1、板块三 限时规范特训时间：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。其中 16为单选，78 为多选)1如图所示，平行导轨间有一矩形匀强磁场区域，细金属棒PQ 沿导轨从 MN 处匀速运动到 MN的过程中，其感应电动势E 随时间 t 变化的图象，可能正确的是( )答案 A解析 由法拉第电磁感应定律可知 EBLv，其中 L为有效长度，也就是磁场的宽度，所以 A 选项正确。2如图所示，MN、PQ 是间距为 L 的平行金属导轨，置于磁感应强度为 B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为 R 的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为 的R2
2、金属导线 ab 垂直导轨放置，并在水平外力 F 的作用下以速度 v 向右匀速运动，则(不计导轨电阻)( )A通过电阻 R 的电流方向为 PRMB a、 b 两点间的电压为 BLvCa 端电势比 b 端电势高D外力 F 做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热答案 C解析 由右手定则可知过 R的电流方向为 MR P，A 选项错误。ab 棒为电源，电源内部电流从低电势流向高电势，所以 a端电势高于 b端电势，C 选项正确。由法拉第电磁感应定律可知，E BLv，由闭合电路欧姆定律得 Uab R BLv，B 选项错ER R2 23误。由于 ab杆做匀速直线运动，外力 F做的功等于克服安培力做的功，等于整个电
3、路产生的焦耳热，并非电阻 R上产生的焦耳热，D 选项错误。3如图所示，MN、PQ 为两平行金属导轨，M、P 间连接一阻值为 R 的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为 B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为 v，与导轨接触良好，圆环的直径 d 与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时( )A有感应电流通过电阻 R，大小为2dBvRB没有感应电流通过电阻 RC没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变D有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同答案 D解析 画等效电路如图所示，由法拉第电磁
4、感应定律可知，E0 Bdv，电池组的电动势 EBdv，所以过电阻 R的电流 I ER，A、B 错误。由等效电路可知，有感应电流流过金属环，并且BdvR左、右两部分并联，内阻相同，所以左、右两部分流过的电流相同，C 错误，D 正确。42018青岛质检 如图甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为 60的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示(规定图甲中 B 的方向为正方向)，导体棒 ab 垂直导轨放置与导轨接触良好，除电阻 R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒 ab 在水平外力作用下始终处于静止状态。规定ab 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正
5、方向，则在 0t 1 时间内，能正确反映流过导体棒 ab 的电流 I 和导体棒 ab 所受水平外力 F 随时间 t 变化的图象是( )答案 D解析 由楞次定律可判定回路中的电流始终为 ba 方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定，A、B 错误；由 F 安BIl 可得 F 安 随 B的变化而变化，在 0 t0时间内，F 安 方向向右，故外力 F与 F 安 等值反向，方向向左，为负值且逐渐减小；在 t0t 1时间内，F 安 方向向左，故外力 F方向向右为正值且逐渐增大。综上所述，D 项正确。52018湖北八校模拟如图甲所示，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
6、感应强度 B 随时间变化的关系如图乙所示。t0 时刻磁场方向垂直纸面向里，在 04 s 时间内，线框 ab 边所受安培力 F 随时间 t 变化的关系图象( 规定水平向左为力的正方向)可能是图中的( )答案 A解析 在 02 s 内和 34 s 内磁感应强度都在均匀变化，线框中磁通量均匀变化，根据法拉第电磁感应定律 E 可知线框中BSt产生的感应电动势恒定，感应电流 I 恒定，ab 边受到的磁场力ERF BIL，由于 B在均匀变化，则 F是均匀变化的，C 、D 错误；在33.5 s 内磁场方向向外且逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，由左手定则知 ab边受到的安培力方向向左，为
7、正值，B 错误，A 正确。6如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻 R，宽度相同的水平条形区域和 内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场 B，和之间无磁场。一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域上边界 H 处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻 R 上的电流及其变化情况相同。下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是( )答案 C解析 在穿过两磁场区域的过程中，流过电阻 R上的电流及其变化情况相同，由电流 I 可得，导体棒在两磁场区域的运ER BlvR动情况必须完全相同；若进入区域时导体棒做匀速或加速运动，再经过无磁场的区域做加
8、速度为 g的匀加速运动，导体棒刚进入区域的速度 v2将大于刚进入区域 的速度 v1，不符合题目条件；若进入区域时导体棒做减速运动，再经过无磁场的区域做加速度为g的匀加速运动，导体棒刚进入区域的速度 v2可等于刚进入区域的速度 v1，且在磁场中的加速度 a 随速度减小而减小，B2l2vR mgm选项 C 正确。72017云南统一检测如图所示，边长为 L、不可形变的正方形导线框内有半径为 r 的圆形磁场区域，其磁感应强度 B 随时间 t的变化关系为 Bkt(常量 k0)。回路中滑动变阻器 R 的最大阻值为R0，滑动片 P 位于滑动变阻器中央，定值电阻 R1R 0、R 2 。闭R02合开关 S，电压
9、表的示数为 U，不考虑虚线 MN 右侧导体的感应电动势，则( )AR 2 两端的电压为U7B电容器的 a 极板带正电C滑动变阻器 R 的热功率为电阻 R2 的 5 倍D正方形导线框中的感应电动势为 kL2答案 AC解析 由法拉第电磁感应定律 En n S有 Ekr 2，Dt Bt错误；因 k0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器 b极板带正电，B 错误；由题图知外电路结构为 R2与 R的右半部并联，再与 R的左半部、R 1相串联，故 R2两端电压 U2U ，A 正确；设 R2消耗的功率为 PIU 2，则R02 12R0 R02 R02 12 U7R消耗的功率 PP 左 P 右 2
10、I2U 2IU 25P，故 C 正确。8如图甲所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 L。边长为 L 的正方形线框 abcd 的 bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上。使线框从静止开始沿 x 轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图乙中的( )答案 AC解析 由法拉第电磁感应定律可知 EBLv，由于线圈匀加速，vat ，I ，由右手定则知刚进入左边磁场时，电流方向为逆BLatR时针。在跨跃两磁场过程中，两边同时切割，方向为顺时针方向，大小 I ，斜率为单边切割的斜率的 2 倍，在
11、离开右边磁场的2BLatR过程中，斜率又恢复到原来的斜率，A 选项正确，B 选项错误。由于匀加速直线 x at2，代入上式得 I ，同理 C 选项正确，12 2aBLR xD 选项错误。二、非选择题(本题共 2 小题，共 36 分)92017广州一模(18 分)如图所示，匀强磁场垂直于铜环所在的平面，导体棒 a 的一端固定在铜环的圆心 O 处，另一端紧贴圆环，可绕 O 匀速转动。通过电刷把铜环、环心与两块竖直平行金属板P、Q 连接成如图所示的电路，R 1、R 2 是定值电阻。带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间的 M 点，被拉起到水平位置；合上开关S，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过 M 点正下
12、方的 N 点到另一侧。已知磁感应强度为 B，a 的角速度为 ，长度为 l，电阻为r，R 1R 22r，铜环的电阻不计， P、Q 两板的间距为 d，小球的质量为 m、带电荷量为 q，重力加速度为 g。求：(1)a 匀速转动的方向；(2)P、Q 间电场强度 E 的大小；(3)小球通过 N 点时对细线拉力 F 的大小。答案 (1) 顺时针转动 (2) (3)3mgBl25d 2Bql25d解析 (1) 依题意可知，P 板带正电，Q 板带负电。由右手定则可知，导体棒 a沿顺时针方向转动。(2)导体棒 a转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势的大小E Bl212由闭合电路的欧姆定律有 IER1 R
13、2 r由欧姆定律可知，PQ 间的电压 UPQIR 2PQ间匀强电场的电场强度 EUPQd由以上各式联立解得 E 。Bl25d(3)设细绳的长度为 L，小球到达 N点时速度为 v，由动能定理可得mgLEqL mv212又 F mgmv2L由以上各式得 F3mg 。2Bql25d102017湖南邵阳联考(18 分)如图所示，绝缘水平面内固定有一间距 d1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨 AKDC，导轨两端接有阻值分别为 R13 和 R26 的定值电阻。矩形区域AKFE、NMCD 范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小 B1 T匀强磁场和。一质量 m0.2 kg，电阻 r1 的导体棒 ab 垂直放
14、在导轨上的 AK 与 EF 之间某处，在方向水平向右、大小 F02 N的恒力作用下由静止开始运动，到达 EF 时导体棒 ab 的速度大小v1 3 m/s；导体棒 ab 进入磁场后，导体棒 ab 中通过的电流始终保持不变。导体棒 ab 在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计。(1)求导体棒 ab 刚要到达 EF 时的加速度大小 a；(2)求两磁场边界 EF 和 MN 之间的距离 l；(3)若在导体棒 ab 刚要到达 MN 时将恒力 F0 撤去，求导体棒 ab能继续滑行的距离 s 以及滑行该距离 s 的过程中整个回路产生的焦耳热 Q。答案 (1)5 m/s 2 (2)1.35 m
15、(3)3.6 m 3.6 J解析 (1) 导体棒 ab刚要到达 EF时，在磁场中切割磁感线产生感应电动势 E1Bd v1经分析可知，此时导体棒 ab所受安培力的方向水平向左，根据牛顿第二定律，有 F0BI 1dma 1，根据闭合电路的欧姆定律，有 I1 ，其中，E1R rRR1R2R1 R2解得 a15 m/s 2。(2)导体棒 ab进入磁场后，受到的安培力与 F0平衡，做匀速直线运动导体棒 ab中通过的电流 I2，保持不变，则有F0 BI2d，其中，I 2 ，可得 v26 m/sBdv2R r设导体棒 ab从 EF运动到 MN的过程中的加速度大小为 a2。根据牛顿第二定律，则有 F0ma 2；导体棒 ab在 EF、MN 之间做匀加速直线运动，则有v v 2a 2l2 21解得 l1.35 m。(3)撤去 F0后，导体棒 ab继续滑行的过程中，根据牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律，则有 BId ma；而 IBdvR r若 t0，则有 a ；vt联立以上三式可得 vtm vB2d2R r有 vtmv，即 sm(v 2 0)，B2d2R r B2d2R r解得 s3.6 m；根据能量守恒定律，则有 Q mv12 2代入数据，解得 Q3.6 J。
