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1、课后分级演练（三十）电磁感应定律的综合应用 【A级一一基础练】 1.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空I可激发感生电场. 如 图所示，一个半径为 / 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强 磁场 , 环上套一带电荷量为 + g的小球 . 已知磁感应强度 随时间均匀增加，其变化率为乩若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功 的大小是（） 1 9 A. 0 B.尹酬 C. 2 兀rqkD. n rqk 解析：D变化的磁场产生的感生电动势为E=￥*=k“小球在环上运动一周感生电场对其所做 的功*= qE= qk 只*, D项正确，A、B、C项错误 . 2. （2017 ?河
2、南名校联考） 如图所示，两条足够长的平行金属导 轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀 强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆M置于导轨上 . 当 开关S断开时，在杆 “上作用一水平向右的恒力F,使杆“向右运动进入磁场，一段时间后闭合开 关并开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，y、A F、曰 分别表示金属杆 在运动过程中的速度、感应电流、安培力、加速度. 下列图象中一定错误的是（） 解析：C当开关闭合时，整个回路有感应电流，金属杆臼方将受到安培力的作用，若恒力尸 等于安培力，则金属杆臼方做匀速运动，产生的感应电流不变，B正确；若恒力尸大于安培力， 则金属杆必
3、先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，加速度为零，D正确; 若恒力尸小于 安培力，则金属杆 “先做加速度减小的减速运动，最后做匀速运动，A正确; 金属杆必在运动过程 中受到的安培力尸=BiL=lL= L. 由以上分析可知C错误. 3.如图所示，线圈匝数为刀，横截面积为$线圈电阻为八 处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k（k0）， 磁场方向水平向右且与线圈平面垂直. 上、下两极板水平放置的电容 器，极板间距为也电容为C在电容器两极板之间有一质量为刃的带电 微粒P处于静止状态，两个电阻的阻值分别为于和21；则下列说法正 确的是（） A.戶帯负电，电荷量曦 B.“带正电，电荷量
4、为鬻 C. P带负电，电荷量为燈 D. P带正电，电荷量为鵲 解析：C闭合线圈与阻值为厂的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的 电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为厂=/7冷|= 刃必，路端电压字, 对带电微粒有占 飓，即？ =需 根据楞次定律可知，电容器上极板带正电，所以微粒P 带负电 . 选项C正确. 4.如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方 . 、匀速、 向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，磁场仅限于虚线边界所围的抄JL乞 区域，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上，若取 顺时针方向为电流的止方向，则金属框穿过磁场的过程屮感应
5、电流/ 随时间t变化的图象是（） 解析：C在金属框进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针，金属框切割磁感线的有效 长度线性增大，排除A、B；在金属框出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向, 金属框 切割磁感线的有效长度线性减小，排除D,故C正确. 5.（多选）如图甲所示，光滑绝缘水平面，虚线的右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大 小为B=2 T的匀强磁场，恵V的左侧有一质量为/77=O. 1 kg的矩形线圈bcde,方c边长 厶= 0.2m,电阻斤=2 Q. t=0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过 Is,线圈的比边到达磁场边界就V；此时立即将拉力尸改为变力，又经
6、过Is, 线圈恰好完全进入磁场，在整个运动过程中，线圈中感应电流, 随时间方变化的图彖如图乙所 示，则（） 解析：C设经过吋间 (2)经过多长时间拉力尸达到最人值，拉力F的最人值为多少 ? (3)某过程中回路产生的焦耳热为eiOJ,导轨克服摩擦力做功为/=10 J,求导轨动 能的增加量 . 解析：冋路中感应电动势E=BLv.导轨做初速度为零的匀加速直线运动，v=at, E 冋路中总电阻% = R+2R,S=R+2RQ?討=4 + 4孑, F t 回路中感应电流随时间变化的表达式/= 疋=口7? (2)导轨受到外力只安培力用和摩擦力斤，其中 斤=叽=吕疋， 斤=P（飓+人）=P Sg+ + 戸）
7、, 由牛顿第二定律知F-F-FMa, 解得F=Ma+/ g+ (1 + ) 十严 上式中s时外力尸取最大值， 所以Fmayi=Ma+刃g+*(l+ “ )， 联立以上各式，解得：B= F-F, R+r 答案：从0到“竖直向上 斥+/ V（f 代入数据可得Fmax=9. 25 N. (3)设此过程中导轨运动距离为s, 由动能定理得 = A K, ll=Mas. 由于摩擦力斥 =( 矽+何) ， 所以摩擦力做功见=一 mgsPQ. wn Q HQ w- p Q 以S“ - =: - = - Li mg mng mng * ir n n 导轨动能的增加量E. = Mas= Mei - ,代入数据可得廉=12 J. u mg 答案：( 1)F=4方 匸77 (2)1 s 9.25 N (3)12 J