专题跟踪检测(二十一) 电磁感应（Word练习）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏北京专用）

专题跟踪检测（二十一） 电磁感应 1.将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B＝B0＋kt，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为(　 ) A．kS1　　　　　　　　 B．5kS2 C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2) 解析：选D　根据法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1＝＝＝kS1，每个小圆线圈产生的感应电动势E2＝＝＝kS2，由线圈的绕线方式和楞次定律可知大、小圆线圈中产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，D正确。 2．(2023·湖北荆门模拟)(多选)如图甲所示，在磁感应强度B＝2 T的有界匀强磁场中，用外力将边长l＝1 m的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，以bc边刚离开磁场的时刻为计时起点，在线框穿出磁场的过程中，ab边受到的安培力F随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法正确的是(　 ) A．金属线框做匀速运动的速度大小为1 m/s B．金属线框的总电阻为2 Ω C．金属线框产生的感应电流为逆时针方向，大小为0.5 A D．金属线框穿出磁场过程中产生的焦耳热为2 J 解析：选BC　由题图乙知，设金属线框速度为v，ab边受到的安培力F随时间t变化的关系为F＝BI(l－vt)＝BIl－BIvt，则由数学知识可知，BIl等于F－t图像的纵轴截距，即BIl＝1 N，解得I＝＝ A＝0.5 A，由楞次定律可知，感应电流为逆时针方向，由F－t图像的斜率大小可得BIv＝＝0.5，解得v＝0.5 m/s，故C正确，A错误；金属线框匀速运动，根据平衡条件可知，所用外力的大小为F外＝F安＝BIl＝1 N，根据功能关系，金属线框穿出磁场的过程中产生的焦耳热Q＝F外l＝1×1 J＝1 J，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt，解得R＝＝ Ω＝2 Ω，B正确，D错误。 3．(2023·安徽统考二模)(多选)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定放置在足够高的水平台面上，导轨间距L＝1 m。质量m＝1 kg、电阻r＝2 Ω的直导体棒放在导轨上，且始终与导轨垂直，导体棒通过一根轻质细绳绕过定滑轮与一质量也为m＝1 kg的重物相连。导轨左端与阻值R＝2 Ω的电阻相连，导轨电阻不计，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T。在t＝0时刻，由静止释放导体棒和重物，直导体棒由静止开始向右做直线运动(导轨足够长，轻质细绳始终与导轨共面且平行)，g取10 m/s2。下列说法中正确的是(　 ) A．重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动 B．当导体棒速度v＝8 m/s时，导体棒加速度a＝2 m/s2 C．导体棒最终做匀速直线运动的速度为v＝10 m/s D．导体棒最终做匀速直线运动的速度为v＝12 m/s 解析：选AC　对重物和导体棒整体受力分析有mg－BIL＝2ma，根据闭合电路欧姆定律有I＝，可知随着速度的增大，重物的加速度减小，所以重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，故A正确；当导体棒速度v＝8 m/s时，根据A项分析可知mg－＝2ma，解得a＝1 m/s2，故B错误；导体棒最终做匀速直线运动时有mg－＝0，解得v＝10 m/s，故C正确，D错误。 4．(2023·海南海口二模)(多选)如图所示，闭合的等腰直角三角形金属线框ABC以速度v向右匀速穿过磁感应强度为B0的条形匀强磁场区域(运动过程中AC边始终与磁场边界平行)。已知金属线框单位长度的电阻为r，直角边长为d，磁场区域宽度为2d。则下列说法正确的是(　 ) A．当线框刚进入磁场区域时，直角边AC产生电动势的大小E＝B0dv B．线框进入磁场过程中A、C两点间电势差UAC恒定不变 C．当线框的水平直角边BC恰好进入一半时，导线内电流的大小I＝ D．线框从图示位置到完全穿过磁场过程中通过线框某一横截面的电量为零 解析：选ACD　线框刚进入磁场区域时，切割磁感线的有效长度为边AC的长度，根据E＝BLv，得E＝B0dv，选项A正确；当线框的水平直角边BC恰好进入一半时，切割磁感线的有效长度为d，此时E′＝B0dv，回路总电阻R总＝(2d＋d)×r，由闭合电路欧姆定律得I＝＝＝，选项C正确；线框进入磁场过程中切割磁感线的有效长度发生变化，总电阻不变，则电路中电流发生变化，因此A、C两点间电势差UAC不会恒定不变，选项B错误；通过线框横截面的电量q＝IΔt＝Δt＝Δt＝，线框从图示位置到完全穿过磁场过程中，磁通量变化量ΔΦ＝0，则通过线框某一横截面的电量为零，选项D正确。 5．(2023·内蒙古统考二模)(多选)一个圆形金属框和三根相同的导体棒OA、OC、OD焊接成如图所示的形状，