人教高中物理专题10 电磁感应规律及综合应用（精练）（解析版）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题10 电磁感应规律及综合应用（精练）
一、单项选择题
1．如图所示，金属圆环放置在水平桌面上，一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合，永磁体下端为N极，将永磁体由静止释放，永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v，向下的加速度大小为a，圆环的质量为M，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）
A．俯视看，圆环中感应电流沿顺时针方向
B．永磁体下落的整个过程先加速后减速，下降到某一高度时速度可能为零
C．永磁体运动到P点时，圆环对桌面的压力大小为
D．永磁体运动到P点时，圆环中产生的焦耳热为
【答案】D
【详解】A．根据楞次定律可知，俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向，A错误；
B．根据楞次定律可知，感应电流激发出的磁场对永磁体有磁场力的作用，该磁场力的效果是阻碍永磁体相对圆环的运动，即该磁场力方向始终向上，由于是阻碍，则磁场力的大小小于重力，可知永磁体下落的整个过程一直加速，下降到某一高度时速度不可能为零，B错误；
C．根据上述，对永磁体分析有对圆环分析有根据牛顿第三定律有，
解得，圆环对桌面的压力大小为，C错误；
D．永磁体运动到P点时，根据能量守恒定律有解得，D正确。故选D。
2．如图所示，一导体圆环位于纸面内，为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域（半径）中有方向相反且与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度。长为的导体杆可绕转动，电阻为，端通过滑动触点与圆环接触良好。在圆心和圆环间连有电阻。杆以角速度逆时针匀速转动，时恰好在图示位置，圆环的电阻忽略不计，则杆从开始转动一周的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．所产生电流为直流电
B．时通过的电流方向为到
C．时通过的电流大小为
D．电阻的电功率为
【答案】C
【详解】A．两处磁场方向相反，所以电流方向相反，产生交流电，A错误；
B．时导体棒转过的角度为导体棒在垂直纸面向里的磁场中，所以根据右手定则知通过的电流方向为到，B错误；
C．感应电动势为所以电流为，C正确；
D．根据有效值的定义得解得所以电阻的电功率为，D错误。故选C。
3．正方形金属线框的边与匀强磁场的边界重合，匀强磁场垂直纸面且范围足够大，第一次将金属线框以速度匀速拉进匀强磁场内（如图甲）；第二次金属框以边为轴匀速转动，边的线速度大小为，线框从上往下看逆时针旋转（如图乙）。设两个过程中线框中产生的焦耳热分别为和，则等于（　　）
A．4 B．8 C． D．
【答案】C
【详解】设正方形金属线框的边长为，电阻为，磁场的磁感应强度为，图甲产生的感应电动势为
进入过程时间为产生的热量为图乙产生的为正弦交流电，感应电动势有效值为
转动时间为产生的热量为联立解得故选C。
4．如图所示，正方形导线框放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力随时间的变化关系的是（规定水平向左为F的正方向）（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】内磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流，由公式
可知产生的感应电动势恒定，由于则电流恒定，由于可知磁感应强度均匀减小，则线框的边受到的安培力均匀减小，由左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。内磁场方向向外且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。内磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀减小，安培力均匀减小，由左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。内磁场方向向里且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。故选A。
5．如图甲所示，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，外圆环通以如图乙所示的电流。规定图甲所示电流方向为外圆环电流的正方向，内圆环端电势高于端时，a、b间的电压为正，下列关于图像的描述可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由题图乙可知，在，时间内，外圆环电流逐渐增大但逐渐减小，根据安培定则可知，在外圆环内部产生的磁场方向垂直于纸面向里，磁场逐渐增强，但逐渐减小，根据楞次定律可知，内圆环a湍电势高，所以根据