检测(十九) 法拉第电磁感应定律的综合应用-【高考密码】2024年高考物理二轮百强名校优化组合卷

检测(十九) 法拉第电磁感应定律的综合应用 (满分:100分) 一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分.每小题只有一个选项符合题目要求.) 1.(2023·湖南省长沙市雨花区雅礼中学模拟)很多人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一 个发电测速装置,如图所示.自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强电场中,后轮远行金属盘在磁场中逆 时针转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O 转动.已知该磁场的磁感应强度大小为B,圆盘半径为l,圆盘 电阻不计.导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O 相连,导线两端a、b间接一阻值为R 的小灯泡.后轮匀 速转动时,用电压表测得a、b间电压为U,则下列说法正确的是 ( ) A.a连接的是电压表的正接线柱 B.若圆盘匀速转动的时间为t,则该过程中克服安培力做功Q=U 2 2Rt C.自行车后轮边缘的线速度大小是2UBl D.自行车后轮转动的角速度是 U 2Bl2 2.(2023·上海)如图所示,有一光滑导轨处于匀强磁场中,一金属棒垂直置于导轨上,对其施加外力,安培力变 化如图所示,取向右为正方向,则外力随时间变化图像为 ( ) A B C D 3.(2023·江苏省南京师大附中模拟)如图所示,竖直边界MN 的右侧存在区域足够大的匀强磁场,磁感应强度 为B,方向垂直于纸面向里.带有绝缘层的均质导线绕成半径为r的n 匝圆形线圈,线圈质量为m、总电阻为 R,首尾连接在一起.线圈上a点连接垂直于纸面的光滑转轴,可在竖直平面内摆动.将线圈向右拉至左侧与 MN 相切的位置后由静止释放,线圈向左摆到最高点时,直径ab转过的角度为150°.不计摆动过程中线圈受 到的空气阻力,重力加速度为g,则 ( ) —58— A.线圈摆动时,安培力的方向始终和b点的速度方向相反 B.从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中,安培力对线圈做的功为mgr C.从释放到最后静止,线圈中产生的电热大于mgr D.从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中,通过线圈的电荷量为 5 6π+ 3 4 nBr 2 R 4.(2023·江苏省二模)如图所示,MN 和PQ 是两根足够长、电阻不计的相互平行、竖直放置的光滑金属导轨, 匀强磁场垂直导轨平面.有质量和电阻的金属杆,始终与导轨垂直且接触良好.开始时,将开关S断开,让金 属杆由静止开始下落,经过一段时间后,再将S闭合.金属杆所受的安培力、下滑时的速度分别用F、v表示; 通过金属杆的电流、电荷量分别用i、q表示.若从S闭合开始计时,则F、v、i、q分别随时间t变化的图像可能 正确的是 ( ) A B C D 5.(2023·浙江省温州市英才学校模拟)如图所示,这是感受电磁阻尼的铜框实验的简化分析图,已 知图中矩形铜框(下边水平)的质量m=2g、长度L=0.05m、宽度d=0.02m、电阻R=0.01Ω, 该铜框由静止释放时铜框下边与方向水平向里的匀强磁场上边界的高度差h=0.2m,磁场上、下 水平边界间的距离D=0.27m,铜框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动.取重力加速度大小g= 10m/s2,不计空气阻力.下列说法正确的是 ( ) A.铜框进入磁场的过程中电流方向为顺时针 B.匀强磁场的磁感应强度的大小为0.5T C.铜框下边刚离开磁场时的速度大小为3m/s D.铜框下边刚离开磁场时的感应电流为0.3A 6.(2023·河北省张家口市三模)图甲是同种规格的电阻丝制成的闭合线圈,其中有垂直于线圈平面的匀强磁 场,图乙为线圈中的磁感应强度B(取垂直线圈平面向内为正方向)随时间t变化的关系图像.则下列关于线 圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量Φ及线圈bc边所受的安培力F 随时间变化的关系图像中正确的是 (取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向,水平向左为安培力的正方向) ( ) A B. B C D 7.(2023·重庆)如图所示,与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U形金属导轨.质量为m、电阻不可忽 略的导体杆MN 沿导轨向下运动,以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域,在磁场 —68— 中运动一段时间t后,速度大小变为2v.运动过程中杆与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻忽略不计,重力加 速度为g.杆在磁场中运动的此段时间内 ( ) A.流过杆的感应电流方向从N 到M B.杆沿轨道下滑的距离为32vt C.流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率 D.杆所受安培力的冲量大小为mgtsinθ-mv 8.(2023·山西省晋中市三模)如图所示,固定在匀强磁场中的金属圆环的圆心为O 点,占总长度四分之一的劣 弧AB 段单位长度的电阻值为r,其余部分的电阻可忽略不计,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里.