【金版学案】2015届高考物理二轮专题复习第2课电磁感应规律及其应用课时过关检测试题(A卷)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答案一、单项选择题1．(2014·广东卷)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析：小磁块下落时，铜管中会产生感应电流，塑料管中因电阻无穷大没有感应电流，根据楞次定律的另一种表述：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，可知铜管中下落的小磁块会受到感应电流的磁场施加的向上的力，下落加速度小于g，塑料管中的小磁块做自由落体运动，分别根据动力学、运动学、机械能守恒等知识得选项A、B、D项错，C项正确．答案：C2．如图，虚线表示a、b两个相同圆形金属线圈的直径，圆内的磁场方向如图所示，磁感应强度大小随时间的变化关系B＝kt(k为常量)．当a中的感应电流为I时，b中的感应电流为( )A．0 B．0.5I C．I D．2I解析：由于b中的合磁通量始终为零，故没有感应电流产生，A对．答案：A3.如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( )A．向左 B．向右C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里解析：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确．答案：B4．北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a解析：由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错；若线圈向北平动，线圈的bc边和ad边切割磁感线，线圈中无感应电流，a点电势与b点电势相等，B错误；若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，C对，D错．答案：C二、双项选择题5．图a～d分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是( )A．图(a)中回路产生的感应电动势恒定不变B．图(b)中回路产生的感应电动势一直在变大C．图(c)中回路在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图(d)中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，在Φt图象中，磁通量的变化率等于图线的斜率的绝对值，由此可知A、B项的表述与实际相反了，错误；C、D的表述正确．答案：CD6.如右图所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2 s，第二次用时0.4 s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则( )A．第一次线圈中的磁通量变化较快B．第一次电流表指针的最大偏转角较大C．第二次电流表指针的最大偏转角较大D．若断开S，电流表均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势解析：由法拉第电磁感应定律可判断A、B正确．答案：AB7.如图，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面．金属棒ab与导轨垂直且接触良好．ab由静止释放后( )A．速度一直增大B．加速度一直保持不变C．电流方向沿棒由a向bD．安培力的最大值与其重力等大解析：当棒ab有向下的速度时，由右手定则知电流方向沿棒由a向b，由左手定则知安培力的方向竖直向上．由一开始棒ab的速度较小，向上的安培力较小，故加速度较大；随着速度的增大，安培力增大，加速度变小，最后安培力等于重力，棒ab做匀速直线运动至最低点．答案：CD8.边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下，将穿过方向如图所示的有界匀强磁场，磁场宽度为d(d>L)．已知线框进入磁场时恰好匀速运动，则线框进入磁场的过程和从另一侧离开磁场的过程相比较，下列说法正确的是( )A．线框中感应电流的方向相反B．线框所受安培力的方向相反C．线框离开磁场时的速度不可能小于进入磁场时的速度D．离开磁场过程产生的电能一定小于进入磁场过程产生的电能解析：由右手定则和左手定则知线框中感应电流的方向相反，线框所受安培力方向相同，都向左，故A对，B错；d>L，进入磁场后会加速一段时间，离开时虽减速，但最多减至原进入时速度，即出磁场时的平均感应电动势大于进入磁场时的平均感应电动势，故C对，D 错．答案：AC9．如图所示的电路中，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是( )A．作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做功将机械能转化为电能C．重力与恒力F做功的代数和等于电阻R上产生的焦耳热D．金属棒克服安培力做的功等于重力与恒力F做的总功与电阻R上产生的焦耳热之和解析：由于金属棒匀速下滑，由动能定理可知作用在金属棒上的各个力的合力做功为零，故A对；只有克服安培力做功，才将机械能转化为电能，故B错误；由动能定理得W G －W F－W安＝0，变形可得W G－W F＝W安，可知C正确，D错误．答案：AC三、计算题10．(2014·和平区二模)两根平行的金属导轨相距L1＝1 m，与水平方向成θ＝30°角倾斜放置，如图甲所示，其上端连接阻值R＝1.5 Ω的电阻，另有一根质量m＝0.2 kg、电阻r＝0.5 Ω的金属棒ab放在两根导轨上，距离上端L2＝4 m，棒与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计，因有摩擦力作用，金属棒处于静止状态．现在垂直导轨面加上从零均匀增强的磁场，磁感应强度的变化规律如图乙所示，已知在t＝2 s时棒与导轨间的摩擦力刚好为零(g取10 m/s2)，则在棒发生滑动之前：(1)试讨论所加磁场的方向并确定电路中的感应电流是变化的还是恒定的． (2)t ＝2 s 时，磁感应强度B 为多大？(3)假如t ＝3 s 时棒刚要发生滑动，则棒与导轨间最大静摩擦力多大？ (4)从t ＝0到t ＝3 s 内，电阻R 上产生的电热有多少？解析：(1)由楞次定律和左手定则可判定：磁场方向垂直导轨面向上或垂直导轨向下．因B 均匀增大，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势为定值，故产生的感应电流恒定．(2)当t ＝2 s 时，对导体棒由平衡条件得： mgsin θ＝B 2IL 1①由闭合电路欧姆定律得：I ＝E R ＋r② 由法拉第电磁感应定律得： E ＝ΔB Δt L 1L 2＝B 2－0t －0L 1L 2③ 联立①②③式解得B 2＝1 T.(3)当t ＝3 s 时，对棒由平衡条件得： B 3IL 1＝mgsin θ＋F fmax由题图乙及第(2)问可得t ＝3 s 时，B 3＝1.5 T. 联立解得F fmax ＝0.5 N. (4)由焦耳定律得：Q R ＝I 2Rt代入数据解得：Q ＝4.5 J.答案：(1)见解析 (2)1 T (3)0.5 N (4)4.5 J。
