2020版高考物理一轮复习（练习·新人教版）第十章+专题探究九电磁感应的综合应用（二） 9页

专题探究九　电磁感应的综合应用(二) ‎ ‎1.(2019·陕西西安模拟)如图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环,不计空气阻力,以下判断正确的是(　B　)‎ A.释放圆环,环下落时产生感应电流 B.释放圆环,环下落时无感应电流 C.释放圆环,环下落时环的机械能不守恒 D.以上说法都不正确 解析:圆环竖直向下运动时,通过圆环的磁通量始终为零,不产生感应电流,故A,D错误,B正确;由于没有感应电流,没有安培力做功,只有重力做功,故环的机械能守恒,故C错误.‎ ‎2.(2019·江西景德镇模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则(　C　)‎ A.线圈恰好在完全离开磁场时停下 B.线圈在未完全离开磁场时已停下 C.线圈能通过场区不会停下 D.线圈在磁场中某个位置停下 解析:线圈进入或出磁场,安培力做负功,则出磁场时的速度小于进磁场时的速度,所受的安培力小于进磁场时所受的安培力,根据动能定理,出磁场时动能的变化量小于进磁场时动能的变化量,而完全进磁场时其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,由于出磁场后,动能不为零,所以线圈将继续运动,故C正确,A,B,D错误.‎ ‎3.(2018·四川南充二模)如图所示,虚线框a′b′c′d′内为一矩形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面,实线框abcd是一长方形导线框,ab=2bc,a′b′边与ab平行,若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功,则(　B　)‎ A.W1=W2 B.W2=2W1‎ C.W1=2W2 D.W2=4W1‎ 解析:设bc=L,ab=‎2L,回路总电阻为R,面积为S;根据外力所做的功等于克服安培力做的功可得W1=BI‎1L·‎2L=BI1S,其中I1=,所以W1=;同理可得W2=;得到W2=2W1.‎ 故选B.‎ ‎4.(2018·河南郑州第二次质量预测)(多选)如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙固定在水平面上,右端接一个阻值为R的定值电阻,平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止,已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)(　ACD　)‎ A.金属棒中的最大电流为 B.金属棒克服安培力做的功为mgh C.通过金属棒的电荷量为 D.金属棒产生的电热为mg(h-μd)‎ 解析:金属棒下滑过程中,根据动能定理得mgh=mv2,金属棒到达水平面时的速度为v=,金属棒到达水平面后做减速运动,刚到达水平面时的速度最大,最大感应电动势E=BLv,则最大感应电流为I== ,故A正确;金属棒在整个运动过程中,由动能定理得mgh-WB-μmgd=0-0,克服安培力做功WB=mgh-μmgd,故B错误;感应电荷量为q= Δt==,故C正确;克服安培力做功转化为电热,QR=Q=WB=mg(h-μd),故D正确.‎ ‎5.如图所示,一水平面内固定两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨上面横放着两根完全相同的铜棒ab和cd,构成矩形回路,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场B.开始时,棒cd静止,棒ab有一个向左的初速度v0,则关于两棒以后的运动,下列说法正确的是(　B　)‎ A.ab棒做匀减速直线运动,cd棒做匀加速直线运动 B.ab棒减小的动量等于cd棒增加的动量 C.ab棒减小的动能等于cd棒增加的动能 D.两棒一直运动,机械能不断转化为电能 解析:初始时ab棒向左运动受到向右的安培力,cd棒受到向左的安培力,所以ab棒减速,cd棒加速,设ab棒速度为v1,cd棒速度为v2,开始时v1>v2,随着运动两棒的相对速度Δv=v1-v2逐渐减小至0,两棒切割磁感线产生的感应电动势为E=BL·Δv,E也逐渐减小最终为0,感应电流逐渐减小到0,安培力逐渐减到0,所以ab棒做加速度逐渐减小的变减速直线运动,cd棒做加速度逐渐减小的变加速直线运动,故A错误;两棒组成的系统受安培力的合力为零,故系统的动量守恒,所以ab棒减小的动量等于cd棒增加的动量,故B正确;回路中有感应电流时,电流做功产生电热,所以根据能量守恒可知,ab棒减小的动能等于cd棒增加的动能与两棒产生电热之和,所以ab棒减小的动能大于cd棒增加的动能,故C错误;当v1>v2时,机械能转化为电能,之后两棒以共同的速度做匀速直线运动,机械能守恒,不再产生电能,故D错误.‎ ‎6.如图所示,一个总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框,竖直虚线之间有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于线框所在的平面向里.线框以速度v向右匀速通过磁场;ab边始终与磁场边界垂直,从b点到达边界开始到a点离开磁场为止,在这个过程中(　A　)‎ A.线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 B.ab段直导线始终不受安培力的作用 C.平均感应电动势为Bdv D.线框中产生的焦耳热为 解析:线框进入磁场时穿过线框的磁通量先向里增加,离开磁场时线框的磁通量向里减小,根据楞次定律可知,感应电流先逆时针方向后顺时针方向,故A正确;线框穿过磁场时回路中有感应电流,则ab段导线受到安培力作用,故B错误;根据题意知穿过磁场过程中产生的交变电流的最大电动势为Bdv,最小值为0,其平均值不等于最大值与最小值之和的,故C错误;因为线框是“半正弦波”形闭合线框,故在穿过磁场过程中感应电流为正弦式交变电流,该电流的最大值为Im==,则其有效值为I=Im=,在穿过磁场的时间t=时间内线框产生的焦耳热Q=I2Rt=()2·R·=,故D错误.‎ ‎7.(2018·湖北宜昌一模)(多选)如图所示,足够长的光滑金属导轨MN,PQ平行放置,且都倾斜着与水平面成夹角θ.在导轨的最上端M,P之间接有电阻R,不计其他电阻.导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨,当没有磁场时,ab上升的最大高度为H;若存在垂直导轨平面的匀强磁场时,ab上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直,且初速度都相等.关于上述情景,下列说法正确的是(　BD　)‎ A.两次上升的最大高度相比较为Hmgsin θ,根据牛顿第二定律,知加速度a大于gsin θ.到达最高点时加速度最小,其值为gsin θ,故D正确.‎ ‎8.(2019·江西校级模拟)如图所示,相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L