[创新设计]（浙江专用）高考物理二轮复习 专题提升训练 第9讲 电磁感应规律的综合应用

第9讲 电磁感应规律的综合应用

一、单项选择题

1．如图4－9－19所示，虚线MN表示正方形金属框的一条对称轴，A、B、C是三个磁感线均匀分布的有界磁场区，区内磁感应强度随时间变化的规律都满足B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框在A区中的感应电流为I0，在B区和C区内感应电流分别为IB、IC，以下判断中正确的是

( )．

图4－9－19

A．IB＝2I0，IC＝2I0 C．IB＝0，IC＝0

2

B．IB＝2I0，IC＝0 D．IB＝I0，IC＝0

L22

解析 A、B、C的磁通量分别为ΦA＝B，ΦB＝BL和ΦC＝0，由法拉第电磁感应定律得，L2EEA＝k，EB＝kL2和EC＝0.回路的电阻一定，由I＝，可知IB＝2I0，IC＝0，则选项B正

2R确． 答案 B

2．(2013·北京卷，17)如图4－9－20，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为

( )．

图4－9－20

A．c→a,2∶1

B．a→c,2∶1

C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2

解析 用右手定则判断出两次金属棒MN中的电流方向为N→M，所以电阻R中的电流方

E1Blv1

向a→c.由电动势公式E＝Blv可知：＝＝，故选项C正确．

E22Blv2

答案 C

3．如图4－9－21所示，边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U，线框及小灯泡的总质量为m，在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l，磁感应强度方向与线框平面垂直，其上、下边界与线框底边均水平．线框从图示位置开始静止下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光．则下列说法错误的是

( )．

图4－9－21

A．有界磁场宽度l

mgU nPLPmgC．线框匀速穿越磁场，速度恒为

D．线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为2mgL

解析 因线圈穿越磁场过程中小灯泡正常发光，故线圈匀速穿越磁场，且线框长度L和磁场宽度l相同，A错；匀速穿越，故重力和安培力相等，mg＝nBIL＝nBL，得B＝

PUmgU，nPLB对；匀速穿越，重力做功的功率等于电功率，即mgv＝P，得v＝，C对；线框穿越磁场时，通过的位移为2L，且重力做功完全转化为焦耳热，故Q＝2mgL，D对． 答案 A

4．(2013·新课标全国Ⅱ，16)如图4－9－22，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动，t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是

Pmg( )．

图4－9－22

解析 导线框进入磁场的过程中，线框受到向左的安培力作用，根据E＝BLv、I＝、FERB2L2v＝BIL得F＝，随着v的减小，安培力F减小，导线框做加速度逐渐减小的减速运

R动．整个导线框在磁场中运动时，无感应电流，导线框做匀速运动，导线框离开磁场的

B2L2v过程中，根据F＝，导线框做加速度减小的减速运动，所以选项D正确．

R答案 D

5．如图4－9－23所示，间距l＝0.4 m的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ＝30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，方向垂直于斜面．甲、乙两金属杆电阻R相同、质量均为m＝0.02 kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界

ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上

施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a＝5 m/s的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g＝10 m/s，则

2

2

( )．

图4－9－23

A．每根金属杆的电阻R＝0.016 Ω B．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4 s

C．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐减小 D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1 W

解析 由牛顿第二定律可得乙金属杆的加速度a2＝gsin 30°＝5 m/s，与甲在磁场中的

2

B2l2vm加速度相同，当乙刚进入磁场时，甲恰离开磁场，由平衡条件知，mgsin 30°＝，

2R而vm＝2a2l＝2 m/s，解得R＝0.064 Ω，甲在磁场中运动的时间t＝＝0.4 s，则选

vmaB2l2v项A错误，B正确；甲在磁场中，由牛顿第二定律得，F＋mgsin 30°－＝ma，则F2RB2l2vB2l2v2＝，F的功率P＝Fv＝随v的增大而增大，选项C错误；乙在磁场中做匀速运2R2RB2l2v2m动，安培力的功率P′＝＝0.2 W，则选项D错误．

2R答案 B 二、多项选择题

6．如图4－9－24所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是

图4－9－24

A．作用在金属棒上各力的合力做功为零