2.4電磁感應(yīng)的案例分析基礎(chǔ)鞏固2021—2022學(xué)年高中物理滬教版（2019）選擇性必修第二冊一、選擇題（共15題）1．如圖所示，水平放置的光滑金屬長導(dǎo)軌MM′和NN′之間接有電阻R，導(dǎo)軌平面在直線OO′左、右兩側(cè)的區(qū)域分別處在方向與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)左、右區(qū)域的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反、大小均為B，一根金屬棒ab垂直放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好，棒和導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．金屬棒ab始終在水平向右的恒定拉力F的作用下，在左邊區(qū)域中恰好以速度v做勻速直線運(yùn)動，則以下說法中正確的是

(

)A．金屬棒在虛線左側(cè)運(yùn)動時通過金屬棒的電流方向從a到bB．金屬棒在虛線右側(cè)運(yùn)動時通過電阻的電流為C．水平恒力的大小為D．金屬棒在虛線右側(cè)先減速運(yùn)動，最后以的速度勻速運(yùn)動2．如圖所示，水平面上方的一個寬為4L的區(qū)域存在一個垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域的左邊有一輛絕緣小車，車上固定一個邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd，bc邊緊靠磁場區(qū)域，現(xiàn)給小車一個初速度v0，小車和線框的總質(zhì)量為m，不計(jì)一切摩擦，小車運(yùn)動的速度v和位移x的圖象畫出了一部分（圖中所標(biāo)為已知），根據(jù)圖象，以下說法正確的是A．小車離開磁場后的速度為0.8v0B．小車進(jìn)入磁場的過程中做加速度增大的變加速運(yùn)動C．由于圖象不完整，不知道小車穿出磁場的運(yùn)動規(guī)律，所以無法求出小車離開磁場后的速度D．小車穿過磁場的過程中，線框產(chǎn)生的內(nèi)能為032mv023．如圖所示，光滑水平導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的豎直勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m的金屬棒置于軌道上，①先閉合開關(guān)S，再使金屬棒獲得水平向右的初速度，到最終穩(wěn)定，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為；②金屬棒先獲得水平向右的初速度，運(yùn)動后到某位置閉合開關(guān)S，到最終穩(wěn)定，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為，已知滑軌左端接的電阻阻值為R，其余電阻均不計(jì)，則（）A．B．C．、的大小關(guān)系與開關(guān)閉合的位置有關(guān)D．如果僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，其余條件不變，則、都會增大4．如圖所示，兩根平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab、cd跨在導(dǎo)軌上，ab的電阻R大于cd的電阻r，當(dāng)cd在大小為F1的外力作用下勻速向右滑動時，ab在大小為F2的外力作用下保持靜止，那么以下說法中正確的是()A．Uab>Ucd，F(xiàn)1>F2B．Uab＝Ucd，F(xiàn)1<F2C．Uab＝Ucd，F(xiàn)1＝F2D．Uab>Ucd，F(xiàn)1＝F25．如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平絕緣面上，除R外其它電阻均不計(jì)，垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場．當(dāng)質(zhì)量為m的金屬棒cd在水平恒力F作用下由靜止向右滑動過程中，下列說法中正確的是A．水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B．只有在cd棒做勻速運(yùn)動時，F(xiàn)對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C．無論cd棒做何種運(yùn)動，它克服磁場力做的功一定不等于電路中產(chǎn)生的電能D．金屬棒cd一定做勻變速運(yùn)動6．如圖所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動到M′N′的過程中，棒上感應(yīng)電動勢E隨時間t變化的圖示，可能正確的是()A．B．C．D．7．如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQMN所圍的成面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻．導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在0～2t0時間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是（）A．在0～2t0時間內(nèi)，導(dǎo)軌棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向先向左后向右，大小不變B．在0～t0內(nèi)，通過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹到MC．在t0～2t0內(nèi)，通過電阻R的電流大小為D．在0～2t0時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為8．如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向外，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，其中ad=H、bc=h，ad與bc間的距離也為l，t=0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合。現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是（）A． B．C． D．9．在如圖所示的勻強(qiáng)磁場中有一光滑的金屬軌道，軌道上放有兩根平行金屬棒AB、CD。當(dāng)棒AB向右平行移動時，棒CD將（）A．保持靜止 B．向左運(yùn)動C．向右運(yùn)動 D．發(fā)生轉(zhuǎn)動10．電磁彈射器是航空母艦上一種高效的艦載機(jī)起飛裝置，我國的未來航母也將采用這種裝置，其工作原理如圖所示。足夠長的光滑導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，左端接有電動勢為E的電源，系統(tǒng)處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。閉合開關(guān)S后，質(zhì)量為m、長度等于導(dǎo)軌間距的金屬棒ab由靜止開始運(yùn)動，最后達(dá)到穩(wěn)定速度vm。加速到穩(wěn)定速度的過程中，電源提供的能量為Es，電源、金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q1，Q2，下列說法正確的是（）A．金屬棒ab先做勻加速直線運(yùn)動最后做勻速直線運(yùn)動B．達(dá)到穩(wěn)定速度時金屬棒的感應(yīng)電動勢小于EC．穩(wěn)定速度D．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為11．如圖所示，一勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)?0cm，磁場方向垂直紙面向里，一邊長為20cm的正方形線框以垂直于磁場邊界的恒定速度通過該磁場區(qū)域。在線框通過該磁場區(qū)域的過程中線框速度方向始終與磁場邊界垂直，線框剛進(jìn)入磁場時開始計(jì)時，規(guī)定線框中電流逆時針方向?yàn)檎较?，下列圖線能正確反映該過程中電流強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律的是（）A． B．C． D．12．某電磁緩沖車是利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行制動緩沖，它的緩沖過程可等效為：小車車底安裝著電磁鐵，可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下；水平地面固定著閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，ab邊長為L，如圖所示(俯視)。緩沖小車水平通過線圈上方，線圈與磁場的作用使小車做減速運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。已知小車總質(zhì)量為m，受到地面的摩擦阻力為f，小車磁場剛抵達(dá)線圈時，速度大小為。則下列說法正確的是（）A．小車磁場剛抵達(dá)線圈時，線圈中感應(yīng)電流I的大小為零B．小車磁場剛抵達(dá)線圈時，線圈ab段中電流的方向是從a到bC．小車緩沖過程中的最大加速度am的大小為D．小車緩沖過程中的最大加速度am的大小為13．如圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度均為L．現(xiàn)有一邊長為L的正方形線框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁場邊緣，并以沿x軸正方向的速度水平勻速地通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向?yàn)殡娏髡较?，下圖中能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的圖是（）A． B．C． D．14．如圖所示，光滑且足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間的距離，定值電阻、，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為的金屬導(dǎo)體棒，棒的電阻。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)用一拉力沿水平方向向左拉棒，使棒以一定的初速度開始運(yùn)動，如圖為中電流的平方隨時間的變化關(guān)系圖像，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）A．末棒的速度大小為B．內(nèi)中產(chǎn)生的焦耳熱為C．內(nèi)拉力所做的功為D．棒受到的安培力的大小與時間的關(guān)系為15．如圖所示，兩寬度均為a的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等，兩磁場區(qū)域間距為4a。一個邊長為a的正方形金屬線框從磁場上方距離為a處由靜止自由下落，勻速通過上方勻強(qiáng)磁場區(qū)域，之后又通過下方勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知下落過程中線框平面始終在豎直平面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A．線框通過上、下兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電能相等B．線框通過上、下兩個磁場的過程中流過線框的電荷量不相等C．線框通過下方磁場的過程中加速度的最大值與重力加速度的大小相等D．線框通過上、下兩個磁場的時間相等二、填空題（共3題）16．如圖所示，“日”字形線框質(zhì)量為m，長短邊長分別為、l，短邊電阻為r，豎直邊電阻不計(jì).當(dāng)它的下邊剛落進(jìn)寬度為l的勻強(qiáng)磁場B時，即做勻速運(yùn)動，則線框穿過磁場的時間為___________.17．如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值R為4Ω的定值電阻，現(xiàn)有一質(zhì)量m為0.5kg的導(dǎo)體棒ab，長L=0.5m，其電阻r為1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以v=8m/s的速度向右做勻速運(yùn)動。求：(1)導(dǎo)體棒ab中電流的方向_____________；(2)ab兩端電壓U=_____________V；(3)導(dǎo)體棒ab所受的外力大小_____________N。18．把一個矩形線圈從有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中勻速拉出(如圖)，第一次速度為v1，第二次速度為v2，且v2＝2v1，則前、后兩種情況下安培力之比_____,拉力做功之比______，拉力的功率之比______，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比______，通過導(dǎo)線橫截面的電量之比______．三、綜合題（共4題）19．如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場中有一矩形閉合線圈，線圈平面與磁場方向垂直。已知線圈的匝數(shù)，邊長、，電阻。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直紙面向里為磁場的正方向。求：（1）3s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電流的方向；（2）在內(nèi)通過線圈的電荷量；（3）在內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱。20．如圖所示，一滑塊放在水平軌道上，下方用絕緣桿固定一邊長為、匝數(shù)為10匝的正方形金屬線框，已知線框的總阻值為，線框、絕緣桿以及滑塊的總質(zhì)量為，滑塊與水平軌道之間的的動摩擦因數(shù)為。水平軌道的正下方有長為、寬為的長方形磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，且線框的上邊緣剛好與磁場區(qū)域的中心線重合?，F(xiàn)給滑塊施加一水平向右的外力，使整個裝置以恒定的速度通過磁場區(qū)域，從線框進(jìn)入磁場瞬間開始計(jì)時，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，重力加速度為。（1）正方形線框剛要全部進(jìn)入磁場時外力應(yīng)為多大；（2）正方形線框從剛進(jìn)入磁場到剛好離開磁場的過程中，外力做的功為多少。21．如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R＝4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。質(zhì)量為m＝0.1kg，長為L＝0.1m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知導(dǎo)體棒電阻為r＝1Ω，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒下滑過程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，(g＝10m/s2)。求：（1）導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ；（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（3）若靠近電阻處到底端距離為20m，ab棒在下滑至底端前速度已達(dá)10m/s，求ab棒下滑的整個過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。22．如圖所示，豎直放置的平行導(dǎo)軌上擱置了一根