专题8 电磁感应中的电路问题 2020-2021高二物理下学期期末专题复习训练（人教版选修3-2）

专题8 电磁感应中的电路问题 一、单选题 1．如图所示，水平放置的U形线框abcd处于匀强磁场之中．已知导轨间的距离为L，磁场的磁感应强度为B、方向竖直向下．直导线MN中间串有电压表(已知导线和电压表的总质量为m)，水平跨接在ab和cd上，且与ab垂直，直导线与导轨之间的动摩擦因数为μ，R为电阻，C为电容器．现令MN以速度向右匀速运动，用U表示电压表的读数、q表示电容器所带的电荷量、C表示电容器的电容、F表示对MN的拉力．因电压表的体积很小，其中导线切割磁感线对MN间电压的影响可忽略．则(　 　) A． , B．,q＝0 C．U＝0, D．, 【答案】C 【解析】 当导线MN匀速向右运动时，导体棒产生的感应电动势不变，故电容器所带电荷量不变，即，此时电压表中没有电流通过，故电压表的示数为0，根据受力平衡可得，故C正确，ABD错误； 故选C． 2．图中、为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为定值电阻，C为电容器，L为小灯泡，为可在和上滑动的导体横杆，金属导轨中有垂直于导轨平面的匀强磁场。若用和分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆（　　） A．匀速滑动时， B．减速滑动时， C．加速滑动时， D．加速滑动时， 【答案】D 【解析】A．匀速滑动时，金属棒中产生恒定的电动势，则，因电容器不能通过直流电，则选项A错误； B．减速滑动时，感应电动势减小，则电容器两端的电压减小，电容器放电，因此有电流流过，则，选项B错误； CD．加速滑动时，感应电动势增加，电容器两端电压增高，电容器充电，则，选项C错误，D正确。 故选D。 3．如图所示，水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下；一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是 A．拉力的大小在运动过程中保持不变 B．棒通过整个圆环所用的时间为 C．棒经过环心时流过棒的电流为 D．棒经过环心时所受安培力的大小为 【答案】D 【解析】导体棒做匀加速运动，合外力恒定，由于受到的安培力随速度的变化而变化，故拉力一直变化，选项A错误；设棒通过整个圆环所用的时间为t，由匀变速直线运动的基本关系式可得，解得，选项B错误；由可知棒经过环心时的速度，此时的感应电动势，金属圆环的两侧并联，等效电阻，故棒经过环心时流过棒的电流为，选项C错误；由对选项C的分析可知棒经过环心时所受安培力的大小为，选项D正确。 4．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（垂直纸面向里）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则（ ） A．，流过固定电阻R的感应电流由b经R到d B．，流过固定电阻R的感应电流由d经R到b C．MN受到的安培力大小，方向水平向右 D．MN受到的安培力大小，方向水平向左 【答案】A 【解析】AB．当MN运动时，相当于电源．但其两边的电压是外电路的电压，假设导轨没电阻，MN两端的电压也就是电阻R两端的电压，电路中电动势为 E=BLv MN的电阻相当于电源的内阻，二者加起来为2R，则电阻上的电压为 再由右手定则，拇指指向速度方向，手心被磁场穿过，四指指向即为电流方向，即由N到M，那么流过电阻的就是由b经R到d．故A正确B错误； CD．由欧姆定律可知，电流 则MN受到的安培力大小 方向向左，故CD错误。 故选A。 5．如图所示，一个半径为l的半圆形硬导体AB以速度v在水平U型框架上向右匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，干路电阻为R0，半圆形硬导体A、B的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体AB切割磁感线产生的感应电动势大小及A、B之间的电势差分别为 (　　) A．Blv　 B．Bπlv　 C．2Blv　 D．2Blv　2Blv 【答案】C 【解析】半圆形导体AB切割磁感线的有效长度是2l，根据法拉第电磁感应定律则，感应电动势为：E=B•2l•v=2Blv；A、B之间的电势差为： ，故C正确，ABD错误；故选C． 6．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间电压是（ ） A．Uab＝0.1 V B．Uab＝0.2 V C．Uab＝0.4 V D．Uab＝0.8 V 【答案】A 【解析】根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势 将置于磁场中的部