第08讲 电磁感应现象及其应用-全国高中物理竞赛初级培优试题精编（必修三）

第08讲 电磁感应现象及其应用 全国高中物理竞赛初级培优试题精编 一、单选题 1．如图所示，宽度为2d与宽度为d的两部分金属导轨衔接良好，固定在绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，导轨左、右侧磁场的磁感应强度大小分别为B、2B。两完全相同的导体棒甲和乙按如图的方式置于左、右侧的导轨上，已知两导体棒的质量均为m、两导体棒单位长度的电阻均为，现给导体棒甲一水平向右的初速度。假设导轨的电阻忽略不计，导体棒与导轨之间的摩擦忽略不计，且两部分导轨足够长，金属棒甲始终未滑过图中的虚线位置。则下列说法正确的是（　　） A．当导体棒甲开始运动瞬间，甲、乙两棒的加速度大小满足 B．运动足够长的时间后，最终两棒以相同的加速度做匀加速运动 C．最终两棒均做匀速运动，速度大小满足 D．最终两棒以相同的速度匀速运动，该过程甲棒中产生的焦耳热为 2．如图所示，两根电阻不计、倾角为θ=37°且足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨间距为L=0.4m，顶端连接电阻为R=2Ω的定值电阻。虚线上方（含虚线处）的区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.25T。质量为m=0.1kg、电阻为R1=1Ω的导体棒P在虚线上方某处；电阻为R2=2Ω的导体棒Q固定在虚线处。将导体棒P由静止释放，经过时间t=3s导体棒P到达虚线处，P在到达虚线之前已达到最大速度，P、Q与导轨始终接触良好。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列说法正确的是（　　） A．导体棒P到达虚线前的动量变化率越来越大 B．导体棒P到达虚线时的速度大小为m/s C．导体棒P的释放点与虚线间的距离为m D．从导体棒P开始运动到到达虚线时导体棒Q上产生的焦耳热为J 3．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，接电源负极；沿边缘内壁放一个半径与玻璃皿内径相当的圆环形电极，接电源正极。然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水。如果把玻璃皿放在蹄型磁铁的磁场中（如图），液体就会旋转起来。下列说法正确的是（　　） A．导电液体之所以会旋转，是因为发生了电磁感应现象 B．俯视发现液体顺时针旋转，说明蹄型磁铁下端是极，上端是极 C．俯视发现液体顺时针旋转，说明蹄型磁铁下端是N极，上端是S极 D．液体旋转后，可以用欧姆定律计算导电液体的电阻 二、多选题 4．如图甲所示，两根倾斜的光滑平行金属轨道，下端接有电阻R，放在垂直斜面向上的匀强磁场中、时刻，一根金属杆在沿轨道向上的外力F的作用下由静止开始向上运动，运动过程中闭合电路的磁通量随时间t变化的图象如图乙所示，图线是一条抛物线。不计金属轨道和金属杆的电阻，金属杆的速度大小v、电路中产生的电流外力F随时间t变化关系图线，及速度大小的平方随位移x的变化关系图线正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图，水平放置的光滑导轨，左侧接有电阻R，宽度为L，电阻不计，导轨处于磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中，一质量为m电阻不计的金属棒垂直导轨放置，在恒力F作用下，从静止开始运动，达到最大速度后撤去拉力，最终停止，已知从静止到达到最大速度过程，R上产生的焦耳热等于最大动能，则下列说法正确的是（　　） A．运动过程中的最大速度 B．加速运动过程中运动的最大位移 C．撤去F后，通过R的电量 D．减速过程中运动的最大位移 6．如图，足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向如图所示．一根质量，阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量，阻值的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（    ） A．金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动 B．金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流 C．金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为 D．金属棒a最终停在距磁场左边界处 7．如图所示，在平面直角坐标系中，竖直向下，水平。在第一象限（空间足够大）存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照（且为已知常数）规律变化。一个质量为m、边长为L的正方形导线框，电阻为R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为h，重力加速度为g，则在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．导线框受到的安培力总是与运动方向相反 B．导线框下落高度为h时的速度为 C．整个过程中导线框中产生的热量为 D．导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为 8．如图a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速