特训10 电磁感应综合-2019-2020学年上学期高二物理期末限时特训（人教版）

一、多选题

1. 难度：中等

如右图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置， 间距为l＝1m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R＝10Ω的电阻．一阻值为R＝10Ω的导体棒ab以速度v＝4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是（ ）

A.导体棒ab中电流的流向为由b到a

B.c、d两端的电压为1V

C.d、e两端的电压为1V

D.f、e两端的电压为1V

2. 难度：中等

如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电感，且自感系数L很大。C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（  ）

A.S闭合时，A灯亮后逐渐熄灭，B灯逐渐变亮

B.S闭合时，A灯、B灯同时亮，然后A灯变暗，B灯变得更亮

C.S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯立即熄灭

D.S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯逐渐熄灭

3. 难度：困难

如图所示，足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，间距为L＝0.5 m，一匀强磁场磁感应强度B＝0.2 T垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.40 Ω的电阻，质量为m＝0.01 kg、电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，经过一段时间金属棒达到稳定状态，这段时间内通过R的电荷量为0.3 C，则在这一过程中（g取10 m/s²） （  ）

A.棒ab所受安培力的最大值为0.05 N B.这段时间内，棒ab下降的高度1.2 m

C.重力的最大功率为0.1 W D.电阻R上产生的焦耳热为0.04 J

4. 难度：困难

如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（  ）

A.流过金属棒的最大电流为 B.通过金属棒的电荷量为

C.克服安培力所做的功为mgh D.金属棒产生的焦耳热为mg（h－μd）

5. 难度：中等

如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S₁＝0.4 m²，电阻r＝1 Ω。在线圈中存在面积S₂＝0.3 m²的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（  ）

A.圆形线圈中产生的感应电动势E＝6 V B.在0～4 s时间内通过电阻R的电荷量q＝6 C

C.设b端电势为零，则a端的电势φ_a＝3 V D.在0～4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝18 J

二、解答题

6. 难度：中等

如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为v_A、v_B.

（1）螺旋管A将向哪个方向运动？

（2）全过程中整个电路所消耗的电能．

7. 难度：中等

如图所示，平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角=30°，导轨间距为L=0.5m，上端接有R=3Ω的电阻，在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁场区域为OO′O₁O₁′，磁感应强度大小为B=2T，磁场区域宽度为d=0.4m，放在轨道的一金属杆ab质量为m=0.08kg、电阻为r=2Ω，从距磁场上边缘d₀处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度v=2m/s．两轨道的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为g=l0m/s²，求：

(1)金属杆距磁场上边缘的距离d₀；

(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q；

(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q．

8. 难度：简单

如图所示，面积为0.3 m²的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向外．磁感应强度随时间变化的规律是B＝(6－0.2t) T，已知电路中的R₁＝4 Ω，R₂＝6 Ω，电容C＝30 μF，线圈A的电阻r=2Ω，求：

(1) 闭合S后，通过R₂的电流大小及方向；

(2) 闭合S一段时间后，再断开S，求S断开后通过R₂的电荷量是多少？

9. 难度：简单

如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4m，一端连接R＝1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5m/s。求：

（1）感应电动势E和感应电流I；

（2）拉力F的大小；

10. 难度：简单

如图所示，金属棒a从高为h处由静止沿光滑的弧形导轨下滑进入光滑导轨的水平部分，导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中．在水平部分原先静止有另一根金属棒b，已知ma=2m,mb=m，整个水平导轨足够长，并处于广阔的匀强磁场中，假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰，重力加速度为g．求：

（1）金属棒a刚进入水平导轨时的速度；

（2）两棒的最终速度；

（3）在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能．