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专题限时集训(十) 电磁感应定律及其应用
1.(多选)(2023·全国甲卷)一有机玻璃管竖直放在水平地面上,管上有漆包线绕成的线圈,线圈的两端与电流传感器相连,线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分布,下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离,如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示。则( )
A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快
B.下落过程中,小磁体的N极、S极上下颠倒了8次
C.下落过程中,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D.与上部相比,小磁体通过线圈下部的过程中,磁通量变化率的最大值更大
2.(2023·广东省深圳市高三调研)某直升机在我国某地上空悬停,长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视),转动角速度为ω。该处地磁场的水平分量为Bx,竖直分量为By。叶片的近轴端为a,远轴端为b。忽略转轴的尺寸,则叶片中感应电动势为( )
A.BxLω,a端电势高于b端电势
B.BxL2ω,a端电势低于b端电势
C.ByL2ω,a端电势高于b端电势
D.ByL2ω,a端电势低于b端电势
3.(2023·江苏省苏锡常镇四市高三二模)如图甲所示,一条南北走向的小路,路口设有出入道闸,每侧道闸金属杆长L,当有车辆通过时杆会从水平位置匀速转过90°直到竖起,所用时间为t。此处地磁场方向如图乙所示,B为地磁场总量,BH为地磁场水平分量,Bx、By、Bz分别为地磁场在x、y、z三个方向上的分量大小。则杆在转动升起的过程中,两端电势差的大小计算表达式为
A. B.
C. D.
4.(2023·湖南省益阳市一中高三模拟)如图甲所示,矩形导线框abcd放在垂直纸面的匀强磁场中,磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,水平向右为安培力的正方向,在0~4 s内,线框ab边受到的安培力F随时间变化的图像正确的是( )
A B
C D
5.(2023·四川省攀枝花市高三诊断)轻质细线吊着一匝数为100匝、总电阻为2.5 Ω的匀质正三角形闭合金属线框,线框的质量为600 g,线框的顶点正好位于半径为10 cm的圆形匀强磁场的圆心处,线框的上边水平,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化的关系如图乙所示。从0时刻开始经过一段时间后细线开始松弛,g取10 m/s2,π=3,则( )
A.线框中有沿逆时针方向逐渐增大的感应电流
B.线框中磁通量的变化率为1.5×10-2 Wb/s
C.t=8 s时,线框中感应电动势的大小为0.25 V
D.t=10 s时,细线开始松弛
6.(多选)(2022·全国甲卷)如图所示,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上,与导轨垂直,且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时,电容器所带的电荷量为Q,合上开关S后,则( )
A.通过导体棒MN的电流的最大值为
B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大
D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热
7.(多选)(2023·江西省统考二模)如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L=1.0 m,一端通过导线与阻值为R=0.5 Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5 kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计,匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,使杆运动,当改变拉力的大小时,相对应稳定时的速度v也会变化,已知v和F的关系如图乙所示。(重力加速度g取10 m/s2)则( )
A.金属杆受到的拉力与速度成正比
B.该磁场磁感应强度B为0.25 T
C.图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的滑动摩擦力大小
D.导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ=0.4
8.(多选)(2023·安徽省江淮十校4月联考)如图所示,两根足够长且相互平行的光滑长直金属导轨固定在与水平面成θ角的绝缘斜面上,在导轨的右上端分别接入阻值为R的电阻、电动势为E且内阻不计的电源和电容为C的电容器(电容器不会被击穿且开关接电容器时金属杆的电阻忽略不计),导轨上端用单刀多掷开关可以分别连接电阻、电源和电容器。质量为m、长为L、阻值也为R的金属杆ab锁定于导轨上,与导轨垂直且接触良好,解除ab的锁定后,其运动时始终与CD平行,不计导轨的电阻和空气阻力,整个导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.当开关打到S1时解除对金属杆ab的锁定,则金属杆最大速度为