魯科版選擇性必修二第二章第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律提升練一、單項選擇題1.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v=2m/s向右勻速滑動，兩導(dǎo)軌間距離l=1.0m，電阻R=3.0Ω，金屬桿的電阻r=1.0Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計，則下列說法錯誤的是(

)

A.通過R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到d

B.金屬桿PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為2.0V

C.金屬桿PQ受到的安培力大小為0.5N

D.外力F做功的數(shù)值等于電路產(chǎn)生的焦耳熱2.如圖所示，一電阻為R的導(dǎo)線彎成邊長為L的等邊三角形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于閉合回路所在的平面向里。下列對三角形導(dǎo)線以速度v向右勻速進(jìn)入磁場過程中的說法正確的是(

)

A.回路中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向 B.回路中感應(yīng)電動勢的最大值為BLv

C.導(dǎo)線電流先變小后變大 D.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為3.如圖所示，虛線MN左側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，單匝正方形金屬線框abcd的bc邊剛好與虛線MN重合。情景1：保持磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0不變，讓線框以bc為軸、以角速度ω轉(zhuǎn)動；情景2：保持線框在圖示位置不動，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間均勻增大，線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流與情景1中線框內(nèi)電流的有效值大小相等，則情景2中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在時間t0內(nèi)的變化量為(

)

A.B0ωt02 B.24.如圖所示，閉合矩形線圈abcd以速度v從無磁場區(qū)域垂直磁場勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域。以順時針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍苷_反映bc兩點(diǎn)間的電勢差Ubc、線圈中電流I隨時間t變化關(guān)系的圖像是(

)

A.B.

C.D.5.如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為d，其左端接阻值為R的定值電阻，整個裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，且接觸良好?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒MN一水平向右的初速度v1，經(jīng)過時間t，導(dǎo)體棒MN向右運(yùn)動的距離為x，速度變?yōu)関2。不計金屬導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒MN的電阻。甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)以上條件，分別求解在時間t內(nèi)通過電阻R的焦耳熱Q，具體過程如下：(

)甲同學(xué)：在這段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN切割磁感線的感應(yīng)電動勢E所以Q=乙同學(xué)：在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的過程中，導(dǎo)體棒損失的動能最終轉(zhuǎn)化為電阻R的焦耳熱，則有Q=A.兩位同學(xué)的解法都正確 B.兩位同學(xué)的解法都錯誤

C.甲同學(xué)的解法正確，乙同學(xué)的解法錯誤 D.甲同學(xué)的解法錯誤，乙同學(xué)的解法正確6.如圖所示，用兩個光滑正對的金屬圓環(huán)、一根金屬棒ab和三根絕緣棒連接成一個“鼠籠”，兩環(huán)直徑均為d，圓心OO'間的距離為L，四根棒均勻分布在圓周上且與OO'平行，阻值為r的電阻通過導(dǎo)線和電刷與兩圓環(huán)連接。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于金屬導(dǎo)軌圓面豎直向下，圖中未全部畫出。金屬棒電阻為R，其余電阻均不計，電壓表為理想電壓表?，F(xiàn)使“鼠籠”繞水平軸OO'以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，則(

)

A.金屬棒ab中的電流大小始終不變

B.電壓表的示數(shù)為BLωdR22(R+r)

C.金屬棒ab兩端的最大電壓為BLωd2

D.金屬棒7.如圖所示，從上往下看固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，長度為r、電阻為R的直導(dǎo)體棒OA置于圓環(huán)上面，直導(dǎo)體棒O端和圓環(huán)a點(diǎn)分別與如圖所示的外電路相連，其中電阻R1=R，R2=2R，平行板電容器電容為C。已知重力加速度為g，不計其他電阻和摩擦。則導(dǎo)體棒OA在外力作用下繞O點(diǎn)以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動過程中，下列說法正確的是(

)A.N板帶正電 B.導(dǎo)體棒OA產(chǎn)生的電動勢為Br2ω

C.電容器所帶電荷量為14CBr8.如圖，水平放置的粗糙導(dǎo)軌寬為L1，abcd和efg?區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向均垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，ab、cd、ef、g?均與導(dǎo)軌垂直，ad=de=e?=L2。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒在恒定拉力F的作用下從ab左側(cè)某處由靜止開始運(yùn)動，通過ab、ef時的速度大小相等。已知導(dǎo)體棒的電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好且摩擦力大小恒為Ff=FA.導(dǎo)體棒通過abcd磁場區(qū)域的過程中可能做加速直線運(yùn)動

B.導(dǎo)體棒通過abcd磁場區(qū)域的過程中，通過導(dǎo)體棒某一橫截面的電荷量為q=BL1L2R

C.導(dǎo)體棒通過abcd磁場區(qū)域的時間小于通過9.如圖為帶燈的自行車后輪的示意圖，金屬輪框與輪軸之間均勻地連接四根金屬條，每根金屬條中間都串接一個阻值為6?Ω的小燈泡，車輪半徑為0.3?m，輪軸半徑可以忽略。車架上固定一個強(qiáng)磁鐵，可形成圓心角為60°的扇形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.8?T，方向垂直紙面(車輪平面)向外。若自行車后輪順時針轉(zhuǎn)動的角速度恒為20?rad/s，不計其它電阻，則(

)

A.通過每個小燈泡的電流始終相等

B.當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動時，金屬條ab中b端電勢高

C.當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動時，電路的總電阻為1.5?Ω

D.當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動時，金屬條ab受到的安培力為2.16×10.如圖所示，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長，且電阻不計。ab是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿，金屬桿具有一定質(zhì)量和電阻。開始時，將開關(guān)S斷開，讓桿ab由靜止開始自由下落，過段時間后，再將S閉合。若從S閉合開始計時，金屬桿運(yùn)動的v?t圖像不可能為(

)

A. B.

C. D.11.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1πT的水平勻強(qiáng)磁場中有兩半徑為0.2m的金屬圓環(huán)豎直放置且相互平行，金屬環(huán)的間距為1m，一根長為1m，電阻為1Ω的金屬棒在圓環(huán)內(nèi)側(cè)以角速度10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動，金屬棒與圓環(huán)始終接觸良好，圖示金屬棒在圓環(huán)最高點(diǎn)，電路中的電阻R=4Ω，其余電阻不計，電壓表為交流電壓表，則(

)

A.金屬棒從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電流先從a流向b，后從b流向a

B.電壓表的示數(shù)為0.2V

C.電阻R的功率為0.64W

D.金屬棒在轉(zhuǎn)動過程中，通過電路的磁通量變化率最大值為12.豎直平行導(dǎo)軌MN上端接有電阻R，金屬桿ab質(zhì)量為m，電阻也為R，跨在平行導(dǎo)軌間的長度為L，垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場方向向里，不計導(dǎo)軌電阻，不計摩擦，且ab與導(dǎo)軌接觸良好，如圖所示。若ab桿在豎直方向上的外力F作用下加速上升?，則下列說法正確的是(

)

A.金屬桿ab克服安培力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

B.拉力F與金屬桿ab克服安培力所做的功之和等于金屬桿機(jī)械能的增加量

C.拉力F與重力做功的代數(shù)和等于金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱

D.拉力F與安培力的合力所做的功大于mg?13.如圖所示是用導(dǎo)線圍成半徑為L的半圓弧，阻值為R的定值電阻用導(dǎo)線連接在圓心和半圓弧的左端，長度為L的導(dǎo)體棒一端用鉸鏈固定在圓心O點(diǎn)，另一端擱置在半圓弧上，整個裝置處在垂直紙面向里的磁場中。第一次導(dǎo)體棒固定不動，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間均勻變化；第二次保持磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0不變，導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)以恒定的角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動。已知兩次流過定值電阻的電流大小相等、方向相同，導(dǎo)體棒的阻值為R，忽略導(dǎo)線的電阻，導(dǎo)體棒始終保持與圓弧有良好的接觸，則下列說法正確的是(

)

A.流過導(dǎo)體棒的電流方向從O到A

B.第一次時，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化率ΔBΔt=B0ω2π

C.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)過90°的過程中，流過定值電阻的電荷量為π二、多項選擇題14.如圖所示，一“”形閉合導(dǎo)線框置于勻強(qiáng)磁場中，正方形ABCF和正方形FCDE邊長相等，勻強(qiáng)磁場的方向與線框平面垂直且向里。線框沿垂直于DE邊的方向向右做勻速直線運(yùn)動。下列說法正確的是(

)

A.E點(diǎn)電勢等于D點(diǎn)電勢

B.E點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)電勢

C.若線框繞CF軸線轉(zhuǎn)動，CF段有電流通過

D.若線框繞CF軸線轉(zhuǎn)動，CF段沒有電流通過15.如圖所示，一個小矩形線圈從高處自由落下，進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場，線圈高度小于磁場高度，線圈平面和磁場保持垂直。設(shè)線圈下邊剛進(jìn)入磁場到上邊剛要進(jìn)入磁場為A過程；線圈全部進(jìn)入磁場內(nèi)到線圈下邊剛要出磁場為B過程；線圈下邊剛出磁場到上邊剛要出磁場為C過程，則(

)

A.在A和C過程中，線圈內(nèi)電流方向相同

B.在A過程中，線圈可能做減速運(yùn)動

C.在B過程中，線圈機(jī)械能不變，并做勻加速運(yùn)動

D.在C過程中，線圈可能做勻加速運(yùn)動16.為了了解某電梯的原理，小明同學(xué)設(shè)計了如圖所示的簡易玩具電梯模型。一周長L=2?m、電阻R=1?Ω的單匝圓形線圈套在豎直放置的圓柱形磁極上，線圈圓心與磁極中軸線重合，磁極周圍存在聚集狀的輻向水平磁場。當(dāng)磁極以v0=3?m/s的速度豎直向上運(yùn)動時，磁場隨之向上勻速運(yùn)動，線圈也以穩(wěn)定的速度勻速上升。線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終為B=1?T，線圈始終保持水平且不與磁極接觸，線圈的質(zhì)量m=0.2?kg，重力加速度g=10?m/s2。在線圈向上勻速運(yùn)動過程中，下列說法正確的是(

)A.線圈中電流大小I=1?A

B.線圈勻速上升的速度v=2?m/s

C.線圈克服重力做功的功率P=5?W

D.若線圈的材料、粗細(xì)不變，僅增加線圈的匝數(shù)，則線圈會一直加速上升17.足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間距L=0.5m，在虛線MN左側(cè)有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，MN右側(cè)有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.2T，兩根長度均為L=0.5m的導(dǎo)體棒ab和cd分別垂直導(dǎo)軌放置在MN的左側(cè)和右側(cè)，并和導(dǎo)軌保持良好接觸，已知導(dǎo)體棒ab和cd質(zhì)量均為m=0.2kg，電阻分別為Rab=2Ω和Rcd=3Ω，現(xiàn)給ab棒一個向左的初速度v0=4m/sA.cd最終速度大小為v=2m/s B.ab和cd組成的系統(tǒng)動量守恒

C.整個過程流過ab的電荷量為4C D.整個過程ab棒產(chǎn)生的焦耳熱為0.4J18.如圖所示，搭載著單匝矩形導(dǎo)線框的小車在水平外力F的作用下以速度v=4?m/s向右勻速穿過一邊長a=20?cm正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5?T，線框的寬度為10?cm，高度為30?cm，總電阻R=2?Ω，小車運(yùn)動時，磁場能被導(dǎo)線框完全切割，下列說法正確的是

A.線框剛進(jìn)入磁場時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0.6?V

B.線框剛進(jìn)入磁場時，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為0.2?A

C.線框在進(jìn)入磁場的過程中，外力F的方向應(yīng)該向右

D.線框在進(jìn)入磁場的過程中，外力F的大小為0.02?N19.如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里，磁場的上下邊界間距為d，正方形線框的邊長也為d，當(dāng)線框的下邊距磁場的上邊界等于d時，讓線框從靜止開始下落，線框剛進(jìn)入磁場就勻速下落，已知線框在穿越磁場的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱為Q，重力加速度為g，忽略空氣的阻力，下列說法正確的是

A.線框的質(zhì)量為2Qgd

B.線框的電阻為22gdB2d3Q20.在足夠長的固定水平平行導(dǎo)軌上垂直放有兩個金屬棒MN和PQ，如圖為模型俯視圖.每根金屬棒質(zhì)量均為m=1.0kg，電阻都為R=10.0Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在水平面垂直，方向豎直向下.導(dǎo)軌間的距離L=2.0m，金屬棒MN與導(dǎo)軌間是光滑的，金屬棒PQ與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.剛開始兩金屬棒都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為F=2.0N恒力作用于金屬棒MN上，使金屬棒MN在導(dǎo)軌上滑動，滑動過程中兩金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻很小，可忽略不計，重力加速度g=10m/s2，則下列說法正確的是(

)

A.金屬棒PQ剛開始運(yùn)動時，金屬棒MN的速度大小為20m/s

B.兩棒最終以不同的速度做勻速直線運(yùn)動

C.兩棒最終以相同的加速度做勻加速直線運(yùn)動

D.兩棒速度差的最大值大小為40m/s21.1831年10月28日，法拉第展示了人類歷史上第一臺發(fā)電機(jī)—法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，其原理如圖所示，水平向右的勻強(qiáng)磁場垂直于盤面，圓盤繞水平軸C以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，銅片D與圓盤的邊緣接觸，圓盤、導(dǎo)線和阻值為R的定值電阻組成閉合回路。已知圓盤半徑為L，圓盤接入CD間的電阻為r=R2，其他電阻均可忽略不計，下列說法正確的是(

)

A.回路中的電流方向?yàn)閎→a

B.C，D兩端的電勢差為UCD=13BL2ω三、計算題22.如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為2m的匚形導(dǎo)體框MPQN，導(dǎo)體框電阻忽略不計。一質(zhì)量為m、電阻為R的銅棒靜置于導(dǎo)體框上的最右端MN處，與導(dǎo)體框構(gòu)成矩形回路MNQP。右側(cè)有一足夠大的區(qū)域分布有勻強(qiáng)磁場，磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，EF為磁場左側(cè)邊界且與MN平行，MN=PQ=L。初始時，導(dǎo)體框與銅棒均靜止，現(xiàn)給導(dǎo)體框一個與PQ垂直的水平向右的初速度v0，一段時間后銅棒進(jìn)入磁場中剛好做勻速直線運(yùn)動，直至PQ進(jìn)入磁場。已知PQ剛進(jìn)入磁場時導(dǎo)體框速度為v02，又經(jīng)時間t導(dǎo)體框與銅棒速度相同。導(dǎo)體框與銅棒之間的動摩擦因數(shù)μ=B2L2v04mgR，重力加速度為g。已知導(dǎo)體框與銅棒之間始終接觸良好，銅棒始終未到達(dá)PQ位置，其中m、R(1)銅棒進(jìn)入磁場時的速度大??；(2)導(dǎo)體框MP邊的長度；(3)導(dǎo)體框的PQ邊進(jìn)入磁場后，回路產(chǎn)生的焦耳熱。23.如圖所示，匝數(shù)為n、橫截面積為S的圓形線圈(圖中只畫了1匝)中有垂直紙面向里、大小均勻變化的勻強(qiáng)磁場B1。線圈通過開關(guān)S與光滑平行導(dǎo)軌1、2相連。平行金屬導(dǎo)軌1與2、3與4間間距均為L，固定在水平面上，1、3之間以及2、4之間用長度很短的光滑絕緣材料相連。導(dǎo)軌3、4足夠長，其右端與阻值為R的電阻相連，所在區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2。質(zhì)量為m、長度為L、電阻為R的金屬桿MN，垂直放置在導(dǎo)軌1、2上。閉合S，金屬桿中的電流為I。斷開S，讓金屬桿獲得與軌道平行的初速度，金屬桿剛滑到導(dǎo)軌3、4上的速度大小v0，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，滑行一段距離后停止，在這過程中，電阻R上的產(chǎn)生的焦耳熱為Q。線圈與導(dǎo)軌的電阻忽略不計，金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸且垂直。重力加速度為g，求：

(1)線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率ΔB(2)金屬桿剛進(jìn)入磁場時加速度大小a。(3)金屬桿從進(jìn)入磁場到停止運(yùn)動的距離s。24.如圖所示將質(zhì)量m=0.2kg粗細(xì)均勻的合金導(dǎo)線彎成n=100匝、邊長L=0.2m的正方形線框abcd。該線框在平行于斜面向上的力F作用下靜止在θ=37°的光滑斜面上。平行于斜面底部的MN連線上方分布著垂直斜面向下，大小B=0.1T的勻強(qiáng)磁場。線框ab與cd邊中點(diǎn)連線與MN連線重合。已知合金導(dǎo)線總電阻R=20Ω，取sin37°=0.6，(1)當(dāng)線框靜止時，求力F的大小;(2)若從t=0s時刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律滿足B=0.1+0.2t(T)，仍要保持線框靜止，求力F隨時間t變化的關(guān)系。25.如圖所示，平行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，傾角θ=30°，導(dǎo)軌間的距離L=1.0m，電阻R=R1=3.0Ω，電容器電容C=2×10?8C，導(dǎo)軌電阻不計，勻強(qiáng)磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，質(zhì)量m=0.4kg，電阻r=1.0Ω的金屬棒ab(1)金屬棒ab達(dá)到勻速運(yùn)動時的速度大小(g=10m/s2)；(2)金屬棒ab從靜止開始到勻速運(yùn)動的過程中通過電阻R的電荷量。26.如圖所示，間距為L=1.0m的兩條平行光滑豎直金屬導(dǎo)軌PQ、MN足夠長，底部Q、N之間連有一阻值為R1=3Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0.5T的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，導(dǎo)軌的上端點(diǎn)P、M分別與橫截面積為5×10?3m2的10匝線圈的兩端連接，線圈的軸線與大小均勻變化的勻強(qiáng)磁場B2平行，開關(guān)K閉合后，質(zhì)量為m=1×10(1)金屬棒ab恰能保持靜止時，勻強(qiáng)磁場B2(2)開關(guān)K斷開后，金屬棒ab下落時能達(dá)到的最大速度v；(3)開關(guān)K斷開后，金屬棒ab下落x=2m時恰好運(yùn)動至最大速度，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q。

答案和解析1.【答案】D

【解析】A.由右手定則判斷知，導(dǎo)體PQ產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)镼→P，通過R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到d，故A正確；

B.導(dǎo)體PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為：E=Blv=1.0×1×2V=2V.故B正確；

C.感應(yīng)電流為：I=ER+r=23+1A=0.5A，安培力F安=BIl=1.0×0.5×1N=0.5N，故C正確；

D.金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U型導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，外力2.【答案】D

【解析】A、在閉合電路進(jìn)入磁場的過程中，通過閉合電路的碰通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向不變，故A正確；

B、當(dāng)三角形閉合回路進(jìn)入磁場一半時，即這時等效長度最大為32L，這時感應(yīng)電動勢最大

E=32BLv，故B錯誤；

C、線框進(jìn)入磁場的有效長度先變大后減小，即感應(yīng)電動勢先變大后變小，則電流先變大后減小，故C錯誤;

D、流過回路的電量為q=3.【答案】A

【解析】情景1：線框繞MN轉(zhuǎn)動。線框內(nèi)感應(yīng)電動勢的最大值為Em=B0L2ω，線框轉(zhuǎn)動一圈過程中，只有半圈有感應(yīng)電流，設(shè)感應(yīng)電動勢的有效值為E。則E2RT=(Em2)2?1R?T24.【答案】C

【解析】CD.根據(jù)楞次定律判斷可知，線圈進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向，為正值；線圈穿出磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向，為負(fù)值；由I=ER=BLvR知線圈進(jìn)入和穿出磁場時感應(yīng)電流的大小不變；線圈完全在磁場中運(yùn)動時，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C正確，D錯誤；

AB.線圈進(jìn)入磁場時，bc邊切割磁感線相當(dāng)于電源，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向，則c點(diǎn)為高電勢Ubc=?ER外R=?3BLv4R，線圈完全在磁場中運(yùn)動時，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，此時5.【答案】D

【解析】導(dǎo)體棒向右運(yùn)動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向左的安培力而做減速運(yùn)動，隨著速度的減小，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流減小，導(dǎo)體棒所受的安培力減小，導(dǎo)體棒做變減速運(yùn)動，安培力的平均值是不斷變化，不能用W?=?Fx求克服安培力做功。故甲同學(xué)的解法是錯誤的。

根據(jù)功能關(guān)系，在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的過程中，導(dǎo)體棒損失的動能最終轉(zhuǎn)化為電阻R的焦耳熱；與導(dǎo)體棒的運(yùn)動的過程無關(guān)，可以用來求解產(chǎn)生的焦耳熱，故乙同學(xué)的解法是正確的，故ABC錯誤，D正確。

故選D。6.【答案】B

【解析】A.由于電路中電流方向會隨著金屬棒ab轉(zhuǎn)動過程中切割磁感線的方向改變而改變，是交流電，電流大小是按正弦規(guī)律變化的，并非始終不變，所以A錯誤。

B.金屬棒ab在轉(zhuǎn)動過程中，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=BLv'其中v=ω×d2，金屬棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值E=BLωd22。根據(jù)閉合電路歐母定律I=ER+r，電壓表測量的是電阻R兩端的電壓U=IR=BLωdR22(R+r)，所以B正確。

C.金屬棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em=BLωd2，此時ab兩端電壓是路端電壓，根據(jù)閉合電路歐母定律Uab=RR+r7.【答案】C

【解析】A.根據(jù)右手定則可知，等效電源OA的A端為正極，則M板帶正電，N板帶負(fù)電，故A錯誤；B.導(dǎo)體棒OA垂直磁場轉(zhuǎn)動切割磁感線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Brω?12r=C.回路的感應(yīng)電流I=ER+R1+R2，電容器兩端電壓UD.電阻R1上消耗的電功率為P=I2R18.【答案】B

【解析】解：A、由題意，導(dǎo)體棒通過ab、ef的速度大小相等，可以確定：導(dǎo)體棒在cdef無磁場區(qū)域內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，在abcd磁場區(qū)域內(nèi)做減速直線運(yùn)動，故A錯誤；

B、導(dǎo)體棒通過abcd磁場區(qū)域的過程中，由法拉第電磁感應(yīng)定律和電荷量公式可知

q=I?t=E?RΔt=BL1L2R，故B正確；

C、導(dǎo)體棒通過abcd磁場區(qū)域，由牛頓第二定律得：

f+FA?F=ma

FA=BIL1=B2L12vR

可知導(dǎo)體棒做加速度減小的減速運(yùn)動，而導(dǎo)體棒在cdef無磁場區(qū)域內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，兩階段位移相等，初末速度相反，由v?t圖像(兩階段圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積相等)可知：導(dǎo)體棒通過abcd磁場區(qū)域的時間大于通過cdef無磁場區(qū)域的時間，故C錯誤；

D9.【答案】D

【解析】A、當(dāng)其中一根金屬條在磁場中切割磁感應(yīng)線時，該金屬條相對于電源，其它三根金屬條相對于外電路且并聯(lián)，根據(jù)電路特點(diǎn)可知，通過磁場中的那根金屬條的電流是通過其它三根金屬條電流的三倍，故A錯誤；

B、當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動時，根據(jù)右手定則可知通過金屬條ab中的電流從b指向a，則金屬條ab中a端電勢高，故B錯誤；

C、金屬條ab在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時充當(dāng)電源，其余為外電路，且并聯(lián)，其等效電路如下圖所示；

設(shè)電路的總電阻為R總，根據(jù)電路圖可知，R總=R+13R=6Ω+13×6Ω=8Ω，故C錯誤；

D、當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：

E=12Br2ω=12×0.8×0.32×20V=0.72V，10.【答案】A

【解析】D.閉合開關(guān)時，金屬桿在下滑過程中，受到重力和安培力作用，若此時重力與安培力相等，金屬桿做勻速直線運(yùn)動，這個圖象是可能的，故D正確，不符合題意；

ABC.若閉合形狀時安培力小于重力，則金屬桿的合力向下，加速度向下，做加速運(yùn)動，在加速運(yùn)動的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，安培力增大，則合力減小，加速度減小，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)重力與安培力相等時，做勻速直線運(yùn)動；若安培力大于重力，則加速度的方向向上，做減速運(yùn)動，減速運(yùn)動的過程中，安培力減小，做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，當(dāng)重力與安培力相等時，做勻速直線運(yùn)動，故BC正確，不符合題意，A錯誤，符合題意。

故選A。11.【答案】D

【解析】由圖可知，在棒轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生正弦式交流電，當(dāng)棒的速度方向與磁場垂直時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，為：Em=BLv=BLr·ω=1π×1×0.2×10πV=2V；

根據(jù)有效值與最大值之間的關(guān)系可知有效值：E=Em2=2V

A.根據(jù)右手定則可知金屬棒從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電流從b流向a，故A錯誤；

B.電壓表的示數(shù)為有效值，根據(jù)閉合電路的歐姆定律：U=Er+RR=452V，故B12.【答案】D

【解析】A.金屬桿ab克服安培力所做的功等于整個電路產(chǎn)生的焦耳熱，A錯誤；

B、根據(jù)功能關(guān)系有WF+W根據(jù)功能關(guān)系，安培力所做的功與拉力所做的功等于金屬桿機(jī)械能增加量，B錯誤；C.根據(jù)功能關(guān)系，拉力F和重力做功的代數(shù)和等于金屬桿克服安培力做的功和桿動能的增加量，大于金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱，C錯誤；D.拉力F與安培力的合力所做的功大于mg?，D正確．

故選D。13.【答案】D

【解析】A.第二次導(dǎo)體棒沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，由右手定則可知流過導(dǎo)體棒的電流方向從A到

O

，故A錯誤；B.第一次，由法拉第電磁感應(yīng)定律得

E由歐姆定律得

I第二次，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢為

E由歐姆定律得

I由題意有

I解得

ΔB故B錯誤；C.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)過

90°

所用的時間為該過程中流過定值電阻的電荷量為

q=解得

q=故C錯誤；D.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)過

90°

的過程中，定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為結(jié)合上述解得

Q=故D正確。故選D。14.【答案】BD

【解析】AB、線框沿垂直于DE邊的方向向右做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)右手定則，DE邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，E點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)電勢，故A錯誤，B正確；

CD、當(dāng)線框繞CF軸線轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量不變；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=NΔΦΔt，磁通量Φ不變，ΔΦ=0，則感應(yīng)電動勢E=0，CF段沒有電流通過，故C錯誤，D正確。

故選15.【答案】BC

【解析】A.A過程線圈磁通量不斷增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，感應(yīng)電流為逆時針方向，C過程線圈磁通量不斷減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，感應(yīng)電流為順時針方向，因此在A和C過程中，線圈內(nèi)電流方向相反，故A錯誤；B.在A過程中，當(dāng)線圈速度足夠大，線圈受到的安培力大于重力，即B2L2C.在B過程中，線圈磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，只受到重力的作用，因此此時機(jī)械能不變，并做勻加速運(yùn)動，故C正確；D.在C過程中，當(dāng)速度較小，線圈受到的安培力小于重力時，即mg?B2L故選BC。16.【答案】AC

【解析】A、對線圈，根據(jù)平衡條件有BIL=mg，解得I=1A，A項正確;

B、感應(yīng)電動勢E=BL(v0?v)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=ER，可得I=BL(v0?v)R，解得v=2.5m/s，B項錯誤;

C、線圈克服重力做功的功率17.【答案】AC

【解析】AB．a(chǎn)b向左運(yùn)動，根據(jù)右手定則和左手定則，可知ab和cd均收到向右的安培力，則系統(tǒng)動量不守恒。但由于二者最終速度一定相等，電動勢為零。且安培力大小始終相等，即安培力沖量大小相等，根據(jù)動量定理，ab動量的減小量等于cd動量的增加量，故二者速度最終均為

2m/s

，故A正確，B錯誤；C.對ab，根據(jù)動量定理B得整個過程流過ab的電荷量為q=4C故C正確；D.根據(jù)能量守恒，整個過程產(chǎn)生的焦耳熱為Q=則整個過程ab棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q故D錯誤。故選AC。18.【答案】BCD

【解析】AB、線框剛進(jìn)入磁場時，線框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Bav=0.4V，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為I=ER，解得I=0.2A，故A項錯誤，B項正確;

C、根據(jù)楞次定律，可知線框進(jìn)入磁場時受到向左的阻力，所以外力F應(yīng)向右，故C項正確;

D、為使線框勻速運(yùn)動，在進(jìn)入磁場的過程中，外力F的大小滿足F=F安，

而安培力為F安=BIa=0.02N，則F=0.02N，故19.【答案】BC

【解析】A.線框在穿越磁場的過程中做勻速運(yùn)動，由能量守恒可得重力勢能的減小量等于生成的焦耳熱，則有mg×2d=Q，解得m=Q2gd，A錯誤;

B.設(shè)線框的下邊剛到達(dá)磁場的上邊界時速度為v，線框自由下落的高度為d時進(jìn)人磁場，則有v2=2gd，可得v=2gd，設(shè)線框的電阻為R，由電磁感應(yīng)的規(guī)律可得E=Bdv、I=ER、F安=BId，由二力平衡可得F安=mg，綜合可得R=22gdB2d3Q，B正確;

C.由E=ΔQ20.【答案】AC

【解析】A.金屬棒PQ剛開始運(yùn)動時，BIL=μmg，I=BLv2R，得v=20m/s，故A正確；

BC.之后對金屬棒MN利用牛頓第二定律得：F?BIL=ma1，

金屬棒PQ利用牛頓第二定律得：BIL?μmg=ma2，金屬棒MN做加速度減小的加速運(yùn)動，金屬棒PQ做加速度增大的加速運(yùn)動，當(dāng)二者加速度相等時，達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，一起以相同加速度做勻加速直線運(yùn)動，兩金屬棒的共同加速度為a共，對系統(tǒng)有F?μmg=2ma