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2019届高考物理二轮复*第一部分专题整合专题四电磁感应和电路第2讲电磁感应的规律及应用课时检测

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309 教育网 www.309edu.com 第一部分 专题四 第 2 讲 电磁感应的规律及应用 一、单项选择题 1.(2016·浙江卷)如图 4-2-19 所示,a、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成, 匝数均为 10 匝,边长 la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时 间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则 图 4-2-19 A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b 线圈中感应电动势之比为 9∶1 C.a、b 线圈中感应电流之比为 3∶4 D.a、b 线圈中电功率之比为 3∶1 解析 由于磁感应强度随时间均匀增大,则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方 向皆沿逆时针方向,则 A 错误;根据法拉第电磁感应定律可知 E=NΔ Δ Φ t =NSΔ Δ tB,而磁感应 强度均匀变化,即ΔΔ B t恒定,则 a、b 线圈中的感应电动势之比为EEab=SSab=ll2b2a=9,故 B 正确; 根据电阻定律知 R=ρ L S′,且 L=4Nl,则RRab=llab=3,由闭合电路欧姆定律 I=ER得 a、b 线 圈中的感应电流之比为IIab=EEab·RRba=3,故 C 错误;由功率公式 P=I2R 知,a、b 线圈中的电 功率之比为PPab=II2a2b·RRab=27,故 D 项错误。 答案 B 2.(2018·沈阳二模)如图 4-2-20 所示,固定在水*桌面上的光滑金属导轨 cd、eg 处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆 ab 与导轨接触良好,在两根导轨的端点 d、e 之间 连接一电阻,其他部分电阻忽略不计。现用一水*向右的恒力 F 作用在金属杆 ab 上,使金 属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆 ab 始终垂直于导轨,金属杆受到的安培力用 F 安表示,则下列说法正确的是 309 教育资源库 www.309edu.com 309 教育网 www.309edu.com 图 4-2-20 A.金属杆 ab 做匀加速直线运动 B.金属杆 ab 运动过程回路中有顺时针方向的电流 C.金属杆 ab 所受到的 F 安先不断增大,后保持不变 D.金属杆 ab 克服安培力做功的功率与时间的*方成正比 解析 对金属杆根据牛顿第二定律得 F-F 安=ma,即 F-B2LR2v=ma,由于速度变化,故 加速度发生变化,故金属杆不是匀变速直线运动,故选项 A 错误;根据楞次定律可以知道, 金属杆 ab 运动过程回路中有逆时针方向的电流,故选项 B 错误;由于 F B2L2v 安= R 可知,当速 度增大时,则安培力增大,当金属杆最后做匀速运动时,安培力不变,故选项 C 正确;金属 杆中感应电流的瞬时功率 P=I2R=(BRLv)2R=B2LR2v2,由于速度与时间不成正比,故选项 D 错 误。 答案 C 3.(2018·开封一模)如图 4-2-21 甲所示,*行光滑金属导轨水*放置,两轨相距 L =0.4 m,导轨一端与阻值 R =0.3 Ω 的电阻相连,导轨电阻不计。导轨 x>0 一侧存在沿 x 方向均匀增大的磁场,其方向与导轨*面垂直向下,磁感应强度 B 随位置 x 的变化情况如图 乙所示。一根质量 m=0.2 kg、电阻 r=0.1 Ω 的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在 外力 F 作用下从 x=0 处以初速度 v0=2 m/s 沿导轨向右做变速运动,且金属棒在运动过程 中受到的安培力大小始终不变。下列说法中正确的是 图 4-2-21 A.金属棒向右做匀减速直线运动 B.金属棒在 x=1 m 处的速度大小为 1.5 m/s C.金属棒从 x=0 运动到 x=1 m 过程中,外力 F 所做的功为-0.175 J D.金属棒从 x=0 运动到 x=2 m 过程中,流过金属棒的电荷量为 3 C 解析 由图像可知 B 与 x 的函数关系式为 B=0.5+0.5x(T),金属棒切割磁感线,产生 感应电动势 E=BLv、感应电流 I=R+E r,所受的安培力 FA=BIL,所以 FA=BR2+L2rv,将 B 代入 309 教育资源库 www.309edu.com 309 教育网 www.309edu.com 可知 v=FA(BR2+L2 r)=(x1+0F1A)2,若导体棒做匀变速运动,v2 与 x 为线性关系,故金属棒不可能 做匀减速直线运动,故 A 项错误;由 x=0、x=1 m 处,金属棒所受到的安培力相等,有BR20+L2vr0 =BR21+L2vr1,解得 v1=0.5 m/s,B 项错误;金属棒在 x=0 处所受的安培力为 FA=BR20+L2vr0=0.2 N, 对金属棒从 x=0 到 x=1 m 过程中,由动能定理,有 WF-FA·Δ x=12mv21-12mv20,解得 WF=- 0.175 J,C 项正确;流过金属棒的电荷量 q=ΔR+Φr=Δ B·Δ R+r xL,从 x=0 到 x=2 m 过程中, B-x 图线与 x 坐标轴所围的面积 Δ B·Δ x=0.5+2 1.5×2 Wb=2 Wb,所以 q=Δ B·Δ R+r xL= 2 C,D 项错误。 答案 C 4.(2018·浙江选考)在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置,如图 4 -2-22 所示。有一种探测方法是,首先给金属长直管线通上电流,再用可以测量磁场强弱、 方向的仪器进行以下操作:①用测量仪在金属管线附*的水*地面上找到磁场最强的某点, 记为 a;②在 a 点附*的地面上,找到与 a 点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线 EF;③在地面上过 a 点垂直于 EF 的直线上,找到磁场方向与地面夹角为 45°的 b、c 两点, 测得 b、c 两点距离为 L。由此可确定金属管线 图 4-2-22



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