2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十三 电磁感应定律及其应用 A卷

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题十三 电磁感应定律及其应用 A卷

1.如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘圆板中部安装一个线圈，并接有电源，圆板的周围固定有许多带负电的小球.整个装置悬挂起来，在闭合开关瞬间，整个圆板将（自上而下看）(   )

A.逆时针转动一下

B.静止不动

C.在电路稳定的情况下，断开开关瞬间圆板转动方向与开关闭合瞬间圆板转动方向相反

D.不管板上小球的电性如何，开关闭合瞬间，圆板转动方向都是一样的

2.如图所示，一个各短边边长均为L，长边边长为的均匀线框，匀速通过宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，线框沿纸面向右运动，开始时线框右侧短边恰好与磁场左边界重合，此过程中最右侧短边两端点两点间电势差随时间t变化关系图像正确的是(   )

A. B. 

C. D.

3.在在粗糙水平面上平放一根导体棒和一个金属圆环，如图甲所示（俯视图），给导体棒中通以如图乙所示的电流，导体棒和圆环始终保持静止状态，则在时间内，下列说法正确的是(   )

A.圆环中感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向

B.圆环中感应电流先增大后减小

C.导体棒受到的静摩擦力方向先向右后向左

D.圆环先有扩张趋势后有收缩趋势

4.如图所示，为水平固定的足够长的“”形金属导轨间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场磁感应强度大小为，导轨电阻不计，足够长的金属棒倾斜放置，与导轨成夹角，金属棒单位长度的电阻为保持金属棒以速度垂直于棒匀速运动（金属棒尚未脱离导轨）金属棒与导接触良好则通过金属棒中的电流为（   ）

A. B. C. D.

5.一边长为的正三角形金属框静置于光滑绝缘水平面上，宽度为的有界匀强磁场位于正三角形右侧，边界平行于，如图所示。现用外力沿的中垂线向右匀速拉动线框并穿过磁场区域。从顶点进入磁场开始计时，规定感应电流沿为正方向，则金属框经过磁场的过程中，感应电流随时间变化的图像是（   ）

A.  B.

C.  D.

6.如图所示，固定在水平面内的光滑平行金属导轨电阻不计，左端接有一直流电源和一定值电阻.两条通有大小相等、方向相同的恒定电流的长直绝缘导线垂直导轨水平放置.一导体棒垂直导轨放置且接触良好，由导轨上的M点静止释放，两点到左右两直导线的距离相等，导体棒中产生的感应电动势忽略不计.下列关于导体棒在两直导线之间运动及受力的说法正确的是(   )

A.导体棒在两点正中间时速度为零

B.导体棒沿金属导轨一直向右做匀加速直线运动

C.导体棒所受安培力先向右后向左，且先减小后增大

D.导体棒所受安培力一直向右，且先减小后增大

7.如图所示，和为水平放置的平行金属导轨，相距.间接有一个电动势为、内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为，棒的中点用垂直棒的细绳经光滑轻质定滑轮与物体相连，物体的质量.棒与导轨间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取），匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向下，为了使物体保持静止，则滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是(   )

A. B. C. D.

8.两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示.在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是(   )

A.两导线环内所产生的感应电动势相等

B.A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势

C.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:4

D.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:1

9.有一个匀强磁场边界是，在右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图甲所示.现有一个闭合的金属线框以恒定速度从右侧水平进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，则线框可能是(   )

A. B. C. D.

10.有一个铜盘，与支架之间的阻力非常小，因此轻轻拨动它，就能长时间地绕轴自由转动.如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示.下列说法正确的是(   )

A.铜盘能够在较短的时间内停止转动

B.铜盘在转动过程中穿过它的磁通量将不断减小

C.铜盘在转动过程中产生的感应电动势将不断减小

D.铜盘边缘的电势高于圆心的电势

11.将一根粗细均匀的导线折成如图所示的闭合线框，线框上连线的左侧是半径为r的半圆，右侧与连线形成等边三角形.将线框放在光滑水平面上，其右侧为磁感应强度为B、方向垂直水平面向下的匀强磁场（虚线为磁场边界），现用外力拉着线框以速度v匀速向右进入该磁场，且运动过程中连线与磁场边界始终平行，下列说法正确的是(   )

A.线框进入磁场的过程中产生的感应电动势不变

B.线框进入磁场的过程中产生的感应电动势先变大后变小

C.连线到达磁场边界时，两端的电压为

D.连线到达磁场边界时，两端的电压为

12.如图所示,等离子气流(由高温、高压、等电荷量的正、负离子组成)由左侧连续不断地以速度水平射入和两极板间的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度垂直于纸面向里,导线和之间的作用情况为:0~1 s内互相排斥,1~3 s内互相吸引,3~4 s内互相排斥.保持滑动变阻器滑片位置不变,规定向左为通电螺线管A内磁感应强度B的正方向,则通电螺线管A内磁感应强度B随时间t变化的图像可能是(   )

A.  B. 

C.  D.

13.如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率，k为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为的正方形方框.将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中.则下列说法正确的是(   )

A.方框中感应电流的方向为  

B.方框中感应电流为

C.磁场对方框作用力的大小随时间的变化率为 

D.方框中感应电流为

14.如图所示,半径为L的小圆与半径为的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场.现将一长度为的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端A与圆形导轨良好接触.在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动,其他部分电阻不计.下列说法正确的是(   )

A.导体棒O点的电势比A点的电势低

B.电阻r两端的电压为

C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为

D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为

答案以及解析

1.答案：C

解析：线圈接通电源瞬间产生磁场，由于磁场的变化产生电场，从而导致带负电小球受到电场力，使圆板转动，接通电源瞬间，由楞次定律可知，线圈产生逆时针方向的电场，带负电小球受到的电场力与电场方向相反，则带负电的小球受到顺时针方向的电场力；当开关闭合后，恒定的电流产生稳定的磁场，因此圆板上的小球不再受到电场力，即闭合开关瞬间，圆板顺时针转动一下，A、B错误.断开开关瞬间，由楞次定律可知，线圈产生顺时针方向的电场，则带负电小球受逆时针方向的电场力，与闭合瞬间圆板的转动方向相反，C正确.由以上分析可知，若小球带正电，开关闭合瞬间，圆板逆时针转动一下，D错误.

2.答案：D

解析：线框移动的位移在0~L过程中，边切割磁感线产生的感应电动势，a点电势高于b点，则；线框移动的位移在L~过程中产生的感应电动势，a点电势低于b点，则，线框移动的位移在~过程中，最左边切割磁感线产生的感应电动势，a点电势高于b点，则，故D正确，A、B、C错误.

3.答案：C

解析：根据安培定则和楞次定律可知，圆环中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A项错误；导体棒中电流先增大得越来越慢后减小得越来越快，圆环中磁通量先变大后越来越慢后变小得越来越快，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流先减小后増大，B项错误；导体棒中电流先増大后减小，圆环中磁通量先増大后减小，根据楞次定律可知，圆环和导体棒之间先排斥后吸收，则导体棒受到的静摩擦力先向右后向左，圆环先有收缩趋势后有扩张趋势，C项正确，D项错误。

4.答案：A

解析：导体切割磁感线运动产生的感应电动势为E=Blv，导体的电阻为R=rl，电路中感应电流的大小为，A正确、BCD错误。

5.答案：D

解析：AB.线圈进入磁场的过程中，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相反，再根据右手螺旋定则可知，电流方向为正，而离开磁场时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，电流为负方向，故AB错误；CD.线圈在磁场中运动的过程中，根据E=BLv，当切割磁感线的导线有效长度不变时，感应电流不变，但不为零，故C错误,D正确。故选：D。

6.答案：C

解析：根据安培定则可知，左边直导线电流在两导线之间的区域内产生的磁场方向垂直导轨平面向下，右边直导线电流在两导线之间的区域内产生的磁场方向垂直导轨平面向上，根据直线电流产生磁场的性质可知，离直线电流越远，磁场的磁感应强度越小，根据磁场叠加可知合磁感应强度从M点到N点先向下逐渐减小，到正中间为零，后向上逐渐增大.根据左手定则可知，导体棒从M点到N点受到的安培力先向右且逐渐减小，到正中间为零，后向左且逐渐增大，则C正确，D错误.导体棒在安培力作用下一定是先加速，到正中间速度最大，后速度减为零，A、B错误.

7.答案：A

解析：对棒受力分析可知，其受绳的拉力和安培力.若摩擦力向左，满足，代入数据解得；若摩擦力向右，满足，代入数据解得，所以R的取值范围为，故选A.

8.答案：A

解析：某一时刻穿过两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区城的磁通量，设磁场区域的面积为S，则，由，对两导线环，有，所以A正确，B错误；（为导线的横截面积），，所以，C、D错误.

9.答案：A

解析：由题图乙可知，电流先是均匀增加，后均匀减小，又，所以金属线框切割磁感线的有效长度应先是均匀增加，后均匀减小，A项符合；B项线框中间部分进入磁场后金属线框切割磁感线的有效长度不变；C项金属线框切割磁感线的有效长度不变；D项金属线框切割磁感线的有效长度不是均匀地增加和减小.故A正确，B、C、D错误.

10.答案：ACD

解析：当铜盘转动时，切割磁感线，产生感应电动势，由于电路闭合，则出现感应电流，铜盘处于磁场中受到安培力作用，此力阻碍铜盘转动，铜盘能够在较短的时间内停止转动，故A正确；铜盘在转动过程中，穿过它的磁通量不变，选项B错误；铜盘在转动过程中，由于转动速度减小，则产生的感应电动势将不断减小，选项C正确；由右手定则可知，铜盘边缘的电势高于圆心的电势，选项D正确.

11.答案：BC

解析：线框进入磁场的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，产生的感应电动势先增大后减小，选项A错误，B正确；连线到达磁场边界时，产生的感应电动势，线框导线总长度为，两端电压为，选项C正确，D错误.

12.答案：CD

解析：由左手定则可知,等离子气流由左侧射入两极板间,正离子向上偏转,负离子向下偏转,上极板带正电,下极板带负电,且导线中能形成稳定的电流,电流方向为由a到b,由题可知,0~1 s内中电流方向为由d到c,1~3 s内中电流方向为由c到d,3~4 s内中电流方向为由d到c,根据楞次定律判断可知C、D正确,A、B错误.

13.答案：ABC

解析：因为k为负的常量，根据楞次定律可知，方框中感应电流的方向为，A正确；根据法拉第电磁感应定律可知，方框中产生的感应电动势，在方框内产生的感应电流，方框所受磁场力的大小为，其随时间的变化率为，解得，B、C正确，D错误.

14.答案：AC

解析：由右手定则可知,外电路中感应电流由A流向O,则O点电势比A点电势低,故A正确;感应电动势,电阻两端电压,故B错误;电路中电流为,周期为,在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为,故C正确；在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为，故D错误.