“4翼”检测评价（8） 法拉第电磁感应定律的综合应用（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

“四翼”检测评价（八） 法拉第电磁感应定律的综合应用 组—重基础·体现综合 1．(2022·济宁高二检测)如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面。环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面(接触良好)摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为(　 ) A.Bav B.Bav C.Bav D．Bav 解析：选B　当AB摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：E＝B·2a＝2Ba＝Bav；金属环并联的电阻为：R并＝×R＝R，AB两端的电压是路端电压，AB两端的电压大小为：U＝E＝Bav，B正确，A、C、D错误。 2.(多选)如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则(　 ) A．随着金属棒ab运动速度的增大，其加速度也增大 B．外力F对金属棒ab做的功等于电路中产生的电能 C．当金属棒ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率 D．无论金属棒ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 解析：选CD　金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，对金属棒ab受力分析有F－＝ma，可知随着金属棒ab运动速度的增大，其加速度逐渐减小，A错误；外力F对金属棒ab做的功等于电路中产生的电能和金属棒ab增加的动能，B错误；当金属棒ab做匀速运动时，F＝F安＝，外力F做功的功率等于电路中的电功率，C正确；无论金属棒ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，D正确。 3．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，若设切割边切割磁感线产生的电动势为E，在移出过程中线框的ab边两端电势差的绝对值为U，则下列选项正确的是(　 ) 解析：选A　题中四个选项，切割边所产生的感应电动势大小均相等，且都为E，回路电阻均为4r(设每边电阻为r)，则电路中的电流亦相等，即I＝。A选项中，U＝E，A正确；B选项中，ab边切割磁感线，相当于电源，两端电势差的绝对值相当于路端电压，则U＝E，B错误；C、D选项中，虽然ab边不切割磁感线，但回路中有感应电流，两端存在电势差，其绝对值为U＝E，C、D错误。 4．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B；边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正方向，则下列选项中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是(　 ) 解析：选C　bc边的位置坐标x在L～2L过程，线框bc边有效切割长度为l＝x－L，那么产生的感应电动势E＝Blv＝B(x－L)v，感应电流i＝＝，根据楞次定律判断出感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值；x在2L～3L过程，根据楞次定律判断出感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，线框ad边有效切割长度为l＝x－2L，感应电动势为E＝Blv＝B(x－2L)v，感应电流i＝＝，可知C正确。 5.如图所示，通有恒定电流的长直导线MN与闭合金属线框abcd共面，电流方向为N→M，第一次将金属线框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属线框由位置Ⅰ翻转到位置Ⅱ，设两次通过金属线框截面的电荷量分别为q1和q2，则(　 ) A．q1＜q2 B．q1＝q2 C．q1＞q2 D．q1≠0，q2＝0 解析：选A　由法拉第电磁感应定律得＝n，＝，q＝Δt，可得q＝n。设金属线框在位置Ⅰ时，通过金属线框的磁通量为Φ1，在位置Ⅱ时通过金属线框的磁通量为Φ2，第一次将金属线框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量的绝对值为Φ1－Φ2，第二次将金属线框由位置Ⅰ翻转到位置Ⅱ，磁通量的变化量的绝对值为Φ1＋Φ2，第二次磁通量变化大，通过的电荷量多，A正确。 6．一个匀强磁场的边界是MN，MN左侧无磁场，右侧是范围足够大的匀强磁场区域，如图甲所示。现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的It图像如图乙所示，则可能的线框是如图所示的(　 ) 解析：选D　金属线框切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv，设线框总电阻是R，则感应电流I＝，由题图乙所示图像可知，感应电流先均匀变大，后均匀变小，由于B、v、R是定值，故金属线框的有效长度L应先变大，后变小，且L随时间均