高考物理人教版易错题型强化练习卷 电磁感应 4页

电磁感应 1．如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H、P 固定在框上，H、P 的间距很小。 质量为 0.2 kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1 m 的正方形， 其有效电阻为 0.1 Ω。此时在整个空间加方向与水平面成 30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间 变化规律是 B=(0.4–0.2t) T，图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则： A．t=1 s 时，金属杆中感应电流方向从 C 至 D B．t=3 s 时，金属杆中感应电流方向从 D 至 C C．t=1 s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1 N D．t=3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力大小为 l.2 N 【答案】AC 2．如图甲所示，圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度的变化如图乙所示。在 t=0 时磁感应强 度的方向指向纸里,则在 0~ 和 ~ 的时间内，关于环中的感应电流 i 的大小和方向的说法，正确的是 A．i 大小相等，方向先是顺时针，后是逆时针 B．i 大小相等，方向先是逆时针，后是顺时针 C．i 大小不等，方向先是顺时针，后是逆时针 D．i 大小不等，方向先是逆时针，后是顺时针 【答案】A 3．如图所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平面，金属棒 ab 可沿导轨自由滑动，导 轨一端连接一个定值电阻 R，金属棒和导轨电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力 F 恒定， 经时间 t1 后速度为 v，加速度为 a1，最终以速度 2v 做匀速运动；若保持拉力的功率 P 恒定，棒由静止经时间 t2 后速度为 v，加速度为 a2，最终也以速度 2v 做匀速运动，则 A．t2=t1 B．t1>t2 C．a2=2a1 D．a2=5a1 【答案】B 4．如图甲所示，正方形金属线圈 abcd 位于竖直平面内，其质量为 m，电阻为 R。在线圈的下方有一匀强磁场，MN 和 M'N'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 A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿 abcda 方向 B．金属线框的边长为 v1(t2–t1)/2 C．磁场的磁感应强度为 D．金属线框在 0~t4 的时间内所产生的热量为 【答案】ACD 5．图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈。实验时，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然 闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即变亮，最终 A2 与 A3 的亮度相 同。下列说法正确的是 A．图 1 中，A1 与 L1 的电阻值相同 B．图 1 中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流 C．图 2 中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D．图 2 中，闭合 S2 瞬间，L2 中电流与变阻器 R 中电流相等 【答案】C 6．如图所示，两条相距 d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为 R 的电阻．质量为 m 的金属杆静 置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域 MNPQ 的磁感应强度大小为 B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度 v0 匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为 v。导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过 程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求： （1）MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小 l； （2）MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小 a； （3）PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率 P。 【答案】（1） （2） （3） 7．如图所示，两根固定的光滑的绝缘导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨的间距 L=0.5 m，导轨的倾斜部 分与水平面成θ=53°角。在导轨的倾斜部分方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为 B=1 T、边长为 L 的正方形 的匀强磁场区域 abcd，导轨的水平部分有 n 个相同的方向竖直向上，磁感应强度大小均为 B=1 T、边长为 L 的 正方形匀强磁场区域，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直，在导轨的水平部分中相邻两个磁场区域的间距也为 L。 现有一质量 m=0.5 kg，电阻 r=0.2 Ω，边长也为 L 的质量分布均匀的正方形金属线框 PQMN，从倾斜导轨上由静 止释放，释放时 MN 边离水平导轨的竖直高度 h=2.4 m，当金属线框的 MN 边刚滑进磁场 abed 时恰好做匀速直 线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分继续运动并最终停止（重力加速度 g=10 m/s2，sin 53°=0.8， 线框在运动过程中 MN 边始终与导轨垂直）。则： （1）金属线框刚释放时 MN 边与 ab 的距离 s 是多少？ （2）整个过程中金属线框内产生的焦耳热是多少？ （3）金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域？ 【答案】（1）0.64 m （2）13 J （3）金属线框能穿越导轨水平部分中 2 个完整的磁场区域 8．如图（甲）所示，光滑且足够长的平行金属导轨 MN、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间的距离 L=1 m，定值 电阻 R1=6 Ω，R2=3 Ω，导轨上放一质量为 m=1 kg 的金属杆，杆的电阻 r=2 Ω，导轨的电阻不计，整个装置处于 磁感应强度为 B=0.8 T 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下。现用一拉力 F 沿水平方向拉杆，使金属 杆以一定的初速度开始运动。图（乙）所示为通过 R1 中电流的平方 I12 随时间 t 的变化关系图象，求： （1）5 s 末金属杆的速度； （2）写出安培力的大小随时间变化的关系方程； （3）5 s 内拉力 F 所做的功。 【答案】（1）3 m/s （2） （3）7.65 J 9．如图 1 所示， 匝正方形线框用细线悬挂于天花板上且处于静止状态，线框平面在纸面内，线框的边长为 ， 总电阻为 ，线框的下半部分（总面积的一半）处于垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场的上、下边界之间的 距离为 （ ），磁场的磁感应强度按照图 2 变化， 时刻，悬线的拉力恰好为零，图中的 已知。 在 时刻剪断细线，线框刚要完全穿过磁场时，加速度为零，线框在穿过磁场的过程中始终在纸面里，且不 发生转动，重力加速度为 ，求 （1）线框的总质量 ？ （2） 时间内，通过某一匝线框截面的电荷量 ？ （3）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热 ？ 【答案】（1） （2） （3） 10．某同学利用电磁感应知识设计了一个测速仪。其简化模型如图所示，间距为 L 的两根水平固定放置的平行光滑 的金属导轨 MN、PQ，导轨的右端连接一个定值电阻，阻值为 R，导体棒 a 垂直导轨放置在导轨上，在 a 棒左 侧和导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B，在 a 棒右侧有一绝缘棒 b，b 棒与固定在墙上的轻弹簧 相连但不粘连，弹簧处于压缩状态且被锁定。现解除锁定，b 棒在弹簧的作用下向左移动，脱离弹簧后以速度 v0 与 a 棒发生碰撞粘在一起。已知 a、b 棒的质量分别为 m、M，碰撞前后，棒始终垂直导轨，a 棒在导轨间的 电阻为 r，导轨电阻和空气阻力均忽略不计。求： （1）弹簧的弹性势能和 a 棒中电流的方向； （2）从 a 棒开始运动到停止过程中，a 棒产生的焦耳热 Q； （3）若 a 棒向左滑行的距离为 x，通过定值电阻的电荷量 q； （4）在满足（3）的条件下，a 棒向左滑行距离 x 与 b 棒的速度 v0 的函数关系式。[来源:学.科.网] 【答案】（1）从上端流向下端 （2） （3） （4） 11．如图所示，两根相距 l=0.4 m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值 R=0.15 Ω的电阻相连。导轨 x>0一侧存在沿x 方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5 T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5 T。一根质量 m=0.1 kg、电阻 r=0.05 Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从 x=0 处以初速度 v0=2 m/s 沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求： （1）回路中的电流 I； （2）金属棒从 x=0 运动到 x=2 m 过程中，安培力做功大小 W 安； （3）金属棒从 x=0 运动到 x=2 m 过程中，外力做功大小 W。 【答案】（1）2 A （2）1.6 J （3）W=1.42 J 12．如图所示，M1NlPlQl 和 M2N2P2Q2 为在同一竖直面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 磁场方向竖直向下。导轨的 M1Nl 段与 M2N2 段相互平行，距离为 L；PlQl 段与 P2Q2 段也是平行的，距离为 L/2。 质量为 m 金属杆 a、b 垂直与导轨放置，一不可伸长的绝缘轻线一端系在金属杆 b，另一端绕过定滑轮与质量也 为 m 的重物 c 相连，绝缘轻线的水平部分与 PlQl 平行且足够长。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导 轨保持光滑接触，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为 R，重力加速度为 g。 （1）若保持 a 固定。释放 b，求 b 的最终速度的大小； （2）若同时释放 a、b，在释放 a、b 的同时对 a 施加一水平向左的恒力 F=2mg，当重物 c 下降高度为 h 时，a 达到最大速度，求： ①a 的最大速度； ②才释放 a、b 到 a 达到最大速度的过程中，两杆与导轨构成的回来中产生的电能。 【答案】（1） （2）（i） （ii）