课堂小练(11) 电磁感应规律的综合应用-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册人教版（2019）

课堂小练(十一)　电磁感应规律的综合应用 基本素养练 1.如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的速度v=20 cm/s匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，正确反映感应电流随时间变化规律的图像是 (　　) 解析　线框在进入磁场的过程中，由楞次定律可知感应电流方向是逆时针的，E=Blv，感应电流i==，是一个恒定的值。线框全部进入磁场后在磁场中运动的过程中，线圈的磁通量不变，所以无感应电流。离开磁场的过程中，由楞次定律可知感应电流方向是顺时针的，其大小与进入时相等，综合上述三个过程，C项正确。 答案　C 2.如图所示，两个相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的2倍，现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a、b两点间电压为U1，若将小环放入这个磁场中，大环在磁场外，a、b两点间电压为U2，则 (　　) A.=1 B.=2 C.=4 D.= 解析　小环与大环的半径之比为1∶2，故周长之比为1∶2，根据电阻定律R=ρ，电阻之比为1∶2，a、b两点间电势差大小为路端电压，为U=E，磁感应强度变化率恒定的变化磁场，根据法拉第电磁感应定律公式E=n=n，得两次电动势的大小之比为4∶1，故两次的路端电压之比U1∶U2=2∶1，B项正确。 答案　B 3.如图所示，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”形导轨。空间存在垂直于纸面的匀强磁场。给MN施加一水平向右的力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是 (　　) 解析　设MN在匀速运动过程中切割磁感线的有效长度为L，设∠bac=2θ，感应电动势为E=BLv，三角形的两边长相等且均为L'=，由R=ρ可知三角形的总电阻R=ρ=ρ=kL(k为常数)，再由闭合电路欧姆定律得I===是一个常量，与时间t无关，所以A项正确。 答案　A 4.在物理实验中，常用一种叫作“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测量的匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转90°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测量磁场的磁感应强度为 (　　) A.　　　B. C.　　　D. 解析　由法拉第电磁感应定律知，感应电动势E=n，由闭合电路欧姆定律知，感应电流I=，根据电荷量的公式q=It，可得q=n。由于开始线圈平面与磁场垂直，把探测线圈翻转90°，则有ΔΦ=BS，q=，则磁感应强度B=，故B项正确，A、C、D三项错误。 答案　B 5.如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可忽略不计。开始时，给ef一个向右的初速度，则 (　　) A.ef将减速向右运动，但不是匀减速 B.ef将匀减速向右运动，最后停止 C.ef将匀速向右运动 D.ef将往返运动 解析　ef向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减速运动，直到停止，但不是匀减速，由F=BIl==ma知，ef做的是加速度减小的减速运动，故A项正确。 答案　A 6.如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场上边界H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热为 (　　) A.2mgL B.2mgL+mgH C.2mgL+mgH D.2mgL+mgH 解析　设线框刚进入磁场时的速度为v1，刚穿出磁场时的速度v2=，线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L。由题意得m=mgH，m+mg·2L=m+Q，联立解得Q=2mgL+mgH，C项正确。 答案　C 能力提升练 7.(多选)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框，ab边的质量为m，电阻为R，其他三边的质量和电阻均不计。cd边上装有固定的水平轴，将金属框自水平位置由静止释放，第一次转到竖直位置时，ab边的速度为v，不计一切摩擦，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是 (　　) A.通过ab边的电流方向为a→