2020版高考物理冲刺大二轮练习：专题四 电路与电磁感应 专题跟踪训练12（含解析）

专题跟踪训练(十二)

一、选择题

1．(2018·全国卷Ⅲ)(多选)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势( )

T

A．在t＝时为零

4T

B．在t＝时改变方向

2

T

C．在t＝时最大，且沿顺时针方向

2D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向

[解析] 因通电导线的磁感应强度大小正比于电流的大小，故导线框R中磁感应强度与时间的变化关系类似于题图(b)，感应电动势正比于磁感应强度的变化率，即题图(b)中的切线斜率，斜率的正负反映电动势的方向，斜率的绝对值反映电动势的大小．由题图(b)可知，电流为零时，电动势最大，电流最大时电动势为零，A正确，BT3T

错误．再由楞次定律可判断在一个周期内，～内电动势的方向沿

44T

顺时针，时刻最大，C正确，其余时间段电动势沿逆时针方向，D

2错误．

[答案] AC

2．(2018·昆明市高三摸底)(多选)如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示，MN始终保持静止．规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向，下列图象中正确的是( )

[解析] 在0～t1时间内，磁感应强度B竖直向上且大小不变，则闭合回路中的磁通量Φ不变，没有发生电磁感应现象，闭合回路中无感应电流，导体棒MN不受安培力的作用，考虑到导体棒MN始终处于静止状态，知此时间段内导体棒MN不受摩擦力，选项C错误；在t1～t2时间内，磁感应强度B竖直向上且均匀减小，则闭合回路中的磁通量Φ均匀减少，发生电磁感应现象，闭合回路中有感应电流，由楞次定律判断知，感应电流为逆时针方向，即由M流向N，电流为正方向感应电流，导体棒MN受安培力的作用，由左手定则判断知，安培力方向水平向右，为正方向，考虑到导体棒MN始终处于静止状态，知此时间段内导体棒MN受摩擦力，大小与安培

力大小相等，方向与安培力方向相反，即水平向左，也为正方向，由ΔΦΔB

法拉第电磁感应定律E＝nΔt＝nΔtS＝nkS(定值)，其中k为B－tEnkS

图象的斜率的绝对值，为定值，根据欧姆定律I＝R＝R(定值)，安nkS

培力大小F＝BIL＝[B0－k(t－t1)]RL(随时间均匀减小)，摩擦力大nkS

小f＝F＝[B0－k(t－t1)]RL(随时间均匀减小)；在t2～t3时间内，磁感应强度B竖直向下且均匀增大，则闭合回路中的磁通量Φ均匀增加，发生电磁感应现象，闭合回路中有感应电流，由楞次定律判断知，感应电流为逆时针方向，即由M流向N，为正方向感应电流，选项A错误；t2～t3时间内，导体棒MN受安培力的作用，由左手定则判断知，安培力方向水平向左，为负方向，考虑到导体棒MN始终处于静止状态知，此时间段内导体棒MN受摩擦力，大小与安培力大小相等，方向与安培力方向相反，即水平向右，也为负方向，由法拉ΔΦΔB

第电磁感应定律E＝nΔt＝nΔtS＝nkS(定值)，其中k为B－t图象的EnkS

斜率的绝对值，为定值，根据欧姆定律I＝R＝R(定值)，选项B正nkS

确；t2～t3时间内安培力大小F＝BIL＝k(t－t2)RL(随时间均匀增nkS

大)，摩擦力大小f＝F＝k(t－t2)RL(随时间均匀增大)，选项D正确．

[答案] BD

3．(2018·武汉市武昌区高三调研) (多选)如图1和图2所示，匀强磁场的磁感应强度大小均为B，垂直于磁场方向均有一足够长的、间距均为l的光滑竖直金属导轨，图1和图2的导轨上端分别接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器(不会被击穿)，水平放置的、质量

分布均匀的金属棒的质量均为m，现使金属棒沿导轨由静止开始下滑，金属棒和导轨始终接触良好且它们的电阻均可忽略．以下关于金属棒运动情况的说法正确的是(已知重力加速度为g)( )

A．图1中的金属棒先做匀加速直线运动，达到最大速度vm＝mgR

后，保持这个速度做匀速直线运动 B2l2

B．图1中的金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大mgR

速度vm＝22后，保持这个速度做匀速直线运动

Bl

C．图2中电容器相当于断路，金属棒做加速度大小为g的匀加速直线运动

D．图2中金属棒做匀加速直线运动，且加速度大小为a＝mg

m＋CB2l2

[解析] 题图1中金属棒下落的过程中，受重力和向上的安培力，B2l2v

由牛顿第二定律可知mg－R＝ma，当金属棒下落的速度逐渐增大B2l2vmgR时，金属棒的加速度逐渐减小，当a＝0时mg＝R，则vm＝22，Bl此后金属棒保持该速度做匀速直线运动，A错误，B正确；题图2中当金属棒下落的过程中，速度逐渐增大，金属棒产生的感应电动势逐渐增大，导体棒对电容器充电，由右手定则知回路中产生逆时针方向