高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题限时集训11电磁感应规律及其应用

专题限时集训(十一) 电磁感应规律及其应用

(对应学生用书第137页)

(限时：40分钟)

一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)

1．(2016·河南重点中学联考)如图11-21甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在

圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是( )

图11-21

A．从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向 B．0～1 s内圆环面积有扩张的趋势

C．第3 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力 D．1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应电流方向相反

A [由图乙知，0～1 s内螺线管中电流逐渐增大，穿过圆环向上的磁通量增大，由楞次定律知圆环中感应电流的磁场向下，圆环面积有缩小的趋势，从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，选项A正确，B错误；同理可得1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应电流方向相同，选项D错误；第3 s末电流的变化率为0，螺线管中磁感应强度的变化率为0，在圆环中不产生感应电流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项C错误．]

2．(2016·咸阳二模)如图11-22所示，一呈半正弦形状的闭合线框abc，ac＝l，匀速穿过

边界宽度也为l的相邻磁感应强度大小相同的匀强磁场区域，整个过程线框中感应电流图象为(取顺时针方向为正方向)( )

【导学号：19624141】

图11-22

B [线框从左边磁场进入右边磁场的过程中，两边都切割磁感线，磁通量变化得更快，感应电动势更大，感应电流方向沿逆时针，为负，选项B正确．]

3．(2016·北京高考)如图11-23所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环

所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )

图11-23

A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向

B [由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿ΔΦΔBSΔB·πR顺时针方向．由法拉第电磁感应定律知E＝＝＝，由于两圆环半径

ΔtΔtΔt之比Ra∶Rb＝2∶1，所以Ea∶Eb＝4∶1，选项B正确．]

4．(2017·衡水市冀州中学一模)如图11-24甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与

水平面成θ角，M、P两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t＝0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计．已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于棒运动速度v、外力F、流过R的电量q以及闭合回路中ΔΦ

磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是( )

Δt

【导学号：19624142】

2

图11-24

B [根据如图乙所示的I-t图象可知I＝kt，其中k为比例系数，由闭合电路欧姆定律可得：I＝

ER＋r＝kt，可推出：E＝kt(R＋r)，由E＝BLv，所以v＝

kR＋rt，v-tBL图象是一条过原点斜率大于零的直线，说明了导体棒做的是初速度为零的匀加速直线运动，即v＝at，故A错误；

E＝ΔΦΔΦΔΦ

，所以有：＝kt(R＋r)，-t图象是一条过原点斜率大于零的直线，ΔtΔtΔt故B正确；

对导体棒在沿导轨方向列出动力学方程F－BIL－mgsin θ＝ma，

BLvB2L2a而I＝，v＝at得到F＝t＋ma＋mgsin θ，

R＋rR＋r可见F-t图象是一条斜率大于零且与F轴正半轴有交点的直线，故C错误； 1

2ΔΦ－

q＝IΔt＝＝＝

R＋rR＋rBLat2

BLat2，q-t图象是一条开口向上的抛物线，故D错R＋r误．]

5．(2017·温州中学模拟)如图11-25所示，在水平界面EF、GH、JK间，分布着两个匀强磁

场，两磁场方向水平且相反，大小均为B，两磁场高均为L，宽度无限．一个框面与磁场方向垂直、质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形金属框abcd，从某一高度由静止释放，当ab边刚进入第一个磁场时，金属框恰好做匀速直线运动，当ab边下落到GH和JK之间的某位置时，又恰好开始做匀速直线运动．整个过程中空气阻力不计．则( )

图11-25

A．金属框穿过匀强磁场过程中，所受的安培力保持不变

B．金属框从ab边始进入第一个磁场至ab边刚到达第二个磁场下边界JK过程中产生的热量为2mgL

m2gRC．金属框开始下落时ab边距EF边界的距离h＝44

2BLD．当ab边下落到GH和JK之间做匀速运动的速度v2＝22

4BLD [线框向下运动，由楞次定律可知，安培力总是阻碍线框的运动，线框受到的安培力方向与运动方向相反，即线框受到的安培力方向始终向上，所受安培力方向始终保持不变，但是安培力大小随速度的变化而变化，即安培力要发生变化，故A错误；设金属框ab边刚进入磁场时的速度为v1，当ab边下落到GH和JK之间的某位置时，又恰好开始做匀速直线运动的速度为v2，由题意知，v2

22

mgRB2L2v1

当ab边刚进入第一个磁场时，金属框恰好做匀速直线运动，由平衡条件得：mg＝，

R解得：v1＝

mgR1

从线框开始下落到刚进入磁场过程，由机械能守恒定律得：mgh＝mv21，22，BL2

m2gR2

解得：h＝44，故C错误；当ab边下落到GH和JK之间做匀速运动时，线框受到的

2BL2BLv24BLv24BLv2mgR安培力：F＝2BIL＝2BL＝，由平衡条件得：mg＝，解得：v2＝22，

RRR4BL故D正确．]

6．(2017·鹰潭市一模)如图11-26甲所示，一个匝数为n的圆形线圈(图中只画了2匝)，

面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )

【导学号：19624143】

22

22

图11-26

A．0～t1时间内P端电势高于Q端电势 B．0～t1时间内电压表的读数为C．t1～t2时间内R上的电流为

nB1－B0S

t1nB1S t2－t1RD．t1～t2时间内P端电势高于Q端电势

AC [0～t1时间内，磁通量增大，根据楞次定律判断感应电流沿逆时针方向，线圈相当于电源，上端为正极，下端为负极，所以P端电势高于Q端电势，故A正确；0～

t1时间内线圈产生的感应电动势E＝n阻R两端的电压U＝IR＝·R＝2R感应电动势E′＝nΔΦΔBB1－B0

＝nS＝nS，电压表的示数等于电ΔtΔtt1

EnB1－B0S，故B错误；t1～t2时间内线圈产生的

2t1

ΔΦB1E′

＝nS，根据闭合电路的欧姆定律I′＝＝Δtt2－t12RnB1S，故C正确；t1～t2时间内，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流沿

t2－t1R顺时针方向，线圈相当于电源，上端为负极，下端为正极，所以P端电势低于Q端电势，故D错误．]

(2017·温州中学模拟)如图甲所示，在倾角为θ的光滑斜面内分布着垂直于

斜面的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示．质量为m的矩形金属框从t＝0时刻静止释放，t3时刻的速度为v，移动的距离为L，重力加速度为g.在金属框下滑的过程中，下列说法正确的是( )

A．t1～t3时间内金属框中的电流方向不变 B．0～t3时间内金属框做匀加速直线运动

C．0～t3时间内金属框做加速度逐渐减小的直线运动 12

D．0～t3时间内金属框中产生的焦耳热为mgLsin θ－mv

2

AB [t1～t3时间内穿过线圈的磁通量先向上减小，后向下增加，根据楞次定律可知，金属框中的电流方向不变，选项A正确；0～t3时间内金属框所受安培力的合力为零，则所受的合力为重力沿斜面向下的分力，做匀加速直线运动，选项B正确，C错误；0～t3时间内金属框运动的加速度为gsin θ，故机械能无损失，故线框中产生的焦12

耳热不等于mgLsin θ－mv，选项D错误．]

2

7．(2017·高三第一次全国大联考)如图11-27所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直

放置，两导轨上端接有电阻R(其余电阻不计)，虚线MM′和NN′之间有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B1，虚线NN′和PP′之间也有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B2(B1>B2)．现将质量为m的金属杆ab，从MM′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，

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