2012高考物理二轮专题训练15 电磁感应与电路的基本问题

第1页（共5页） 训练15 电磁感应与电路的基本问题

1．等腰三角形内存在如图1所示的匀强磁场，其底边在x 轴上且长为2 L ，高为L ．一矩形导线框abcd (ab ＝1．5 L ，bc ＝L )在纸面内以速度v 沿x 轴正方向做匀速直线运动，直至穿过匀强磁场区域，在t ＝0时刻导线框恰好位于图示位置．下列说法正确的是(

)

图1

A ．感应电流的方向始终不变

B ．ad 边始终不受安培力的作用

C ．感应电动势最大值E ＝BL v

D ．穿过导线框的最大磁通量为12

BL 2 2．如图2所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R 相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道于平面向上．质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h 后又返回到底端．若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计．则下列说法正确的是(

)

图2

A ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程通过电阻R 的电量一样多

B ．金属杆ab 上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于12v 20

C ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等

D ．金属杆ab 在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量

3．如图3所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾斜角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L ．M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻．一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，则( )

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图3

A ．通过电阻R 的电流的方向由M 到P

B ．在加速下滑过程中，当ab 杆的速度大小为v 时，电流的大小为BL v R

C ．在加速下滑过程中，当ab 杆的速度大小为v 时，杆加速度的大小为B 2L 2v mR

D ．在下滑过程中，ab 杆可以达到速度的最大值为mgR ·sin θB 2L 2 4．如图4所示，在矩形有界匀强磁场区域ABCD 内有一质量可以忽略不计、电阻为R 的闭合导线框abcd ．线框在外力F 的作用下，从图示位置匀速向右离开磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出，电路中的电流为I 1、cd 边受的安培力为F 1、外力所做的功为W 1，通过导线截面的电量为q 1；第二次用0．9 s 时间拉出，电路中的电流为I 2、cd 边受的安培力为F 2、外力所做的功为W 2，通过导线截面的电量为q 2，则(

)

图4

A ．I 1∶I 2＝3∶1

B ．F 1∶F 2＝1∶1

C ．W 1∶W 2＝3∶1

D ．q 1∶q 2＝1∶3

5．(2009·宁夏理综·19)如图5所示，一导体圆环位于纸面内，O 为圆心．环

内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相

等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM 可绕O 转动，M 端通过滑动触点与

圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R ．杆OM 以角速度ω

逆时针匀速转动，t ＝0

时恰好在图示位置．规定从a 到b 流经电阻R 的电流方向为正， 图5

圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t ＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt 变化的图象是(

)

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6．如图6所示，竖直平面内有一足够长的宽度为L 的金属导轨，质量为m 的金属导体棒ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab 与金属导轨接触良好，ab 电阻为R ，其他电阻不计，导体棒ab 由静止开始下落，过一段时间后闭合开关S ，发现导体棒ab 立刻做变速运动，则在此后导体棒ab 的运动过程中，下列说法

中正确的是( )

A ．导体棒ab 做变速运动期间加速度一定减小 图6

B ．单位时间内克服安培力做的功全部转化为电能，电能又转化为内能

C ．导体棒减小的机械能转化为闭合电路中的电能和电热之和，符合能的转化和守恒定律

D ．导体棒ab 最后做匀速运动时，速度大小为v ＝mgR

B 2L 2

7．(2010·四川卷·20)如图7所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两个相同的金属导体棒a 、b 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F 作

用在a 的中点，使其向上运动．若b 始终保持静止，则它所受摩擦力可能( )

图7 A ．变为0 B ．先减小后不变 C ．等于F

D ．先增大再减小

8．如图8所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导线与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab ，质量为m ，长度为L ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值相等，都等于R ，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v

时，有( )

图8

A ．棒中感应电流的方向由a 到b

B ．棒所受安培力的大小为B 2L 2v 2

3R

第4页（共5页） C ．棒两端的电压为BL v 3

D ．棒动能的减小量等于其重力势能的增加量与电路上产生的电热之和

9．如图9所示，由粗细均匀的导电材料做成的单匝矩形线框abcd 的

电阻为R ，线框的质量为m ，高度为L 、宽度为2L ．若线框无初速度地从高处落下，下

边保持水平向下平动．在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁

场区高度为2L ，磁场方向与线框平面垂直．闭合线圈下落后，可匀速进入磁场区．对

此，下列说法

中正确的是( )

A ．线圈ab 边刚进入磁场时，感应电流的方向为a →b →c →d →a 图9

B ．线圈ab 边刚进入磁场时，a 、b 两点间的电压为2mgR 3BL

C ．线圈在磁场以上，下落的高度为m 2gR 2

32B 4L 4

D ．线圈从开始下落到ab 边刚好离开磁场的过程中，电路中产生的电能为2mgL

10．(海南高考)在如图10所示的电路中，a 、b 为两个完全相同

的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，

下列说法正确的是( )

A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭

B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭 图10

C ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭

D ．合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭

11．如图11所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m 的金属棒ab ．导轨的一端连接电阻R ，其他电阻均不计，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面向下，ab 在一水平恒力F 作用下由静止开始向右运动的过程中(

)

图11

A ．随着ab 运动速度的增大，其加速度也增大

B ．外力F 对ab 做的功等于电路中产生的电能

C ．外力F 做功的功率始终等于电路中的电功率

D ．克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

12．如图12所示，水平面内两根光滑的平行金属导轨，

左端与电阻R 相连接，其上垂直于导轨，放置质量一定的金属棒，金属棒

与导轨接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，磁感应强度为B 的匀强磁

场垂直于导轨

第5页（共5页） 所在平面．现对金属棒施加一个水平向右的外力F ，使金属棒从位置a 由静止开 图12

始向右做匀加速运动并依次通过位置b 和c ，从a 到b 与从b 到c 所用的时间相等．则在金属棒的运动过程中，下列说法正确的是( )

A ．通过电阻R 的电流方向从下到上

B ．金属棒通过b 、c 两位置时，电阻R 两端的电压之比为1∶2

C ．金属棒通过b 、c 两位置时，外力F 的大小之比为1∶2

D ．在金属棒从a 到b 与从b 到c 的两个过程中，通过电阻R 的电量之比为1∶3

13．如图13甲所示，两足够长的光滑金属导轨水平放置，相距为L ，一理想电流表和电阻R 与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．导体棒质量为m 、有效电阻为r ．t ＝0时对金属棒施一平行于导轨的外力F ，金属棒由静止开始沿导轨向右运动，通过R 的感应电流随时间t 变化的关系如图乙所示．下列关

于穿过回路abMpa 的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率ΔΦΔt

以及a 、b 两端的电压U 和通过金属棒的电荷量q 随时间t 变化的图象中正确的是(设整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻)(

)

甲 乙

图

13

答案

1．BC 2．ABD 3．BD 4．AC 5．C 6．ABD 7．AB 8．AC 9．AC 10．C 11．D

12．BD 13．BC

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