第十章 电磁感应-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮课时作业（旧教材，教科版）

专题探究(九)　电磁感应的规律应用 课时作业 基础巩固 一、选择题 1.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指剪开拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A连接的长度为2a、电阻为的导体棒AB,由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度大小为v,则这时导体棒AB两端的电压大小为(　A　) A. B. C. D.Bav 解析:当摆到竖直位置时,导体棒AB产生的感应电动势为E=B·2a= 2Ba=Bav,圆环被导体棒分为两个半圆环,两半圆环并联,并联电阻R并==,电路电流I==,AB两端的电压为UAB=IR并=。 2.(2022·福建厦门二模)如图所示,两条相距L的平行虚线间存在一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。现将一个上底为L、下底为3L、高为2L的等腰梯形闭合线圈,从图示位置以垂直于磁场边界的速度向右匀速穿过磁场,取逆时针方向为感应电流正方向,则该过程线圈中感应电流i随位移x变化的图像是(　A　) 解析:由右手定则知,刚进入磁场时,感应电流为逆时针方向,故感应电流为正,设两腰与水平面夹角为θ,则有效切割长度为l=L+ 2xtan θ,则感应电流为I=,即感应电流与位移成线性关系,且随位移增大而增大;右侧底边出磁场后,有效切割长度为l′=2Ltan θ,即感应电流保持不变;之后左侧底边进入磁场后,由右手定则可知感应电流方向为顺时针方向,即感应电流为负,同理可知有效切割长度增大,即感应电流增大。故选A。 3.(2022·广东肇庆三模)(多选)如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S,电阻为R。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈,设向右为正方向,磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到t1时间内,下列说法正确的是(　AD　) A.线圈a端的电势比线圈b端的电势高 B.通过线圈的磁通量的变化量为nS(B2-B1) C.线圈a、b两端的电势差恒为 D.若用导线将线圈a、b两端连接起来,则通过导线横截面的电荷量为 解析:线圈中原磁场先向左减弱后向右增强,由楞次定律可知,感应磁场方向一直向左,根据线圈环绕方向知a端电势比b端电势高,故A正确;在0到t1时间内,通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ=SB2-S(-B1)= S(B2+B1),故B错误;由法拉第电磁感应定律知E=n=,故C错误;若用导线将线圈a、b两端连接起来,通过导线横截面的电荷量q= n=,故D正确。 4.(2022·山东青岛月考)如图甲所示,一直径为0.4 m、电阻为0.1 Ω的闭合铜环静止在粗糙斜面上,CD为铜环的对称轴,CD以下部分的铜环处于磁感应强度为B、方向垂直斜面且磁感线均匀分布的磁场中,若取向上为磁场的正方向,B随时间t变化的图像如图乙所示,铜环始终保持静止,取π=3,则(　C　) A.t=2 s时铜环中没有感应电流 B.t=1.5 s时铜环中有沿逆时针方向的感应电流(从上向下看) C.t=3.5 s时铜环将受到大小为4.8×10-3N、沿斜面向下的安培力 D.1～3 s内铜环受到的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小 解析:分析题图乙可知,t=2 s时,磁感应强度处于变化的过程中,铜环中磁通量变化,产生感应电流,故A错误;t=1.5 s时,垂直斜面向下的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可知,铜环中产生顺时针方向的感应电流,故B错误;t=3.5 s时,垂直斜面向上的磁通量逐渐减小,根据楞次定律和左手定则可知,安培力沿斜面向下,根据法拉第电磁感应定律可知E=·=0.012 V,根据欧姆定律可知I==0.12 A,安培力F=2BIr=4.8×10-3 N,故C正确;1～3 s内,磁感应强度变化率不变,则感应电流不变,磁感应强度先减小后增大,根据楞次定律可知,安培力先向下减小后向上增大,则摩擦力先方向向上,逐渐减小,之后可能方向向下逐渐增大,故D错误。 二、非选择题 5.(2022·四川泸州期末)如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接,在CDFE矩形区域内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r= 2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处(恰好不在磁场中)。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求: (1)通过小灯泡的电流; (2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。 解析:(1)在0～4 s内,金属棒PQ保持静止,磁场变化导致电路产生感应电动势,等效电路为金属棒与R并联,再与