1、专题07 回归基础专题训练电磁感应 电路一、单项选择题 1.如图1所示电路中，当电键S断开瞬间() 图1A流经R2的电流方向向右，流经L的电流方向向左B流经R2的电流方向向左，流经L的电流方向向右C流经R2和L的电流方向都向右D流经R2和L的电流方向都向左【解析】选A 当电键S断开前，流经L的电流方向向左，当断开电键的瞬间，通过线圈的电流将要减小，线圈会产生自感电动势，相当于电源， R2和线圈组成一个闭合电路，流经L的电流方向不变，继续向左，流经R2的电流方向向右，故A正确，B、C、D错误。 2.如图2所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行。设整个电路中总电阻为R(恒定不变)，
2、整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述错误的是()图2Aab杆中的电流与速率v成反比B磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比D外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比【解析】选A由闭合电路欧姆定律及电磁感应定律可知，电路中的电流Iv，所以A错误；ab杆所受的安培力FBILv，所以B正确；电阻R上产生的电热功率PI2R v2，所以C正确；外力做功的功率P外Fv v2，所以D正确。3如图3所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的闭合铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方
3、向垂直于传送带平面向上，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图3，下列说法正确的是()图3A从图中可以看出，第2个线圈是不闭合线圈B从图中可以看出，第3个线圈是不闭合线圈C若线圈闭合，进入磁场时线圈相对传送带向前运动D若线圈不闭合，进入磁场时线圈相对传送带向后运动【解析】选B若线圈闭合，进入磁场时，由于电磁感应现象，由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动，若线圈不闭合，不会产生感应电流，线圈不受安培力，故线圈相对传送带不发生滑动，由题图知第3个线圈没有发生相对滑动，则第3个线圈为不合格线圈，故A、C、D错误，B正确。42007年诺贝尔物理学奖授
4、予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图4甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个探究实验，下列说法中正确的是()图4A由图甲可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增加而增加，与磁场的方向无关B由图甲可知无磁场时(B0)磁敏电阻的阻值最大C闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，通过电源的电流增加D闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，路端电压减小【解析】选A由图可以看出，磁敏电阻的阻值只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大，A正确，B错误。闭合开关S，
5、图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，电路电流减小，由EUIr，可知路端电压增大，故C、D错误。5.如图5所示电路中，电源电动势E恒定，内阻r1 ，两电表均为理想电表，定值电阻R35 。当开关K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。则下列说法正确的是()图5A电阻 R1、R2 可能分别为3 、6 B电阻R1、R2可能分别为4 、5 C开关K 断开时电压表的示数一定小于K闭合时的示数D开关K断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于1 【解析】选B据题意，开关K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，K闭合时R2被短路，则有：2(R1R2)2R1
6、，将R13 、R26 代入方程不成立，而将R14 、R25 代入方程成立，故A错误，B正确。开关K断开时外电路总电阻大于K闭合时外电路总电阻，则开关K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数，故C错误。根据闭合电路欧姆定律得：UEI(R3r)，则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为R3r6 ，故D错误。6如图6所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流。若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度
7、为。则下列说法正确的是()图6A回路中有大小和方向周期性变化的电流B回路中电流大小恒定，且等于C回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘D若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过【解析】选B据题意，当盘转动后，由右手定则可以确定电流流向盘的中心，从b端流出到达a端，故选项A、C错误；所产生的电动势大小为：EBLvBL，则产生的电流大小为：I，故B选项正确；如果将匀强磁场改成变化的磁场，铜盘不转动的话，没有导体切割磁场，回路中不会产生感应电流，故D选项错误。7如图7所示，三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某
8、条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化关系都满足Bkt，磁场方向如图所示。 测得A环内感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为() 图7A. IBIIC0 B. IBIIC2IC. IB2IIC2I D. IB2IIC0【解析】选D据题意，根据法拉第电磁感应定律：E，可知感应电动势与磁通量变化率成正比，而感应电流由闭合电路欧姆定律：I可知：I，在B环中磁通量变化是A环中的2倍，则IB2I，而C环中方向相反的磁通量之和为0，故C环中感应电流为0，故D选项正确。8在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图8甲所示的匀强磁场。以垂直纸面向外的磁场为正，
9、两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示。则0t0时间内，导线框中()图8A没有感应电流B感应电流方向为逆时针C感应电流大小为r2B0/(t0R)D感应电流大小为2r2B0/(t0R)【解析】选C对左半侧磁场，穿过导线框的磁通量向外均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，由此产生的感应电动势为：E1，根据楞次定律可知因此在导线框中产生的感应电流的方向为顺时针方向，对右半侧磁场，穿过导线框的磁通量向里均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知，由此产生的感应电动势为：E2，根据楞次定律可知因此在导线框中产生的感应电流的方向为顺时针方向，对整个导线框而言，其感应电动势为：EE1E2，感应电
10、流的方向为顺时针方向，故选项A、B错误；根据闭合电路欧姆定律可知感应电流的大小为：I，故选项C正确，选项D错误。9.如图9所示，等腰直角三角形区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，直角边CF长度为2L。 现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度v水平向右匀速通过磁场。t0时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上，且C与E重合)，规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线正确的是()图9图10【解析】选C在进入长度L的过程中，切割磁感线的有效长度在均匀增加，由EBLv知，感应电动势均匀增加，进入L时的感应电动势为EBLv，感应电流为I
11、，由楞次定律判断知，感应电流方向为正，在进入由L到2L的过程中，ADC边切割磁感线的有效长度在均匀增加，AB边切割磁感线的长度在均匀增加，由几何关系知AB边增加的快且AB边和ADC边产生的感应电动势方向相反即等效于切割磁感线的总长度在减小，感应电流减小；在离开磁场的过程中，CD边不切割磁感线，AD边切割的长度小于AB边切割的长度，产生负方向感应电流，C正确。10.如图11所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d，导轨平面与水平面的夹角30，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为d的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m
12、、电阻为rR。两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻RLR，重力加速度为g。现闭合开关S，给金属棒施加一个垂直于杆且平行于导轨平面向上的恒力Fmg，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。下列说法错误的是()图11A灯泡的额定功率PLB金属棒能达到的最大速度vmC金属棒达到最大速度的一半时的加速度agD若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热QrmgL【解析】选A当金属棒达到最大速度时，金属棒的合外力为0；金属棒切割磁感线时产生的感应电动势EBdv，由闭合电路欧姆定律I；由安培力公式得FA ，由合力为0，可知
13、，FAFmgsin ，解得金属棒能达到的最大速度vm，灯泡的额定功率PI2R，所以A错误，B正确；当金属棒达到最大速度的一半时，FA，合力F合F FA mgsin ，由牛顿第二定律可知此时加速度ag，故C正确；由能量守恒定律，外力F做功，等于增加的动能、增加的重力势能和这个过程中产生的热，故得：QrmgL，所以D正确。二、多项选择题11. 如图12所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN。拉动MN，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中，闭合回路的()图12A感应电动势保持不变B感应电流保持不变C感应电动势逐渐增大 D感应电
14、流逐渐增大【解析】选BC由图知，在金属棒运动的过程中切割的长度越来越大，速度不变，根据EBLv知，感应电动势越来越大，所以A错误，C正确；设某时刻切割的长度为l，电动势为Blv，回路总电阻为lR0，可知回路电流保持不变，故B正确，D错误。12.如图13所示，一劲度系数为k的轻质弹簧下端悬挂一质量为m的条形磁铁，条形磁铁下面固定一电阻为R的导体环。先将条形磁铁从弹簧原长位置由静止释放，并穿越下面的导体环，则()图13A磁铁在运动过程中，所受的磁场力有时为动力有时为阻力B磁铁在释放的瞬间，加速度为gC磁铁最终停在初始位置下方处D整个过程中导体环产生的热能为【解析】选BC磁铁在运动过程中，所受的磁场
15、力始终为阻力，A错；磁铁在释放的瞬间，只受重力，加速度ag，B对；磁铁最终停止时，由胡克定律得弹簧的伸长量x，所以C对；由能量守恒得，磁铁减少的重力势能mgx，转化为弹簧的弹性势能和导体环产生的热能，D错。13两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图14所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边与水平面的夹角为37，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是()图1
16、4Aab杆所受拉力F的大小为mgtan 37B回路中电流为C回路中电流的总功率为mgvsin 37Dm与v大小的关系为m【解析】选AD对cd杆，BILcos 37mgsin 37，对ab杆，FBIL，联立解出ab杆所受拉力F的大小为Fmgtan 37，故A对；回路中电流为I，故B错；回路中电流的总功率为Fvmgvtan 37，故C错；I，又Imgtan 37/BL，故m，故D对。14.如图15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L0.5 m，一匀强磁场B0.2 T垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、 电阻不计的
17、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的电量0.3 C，则在这一过程中(g10 m/s2 )()图15A安培力最大值为0.05 NB这段时间内下降的高度1.2 mC重力最大功率为0.1 WD电阻产生的焦耳热为0.04 J【解析】选BD安培力的最大值应该等于重力0.1 N，故A错误；由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知qt，解得x1.2 m，故B正确；当安培力等于重力时，速度最大，mg，解得vm4 m/s，重力最大功率Pm0.4 W，故C错误；由能量守恒定律，电阻产生的焦耳热Qmgxmv0.04 J，故D正确。15.现代科
18、学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图16所示(上图为侧视图、下图为真空室的俯视图)，若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时()图16A电子在轨道上逆时针运动B保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速C保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速D被加速时电子做圆周运动的周期不变【解析】选AB由楞次定律可知，产
19、生的感应涡旋电场为顺时针方向，所以电子在轨道上逆时针运动，所以选项A正确；保持电流的方向不变，当电流增大时，涡旋电场增强，电子将加速，选项B对，选项C错；电子的速度变化，被加速时电子做圆周运动的周期变化，所以选项D错。16如图17所示，一粗糙平行金属轨道平面与水平面成角，两导轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计，则下列说法正确的是()图17A上滑过程的时间比下滑过程短B上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多C上滑过程电阻R产生的热量比下滑过程少D在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量【解析】选AD由题意知，在金属杆上滑过程中的平均加速度大于下滑过程的平均加速度，位移相等，故上滑的时间比下滑的时间短，所以A正确；根据电荷量q，因两个过程的位移相等，故上滑过程通过电阻R的电量与下滑过程相同，所以B错误；因上滑的时间短，根据Qt和E知上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多，所以C错误；因在运动的过程中除重力外只有安培力与摩擦力做功，故减少的机械能等于克服摩擦力、安培力做功之和，即装置产生的热量，所以D正确。9
