1、专题能力训练12电磁感应及综合应用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。在每小题给出的四个选项中,16题只有一个选项符合题目要求,78题有多个选项符合题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.如图所示,边长为a的导线框abcd处于磁感应强度为B0的匀强磁场中,bc边与磁场右边界重合。现发生以下两个过程:一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动;二是仅使磁感应强度随时间均匀变化。若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等,则磁感应强度随时间的变化率为()A.B.C.D.2.如图所示,在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正
2、方形闭合线框abcd。t=0时刻,线框在水平外力的作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,bc边刚进入磁场的时刻为t1,ad边刚进入磁场的时刻为t2,设线框中产生的感应电流的大小为I,ad边两端电压大小为U,水平拉力大小为F,则下列I、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是()3.(2017湖南株洲期末)用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框彼此绝缘,如图所示。把它们放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里。当磁场均匀减小时()A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针C.圆环和线框中的电流大小之比为12D.圆
3、环和线框中的电流大小比为214.小明有一个磁浮玩具,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其构造如图所示。若图中电源的电压固定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是()A.电路中的电源必须是交流电源B.电路中的a端点须连接直流电源的负极C.若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度D.若将可变电阻的电阻值调大,可增加玩偶飘浮的最大高度5.如图甲所示,正三角形导线框abc固定在磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。t=0时刻磁场方向垂直纸面向里,在04 s的时间内,线框ab边所受到的安培力F随时间t变化的关系(
4、规定水平向左为力的正方向)可能是下图中的()6.(2017湖北重点中学联考)如图所示,足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,两导轨的平面与水平方向的夹角为。在导轨的最上端M、P之间接有电阻R,不计其他电阻。导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨,当没有磁场时,ab棒上升的最大高度为hmax;若存在垂直导轨平面的匀强磁场时,ab棒上升的最大高度为h。在两次运动过程中ab棒都与导轨保持垂直,且初速度都相等。则下列说法正确的是()A.两次上升的最大高度有hmaxhB.有磁场时ab棒所受合力的功大于无磁场时合力的功C.有磁场时,电阻R产生的焦耳热为D.有磁场时,ab棒上升过程的最小加速度为gsin7.如图
5、甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和MN是匀强磁场区域的水平边界,边界的间距为s,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直。现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金属线框的边长为l(lu=2m/s,所以v=4m/s即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小。(2)设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为v、v1,取向右为正方向,由弹性碰撞知-mv=mv1+m0vmv2=m0v2解得v1=v=m/s即碰撞后物块B沿水平台面
6、向右匀速运动设物块B在传送带上向右运动的最大位移为l,则0-=-2all=m1m所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上。(3)当物块B在传送带上向右运动的速度为零后,将会沿传送带向左加速。可以判断,物块B运动到左边台面时的速度大小为v1,继而与物块A发生第二次碰撞。设第二次碰撞后物块B速度大小为v2,同上计算可知v2=v1=2v物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞,碰撞后物块B的速度大小依次为v3=v2=3v,v4=v3=4v,则第n次碰撞后物块B的速度大小为vn=nvvn=m/s。10.答案(1)垂直于导轨平面向下(2)(3)解析(1)由题意可知,MN所受安培力可以使其水平向右运动,故安培力方向为水平向右,而MN中的电流方向为从M到N,因此,根据左手定则可判断磁场方向为垂直于导轨平面向下。(2)电容器完全充电后,两极板间电压为E,当开关S接2时,电容器放电,设刚放电时流经MN的电流为I,有I=设MN受到的安培力为F,有F=IlB由牛顿第二定律,有F=ma联立式得a=。(3)当电容器充电完毕时,设电容器上电荷量为Q0,有Q0=CE开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值vmax时,设MN上的感应电动势为E,有E=Blvmax依题意有E=设在此过程中MN的平均电流为,MN上受到的平均安培力为,有lB由动量定理,有t=mvmax-0又t=Q0-Q联立式得Q=。5
