第十二章 课时跟踪练58 电磁感应中的五大经典问题(一)（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

课时跟踪练58　电磁感应中的五大经典问题(一) 基础应用练 1．(2022·上海第二中学模拟)某同学在做探究性实验中，将两个相同的磁电式电流表A、B放置在水平桌面上，用导线将两表连接起来，如图所示。他用手顺时针轻轻拨动电表A的指针后放手，发现电表 A、B的指针都发生了偏转。下列关于两个电表受到的安培力说法正确的是(　　) A．电表A、B受到的安培力均做负功 B．电表A、B受到的安培力均做正功 C．电表A受到的安培力做正功，电表B受到的安培力做负功 D．电表A受到的安培力做负功，电表B受到的安培力做正功 D　解析：A表内线圈切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，克服安培力做功，将机械能转化为电能，这部分电能通过电流传导至B表，B表的线圈受到安培力而偏转，从而又转化为机械能，因此电表A受到的安培力做负功，电表B受到的安培力做正功，D正确。 2.(2022·河北唐山三模)如图所示，有两个完全相同的金属棒a、b用绝缘细绳拴接，垂直放在两足够长的平行光滑水平金属导轨上，金属棒与导轨接触良好，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现对金属棒b施加一水平向右的拉力F，两金属棒一起向右做匀加速运动。则下列说法正确的是(　　) A．外力F大小恒定 B．外力F逐渐增大 C．细线拉力逐渐增大 D．细线拉力最大值为F A　解析：当两金属棒一起向右做匀加速运动时，闭合回路中的磁通量不变，感应电流为零，所以此时a、b整体仅受到拉力F的作用，则F大小恒定，A正确，B错误；对a根据牛顿第二定律可知细线拉力大小恒定，为T＝ma＝m·＝，C、D错误。 3.(2022·四川成都新都一中模拟)如图所示，两个阻值分别为R1和R2的定值电阻与导线连接成面积为S的矩形闭合回路MNQP，导线电阻不计。矩形闭合回路左半区域MabP内有垂直于纸面向里、磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，其变化率为＝k。下列说法正确的是(　　) A．矩形闭合回路中感应电流的方向为顺时针方向 B．矩形闭合回路中感应电动势的大小为E＝ C．矩形闭合回路中感应电流的大小为I＝ D．a、b两点的电势差为Uab＝ B　解析：由楞次定律可知，矩形闭合回路中感应电流的方向为逆时针方向，A错误；矩形闭合回路中感应电动势的大小为E＝＝＝，B正确；矩形闭合回路中的感应电流大小为I＝＝，C错误；a、b两点的电势差为闭合电路的路端电压，则Uab＝－E＝－，D错误。 4．(多选)(2022·河北衡水二模)如图所示，M、N为同一水平面内的两条平行长直导轨，左端串联电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，金属杆和导轨的电阻不计，杆与导轨间接触良好且无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平方向的恒力F，使金属杆从静止开始运动。在运动过程中，金属杆的速度大小为v，R上消耗的总能量为E，则下列关于v、E随时间变化的图像可能正确的是(　　) AD　解析：对金属杆ab施加一个与其垂直的水平方向的恒力F，使金属杆从静止开始运动；由于金属杆切割磁感线产生感应电动势和感应电流，受到随速度的增大而增大的安培力作用，所以金属杆做加速度逐渐减小的加速运动；当安培力增大到等于水平方向的恒力F时，金属杆做匀速直线运动，A正确，B错误；由功能关系可知，开始时水平方向的恒力F做的功一部分使金属杆动能增大，另一部分转化为电阻R上消耗的能量；当金属杆匀速运动后，水平方向的恒力F所做的功等于R上消耗的总能量E，D正确，C错误。 5.(2022·全国乙卷)如图所示，一不可伸长的细绳上端固定，下端系在边长为l＝0.40 m的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ＝5.0×10－3 Ω/m；在t＝0到t＝3.0 s时间内，磁感应强度的大小随时间t变化的关系为B(t)＝0.3－0.1t(SI)。求： (1)t＝2.0 s时金属框所受安培力的大小； (2)在t＝0到t＝2.0 s时间内金属框产生的焦耳热。 答案：(1)0.04 N　(2)0.016 J 解析：(1)金属框的总电阻为 R＝4lλ＝4×0.4×5×10－3 Ω＝0.008 Ω 金属框中产生的感应电动势为 E＝＝＝0.1××0.42 V＝0.008 V 金属框中的感应电流为I＝＝1 A t＝2.0 s时磁感应强度的大小为 B2＝(0.3－0.1×2)T＝0.1 T 金属框处于磁场中的有效长度为L＝l 此时金属框所受安培力的大小为 FA＝B2IL＝0.1×1××0.4 N＝0.04 N (2)0～2.0 s内金属框产生的焦耳热为 Q＝I2Rt＝12×0.008×2 J＝0.016 J 素养提升练 6.(2022·湖北宜昌模拟)半径分别为r和2r的同心圆形金属导轨固定在