磁感应强度化规律如图所示，则( )

A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化 B．线圈回路中产生的感应电流为0.2 A

C．当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N D．在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J

B随时间t的变

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ΔΦΔB

解析 D 由E＝n＝nS可知，由于线圈中磁感

ΔtΔt

2

ΔB?20－5?×10－ΔΦ

应强度的变化率＝ T/s＝0.5 T/s为常数，则回路中感应电动势为E＝n＝2 V，且恒定不

Δt0.3Δt

E

变，故选项A错误；回路中感应电流的大小为I＝＝0.4 A，选项B错误；当t＝0.3 s时，磁感应强度B＝

R0.2 T，则安培力为F＝nBIl＝200×0.2×0.4×0.2 N＝3.2 N，故选项C错误；1 min内线圈回路产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝0.42×5×60 J＝48 J，选项D正确．

5．如图所示，半径为R的导线环对心、匀速穿过半径也为R域，关于导线环中的感应电流随时间的变化关系，下列图象中(以逆流为正)最符合实际的是( )

的匀强磁场区时针方向的电

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