2.3電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)一、選擇題（共15題）1．如圖所示，豎直放置的U形光滑導(dǎo)軌與一電容器串聯(lián).導(dǎo)軌平面有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，由靜止釋放后沿導(dǎo)軌下滑.電容C足夠大，原來(lái)不帶電，不計(jì)一切電阻.設(shè)導(dǎo)體棒的速度為v、動(dòng)能為Ek、兩端的電壓為Uab.電容器上的電荷量為q.它們與時(shí)間t，位移x的關(guān)系圖像正確的是（       ）A． B．C． D．2．用兩根材料，粗細(xì)、長(zhǎng)度完全相同的導(dǎo)線，分別繞成1匝和2匝的圓形閉合線圈A和B，兩線圈平面均與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直．當(dāng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，兩線圈感應(yīng)電流IA與IB之間的關(guān)系為(       )A．IA=IB B．IA=2IB C．IA=4IB D．IB=2IA3．如圖所示，間距為、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端有一阻值為的電阻，一質(zhì)量為、電阻也為的金屬棒橫跨在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌接觸良好．整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒以初速度沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，在金屬棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．金屬棒端電勢(shì)比端高B．金屬棒克服安培力做的功等于電阻上產(chǎn)生的焦耳熱C．金屬棒運(yùn)動(dòng) 的位移為D．金屬棒運(yùn)動(dòng)的位移為4．如圖甲所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌(足夠長(zhǎng))固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為l=20cm,左端接有阻值為R=1Ω的電阻,放在軌道上靜止的一導(dǎo)體桿MN與兩軌道垂直,整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T.導(dǎo)體桿受到沿軌道方向的拉力F做勻加速運(yùn)動(dòng),測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示．導(dǎo)體桿及兩軌道的電阻均可忽略不計(jì),導(dǎo)體桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與軌道垂直且兩端與軌道保持良好接觸,則導(dǎo)體桿的加速度大小和質(zhì)量分別為(     )A．10 m/s2，0.5 kgB．10 m/s2，0.1 kgC．20 m/s2，0.5 kgD．D． 20 m/s2，0.1 kg5．如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)和導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，開(kāi)始時(shí)電鍵S斷開(kāi)，當(dāng)ab桿由靜止下滑一段時(shí)間后閉合S，則從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，ab桿的速度v與時(shí)間t的關(guān)系不可能是（ ）A． B． C． D．6．圖中甲圖所示的線圈為5匝，其端點(diǎn)a，b與電壓表相連，線圈內(nèi)磁通量變化規(guī)律如（b）圖所示，則a，b兩點(diǎn)的電勢(shì)高低及電壓表讀數(shù)為（ ）A．φa＞φb，2伏 B．φa＞φb，1伏C．φa＜φb，2伏 D．φa＜φb，1伏7．如圖甲所示，邊長(zhǎng)的正方形線框總電阻（在圖中用等效電阻畫(huà)出），整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示（圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?，方向垂直紙面向外的磁?chǎng)充滿整個(gè)線框平面。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，則下列說(shuō)法中正確的是（　?。?/span>A．回路中電流方向先沿逆時(shí)針?lè)较蛟夙槙r(shí)針?lè)较?/span>B．回路中電流方向始終沿逆時(shí)針?lè)较?/span>C．時(shí)刻回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D．內(nèi)因?yàn)殡娏骱愣ㄋ跃€框所受的安培力也恒定8．如圖所示，總電阻為的金屬絲圍成的單匝閉合直角三角形線圈，邊水平.圓形虛線與三角形相切于兩點(diǎn)，該區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系為，則時(shí)，邊所受的安培力（       ）A．方向向右，大小為B．方向向左，大小為C．方向向右，大小為D．方向向左，大小為9．如圖所示，兩個(gè)相鄰的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、，磁場(chǎng)方向分別為垂直紙面向外、向里，兩磁場(chǎng)邊界均與軸垂直且寬度均為，在軸方向足夠長(zhǎng)?，F(xiàn)有一邊長(zhǎng)為的正方形導(dǎo)線框，從圖示位置開(kāi)始，在外力的作用下沿軸正方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)角線始終與軸平行。線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為、線框所受安培力的大小為。下列關(guān)于、隨線框向右勻速運(yùn)動(dòng)距離的圖像正確的是（　　）A． B．C． D．10．如圖，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)電阻為R的燈泡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，已知導(dǎo)軌、導(dǎo)線與垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab總電阻為r，則導(dǎo)體棒ab在下滑過(guò)程中　　A．感應(yīng)電流從a流向bB．導(dǎo)體棒ab受到的安培力方向平行斜面向下，大小保持恒定C．機(jī)械能一直減小D．克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能11．如圖所示，寬為2L的兩條平行虛線間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬線框位于磁場(chǎng)左側(cè)，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，af、de、bc邊與磁場(chǎng)邊界平行，ab、bc、cd、de邊長(zhǎng)為L，ef、fa邊長(zhǎng)為2L。線框向右勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以de邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)。則線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線可能正確的是（感應(yīng)電流的方向逆時(shí)針為正） A． B．C． D．12．如圖甲所示，一個(gè)環(huán)形導(dǎo)線線圈的電阻為r、面積為S，其位于一垂直于環(huán)形面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。有一電阻R將其兩端分別與圖甲中的環(huán)形線圈a、b相連，其余電阻不計(jì)，在0～t0時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（　?。?/span>A．a、b間的電壓大小為，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)B．a、b間的電壓大小為，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)C．流過(guò)R的電流大小為，方向從上到下D．流過(guò)R的電流大小為，方向從下到上13．如圖所示，在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架ABCD（框架電阻忽略不計(jì)）固定在水平面內(nèi)，AB與CD平行且足夠長(zhǎng)，BC與CD夾角θ（θ<90°），光滑均勻?qū)w棒EF（垂直于CD）緊貼框架，在外力作用下以垂直于自身的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是（     ）A． B． C． D．14．如下圖所示，一個(gè)由導(dǎo)體制成的矩形線圈,以恒定速度v運(yùn)動(dòng)，從無(wú)場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后出來(lái)．若取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，那么在圖中所示的圖像中，能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的是圖(　　)．A． B．C． D．15．如圖甲所示，在水平面上固定一個(gè)匝數(shù)為10匝的等邊三角形金屬線框，總電阻為3Ω，邊長(zhǎng)為0.4m。金屬框處于兩個(gè)半徑為0.1m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，頂點(diǎn)A恰好位于左邊圓的圓心，BC邊的中點(diǎn)恰好與右邊圓的圓心重合。左邊磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，右邊磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說(shuō)法中正確的是（取3）（　?。?/span>A．線框中感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針?lè)较?/span>B．0~0.4s，線框中產(chǎn)生的熱量為0.3JC．t=0.4s時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量為0.55WbD．前0.4s內(nèi)流過(guò)線框某截面的電荷量為0.02C二、填空題（共4題）16．如圖9，導(dǎo)體框內(nèi)有一垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.12T，框架中的電阻R1=3Ω，R2=2Ω，其余部分電阻均不計(jì)，導(dǎo)體棒AB在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為0.5m，當(dāng)AB以10m/s速度勻速沿著導(dǎo)體框移動(dòng)時(shí)，所需外力F=_____N，產(chǎn)生功率P=________W，通過(guò)R2上的電流I2=______A．17．如圖所示，從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中把不發(fā)生形變的矩形線圈勻速拉出磁場(chǎng)區(qū)，如果兩次拉出的速度之比為1：2，則兩次線圈發(fā)熱之比： ______ 、通過(guò)線圈截面的電量：______．18．如圖所示，相同材料做成的兩線框a、b，導(dǎo)線截面積之比為，邊長(zhǎng)之比為，以相同速度勻速進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則一邊進(jìn)入時(shí)兩線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為________，感應(yīng)電流之比為_________，所受安培力之比為________，為維持其勻速運(yùn)動(dòng)所加的外力的功率之比為_______，拉進(jìn)磁場(chǎng)的全過(guò)程中外力做功之比為_________，拉進(jìn)磁場(chǎng)的全過(guò)程中通過(guò)某一截面的電荷量之比為_________．19．某同學(xué)利用如圖裝置研究磁鐵下落過(guò)程中的重力勢(shì)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。內(nèi)阻r＝40Ω的螺線管固定在鐵架臺(tái)上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動(dòng)變阻器連接。滑動(dòng)變阻器最大阻值40Ω，初始時(shí)滑片位于正中間20Ω的位置。打開(kāi)傳感器，將質(zhì)量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極。穿過(guò)螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的電磁阻力遠(yuǎn)小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)），釋放點(diǎn)到海綿墊高度差為h。計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖的UI-t曲線。(1)磁鐵穿過(guò)螺線管過(guò)程中，產(chǎn)生第一峰值時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約____V。(2)圖像中UI出現(xiàn)前后兩個(gè)峰值，對(duì)比實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)峰值是在磁鐵剛進(jìn)入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來(lái)時(shí)產(chǎn)生的，對(duì)這一現(xiàn)象相關(guān)說(shuō)法正確的是   (    )A．線圈中的磁通量變化率經(jīng)歷先增大后減小再增大再減小的過(guò)程B．如果滑片從中間向左移動(dòng)時(shí)，坐標(biāo)系中的兩個(gè)峰值一定都會(huì)減小C．磁鐵在穿過(guò)線圈過(guò)程中加速度始終小于重力加速度gD．如果僅略減小h，兩個(gè)峰值都會(huì)減小(3)在磁鐵下降h的過(guò)程中，可估算機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是___________J。三、綜合題（共4題）20．如圖甲所示，在一個(gè)傾角為37°的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個(gè)匝數(shù)為n=10匝的正方形金屬線圈，其上下邊與斜面底邊平行，線圈的總電阻R =0.1Ω，質(zhì)量m=0.5kg，邊長(zhǎng)L=0. 2m．如果向下輕推一下此線圈，則它剛好可沿斜面勻速下滑．現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上，在線圈的水平中線（圖中虛線）以下區(qū)域中加上垂直斜面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示．求：（1）剛加上磁場(chǎng)時(shí)線圈中的感應(yīng)電流大?。?/span>（2）從加上磁場(chǎng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間線圈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算該過(guò)程線圈中產(chǎn)生的熱量Q（設(shè)線圈與斜面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g= 10m/s2）．21．如圖所示，ab、cd為間距d＝1m的光滑傾斜金屬導(dǎo)軌，與水平面的夾角θ＝37o，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，a、c間連接電阻R＝2.4Ω．空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上．將一根金屬棒放置在導(dǎo)軌上距ac為x0＝0.5m處，其質(zhì)量m＝0.5kg，電阻r＝0.8Ω．現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與ac平行且與導(dǎo)軌接觸良好．已知當(dāng)金屬棒從初始位置向下滑行x＝1.6m到達(dá)MN處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度，金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，sin37o＝0.6，cos37o＝0.8，g取10m／s2．求：（1）金屬棒從釋放到運(yùn)動(dòng)至MN處的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；（2）若將釋放金屬棒的時(shí)刻記作t＝0，為使閉合回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫(xiě)出磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的表達(dá)式．22．如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌AB、CD固定在傾角為θ的絕緣斜面上，BP、DQ為水平放置平行且足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌在B、D兩點(diǎn)處平滑連接，水平部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距均為L。兩金屬棒m、n的質(zhì)量分別為2M、M，電阻均為R，初始時(shí)，金屬棒m垂直放置在水平導(dǎo)軌上，金屬棒n從傾斜導(dǎo)軌上距底端距離為s處由靜止釋放，不計(jì)導(dǎo)軌電阻。求：(1)金屬棒m的最大加速度am；(2)金屬棒m的最大速度vm；23．如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.5m一端連接R=2Ω的電阻。導(dǎo)線所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度v=6m/s。求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I；(2)拉力F的大?。?/span>(3)若將MN換為電阻r=lΩ的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓U。
參考答案：1．B2．B3．D4．B5．B6．B7．B8．A9．B10．C11．C12．D13．D14．C15．B16．     0.03     0.3     0.217．     1:2     1:118．                              19．     0.9V     ACD     20．（1）1A（2）4s       0.4J 21．（1）QR＝2.52 J     （2）（T）22．(1)；(2)23．(1)3.0V，1.5A；(2)0.75N；(3)2.0V 

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第三節(jié) 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

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