统考版高考物理复习热点专项练十电磁感应第86练(STSE问题)利用电磁感应规律解决实际问题含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练十电磁感应第86练(STSE问题)利用电磁感应规律解决实际问题含答案，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示．无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )
2．(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．下列说法正确的有( )
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
3.
(多选)[2022·广东广州市调研]如图所示为游乐场中过山车的“磁力刹车装置”．在过山车两侧安装铜片，停车区的轨道两侧安装强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与强力磁铁的相互作用使过山车能很快地停下，下列说法中正确的是( )
A．过山车进入停车区时其动能转化成电能
B．过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流
C．把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果
D．过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速
4．[2021·北京卷，11]某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止．按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止，下列说法正确的是( )
A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
二、非选择题
5．[2022·天津滨海七校联考]随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的原理是飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止．为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型．在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计．轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻．一个长为L、质量为m、阻值为r的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好．飞机着舰时质量为M的飞机迅速钩住导体棒ab，钩住之后关闭动力系统并立即与导体棒ab获得共同的速度v，忽略摩擦阻力等次要因素，飞机和导体棒ab组成的系统仅在安培力作用下很快停下来．求：
(1)飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；
(2)从飞机与导体棒ab共速到它们停下来的整个过程中R上产生的焦耳热QR；
(3)从飞机与导体棒ab共速到它们停下来的整个过程中运动的距离x.
第86练 （STSE问题）利用电磁感应规律解决实际问题
1．答案：A
解析：感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化．在A图中，系统震动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的震动；在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选项A正确，B、C、D错误．
2．答案：BCD
解析：铜质弦无法被磁化，不能产生磁场引起线圈中磁通量的变化从而产生感应电流，所以铜质弦不能使电吉他正常工作，故A项错误；取走磁体，金属弦无法被磁化，线圈中不会产生感应电流，B项正确；由E＝n eq \f(ΔΦ,Δt) 知，C项正确；金属弦来回振动，线圈中磁通量不断增加或减小，电流方向不断变化，D项正确．
3．答案：ABD
解析：本题考查对磁力刹车原理的理解．磁力刹车制动器是由一个或两个磁力很强的磁铁长条组成，当金属片（通常是铜或铜铝合金）切割磁感线时，会在金属内部产生涡流，这将生成一个磁场来反抗运动．由此产生的制动力是与速度成正比的．金属片在磁场中移动，同时产生电能．C选项中玻璃片不是金属，达不到同样的刹车效果，故C错误，A、B、D均正确．
4．答案：D
解析：未接导线时，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，但不构成闭合回路，故不产生感应电流，不受安培力作用，AB错误；接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，在闭合回路中产生感应电流，受到安培力的作用，是电磁阻尼的表现，C错误，D正确．
5．答案：（1） eq \f(B2L2v,（R＋r）（M＋m）) （2） eq \f(R（M＋m）v2,2（R＋r）) （3） eq \f(（M＋m）（R＋r）v,B2L2)
解析：本题考查电磁感应中的能量和动量问题．
（1）飞机与导体棒速度最大时，受到的安培力最大，加速度最大，则由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势
E＝BLv，
感应电流I＝ eq \f(E,R＋r) ，安培力F安＝BIL＝（M＋m）a，
解得a＝ eq \f(B2L2v,（R＋r）（M＋m）) .
（2）由能量守恒定律可得 eq \f(1,2) （M＋m）v2＝Q，
又QR＝ eq \f(R,R＋r) Q，解得QR＝ eq \f(R（M＋m）v2,2（R＋r）) .
（3）由动量定理可得－B eq \(I,\s\up6(－)) L·Δt＝－BLq＝0－（M＋m）v，
解得q＝ eq \f(（M＋m）v,BL) ，
又q＝ eq \(I,\s\up6(－)) ·Δt， eq \(I,\s\up6(－)) ＝ eq \f(\(E,\s\up6(－)),R＋r) ， eq \(E,\s\up6(－)) ＝ eq \f(ΔΦ,Δt) ，ΔФ＝BLx，
联立解得x＝ eq \f(（M＋m）（R＋r）v,B2L2) .