2021届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，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.

2.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

3.如图所示，直角坐标系的二、四象限有垂直坐标系平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，在第三象限有垂直坐标系平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为.现将半径为L、阻值为R、圆心角为90°的扇形闭合导线框在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动.时刻线框在图示位置，设线框中电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中的电流随时间变化的图线，正确的是(   )

A. B. 

C.  D.

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.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

6.如图所示，质量、长的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下（匀强磁场范围足够大），电源电动势，内阻.额定功率为、额定电压为的电动机正常工作，，则下列说法正确的是(   )

A.回路中总电流为2 A  B.电动机的额定电流为4 A

C.流过导体棒的电流为4 A D.磁感应强度的大小为1.5 T

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.如图甲所示的闭合线圈置于垂直线圈平面的磁场中，若磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示（以竖直向上为磁感应强度的正方向），则下列选项能正确反映线圈中感应电流i随时间t变化的是（以顺时针方向为电流正方向）(   )

A.  B. 

C.  D.

9.两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

10.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.

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,水平传送带带动两金属杆匀速向右运动,传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接,导轨与水平面间的夹角为30°,两虚线之间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场宽度为L,两金属杆的长度和两导轨的间距均为d,两金属杆的质量均为m,两杆与导轨接触良好.金属杆a进入磁场后恰好做匀速直线运动,当金属杆a离开磁场时,金属杆b恰好进入磁场,则(   )

A.金属杆b进入磁场后做加速运动

B.金属杆b进入磁场后做匀速直线运动

C.两杆在穿过磁场的过程中,回路中产生的总热量为

D.两杆在穿过磁场的过程中,回路中产生的总热量为

答案以及解析

1.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.

2.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。

3.答案：B

解析：根据楞次定律，线框从第一象限进入第二象限时，电流方向是正方向，电流大小为，从第二象限进入第三象限时，电流方向是负方向，电流大小为，从第三象限进入第四象限时，电流方向是正方向，电流大小是，线框从第四象限进入第一象限时，电流方向是负方向，电流大小为，选项B正确，A、C、D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：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.

6.答案：D

解析：电动机正常工作时，有，代入数据解得电动机额定电流，通过电源的电流，选项A、B错误；流过导体棒的电流，选项C错误；导体棒静止在框架上，由共点力的平衡条件可知，安培力的大小等于重力沿框架所在平面向下的分力大小，即，联立安培力的公式，解得，选项D正确.

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：D

解析：在磁感应强度方向为负，且均匀增大时，一定，感应电动势，则E一定，感应电流大小一定.根据楞次定律分析得，感应电流方向为负.同理，在磁感应强度方向为正，且均匀增大时，感应电流大小一定，方向为正.选项D正确，A、B、C错误.

9.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.

10.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.

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：BD

解析：金属杆b进入磁场前不受安培力作用,与金属杆a进入磁场前运动情况相同,所以金属杆b进入磁场后一定做匀速直线运动,选项A错误,B正确.根据能量守恒定律,金属杆a在穿过磁场的过程中,回路中产生的总热量为,金属杆b在穿过磁场的过程中,回路中产生的总热量为,所以两杆在穿过磁场的过程中,回路中产生的总热量为,选项C错误,D正确