高考物理总复习-高中全程训练计划-物理-课练 31　电磁感应定律的综合应用

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课练 31　电磁感应定律的综合应用

小题狂练○ 小题是基础　练小题　提分快

[名师原创](多选)如图所示是世界上早期制造的发电机及电动机

的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在

蹄形磁铁当中．实验时用导线 A连接铜盘的中心，用导线 B连接铜

盘的边缘，则下列说法中正确的是(　　)

A．若导线 A、B连接，用外力摇手柄使铜盘转动，闭合电路中会

产生感应电流

B．若导线 A、B连接，用外力摇手柄使铜盘转动，则 B 端电势高

于A端

C．若导线 A、B与外电源连接，当 A接电源正极时，从上向下看

铜盘会逆时针转动

D．若导线 A、B连接一用电器，当用外力摇手柄使铜盘匀速转动

时，则有交变电流流过用电器

答案：AC

解析：若逆时针摇手柄(从上向下看)，由右手定则可知，产生的

感应电流从导线 A流出，导线 A相当于连接电源正极，电势高，A

正确，B错误；若将导线 A、B连接外电源，A接正极时，则由左手

定则可知，铜盘会逆时针转动，C正确；若导线 A、B连接一用电器，

当用外力摇手柄使铜盘匀速转动起来时，产生的是直流电，D错误．

[名师原创]一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框 abcd 固

定不动，其中矩形区域 efcd 存在磁场(未画出)，磁场方向与线圈平

面垂直，磁感应强度大小 B随时间 t均匀变化，且＝k(k>0)，已知 ab

＝fc＝4L，bc＝5L，已知 L长度的电阻为 r，则导线框 abcd 中的电

流为(　　)

A. B.

C. D.

答案：A

解析：电路中的总电阻为 R＝18r，电路中的感应电动势为 E＝S

＝16kL2，导线框 abcd 中的电流为 I＝＝，选项 A正确．

[母题改编]在范围足够大、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为

B＝0.2 T的匀强磁场中，有一水平放置的光滑金属框架，宽度 L＝

0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为 m＝0.05 kg、长度为 L、电阻

为r＝1 Ω的金属杆 MN，且金属杆 MN 始终与金属框架接触良好，

金属框架电阻不计，左侧 a、b端连一阻值为 R＝3 Ω的电阻，且 b端

接地．若金属杆 MN 在水平外力 F的作用下以恒定的加速度 a＝2

m/s2由静止开始向右做匀加速运动，则下列说法正确的是(　　)

A．在 5 s内流过电阻 R的电荷量为 0.1 C

B．5 s末回路中的电流为 0.8 A

C．5 s末a端处的电势为 0.6 V

D．如果 5 s末外力消失，最后金属杆将停止运动，5 s后电阻 R

产生的热量为 2.5 J

答案：C

解析：在t＝5 s内金属杆的位移 x＝at2＝25 m,5 s内的平均速度＝

＝5 m/s，故平均感应电动势＝BL＝0.4 V，在 5 s内流过电阻 R的电

荷量为 q＝·t＝0.5 C，A错误；5 s末金属杆的速度 v＝at＝10 m/s，

此时感应电动势 E＝BLv，则回路中的电流为 I＝＝0.2 A，B错误；5

s末a点的电势 φa＝Uab＝IR＝0.6 V，C正确；如果 5 s末外力消失，

最后金属杆将停止运动，5 s末金属杆的动能将转化为整个回路中产

生的热量，所以电阻 R产生的热量为·mv2＝1.875 J，D错误．

4．[名师原创]如图甲所示，单匝矩形线圈 abcd 垂直固定在匀强

磁场中．规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随

时间变化的规律如图乙所示．以逆时针方向为电流正方向，以向右

方向为安培力正方向，下列关于 bc 段导线中的感应电流 i和受到的

安培力 F随时间变化的图象正确的是(　　)

答案：B

解析：0～0.5T 时间内，磁感应强度减小，方向垂直纸面向里，

由楞次定律可知，产生的感应电流沿顺时针方向，为负，同理可知，

0.5T～T时间内，电流为正，由法拉第电磁感应定律可知，0～0.5T

时间内通过 bc 段导线的电流是 0.5T～T时间内通过 bc 段导线的，A

错，B对；由安培力公式 F＝BIL，I＝，E＝＝S可知，t＝T时bc 段

导线受到的安培力大小是 t＝0时bc 段导线受到的安培力大小的 4倍，

C、D均错．

[新情景题](多选)如图所示为粗细均匀的铜导线制成的半径为 r的

圆环，PQ 为圆环的直径，其左右两侧存在垂直圆环所在平面的匀强

磁场，磁感应强度大小均为 B，但方向相反，圆环的电阻为 2R.一根

长度为 2r、电阻为 R的金属棒 MN 绕着圆环的圆心 O点紧贴着圆环

以角速度 ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终

接触良好，则金属棒旋转一周的过程中(　　)

A．金属棒中电流方向始终由 N到M

B．金属棒中电流的大小始终为

C．金属棒两端的电压大小始终为 Bωr2

D．电路中产生的热量为

答案：BCD

解析：根据右手定则可知，金属棒在题图所示位置时，电流方向

由M到N，当金属棒经过直径 PQ 后，电流方向由 N到M，A错误；

根据法拉第电磁感应定律可得，产生的感应电动势 E＝2×Bωr2＝

Bωr2，等效电路如图所示，两半圆环并联的总电阻为 R总＝＝，所以

金属棒中的电流为 I＝＝＝，B正确；金属棒两端的电压大小为 U＝

R＝Bωr2，C正确；金属棒旋转一周的过程中，电路中产生的热量为

Q＝I2(＋R)·＝，D正确．

[母题改编]如图所示，A和B是两个完全相同的灯泡，C和D都

是理想二极管，两二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，L是

带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计．下列说法正

确的是(　　)

A．开关 S闭合，A先亮

B．开关 S闭合，A、B同时亮

C．开关 S断开，B逐渐熄灭

D．开关 S断开，A闪亮一下，然后逐渐熄灭

答案：D

解析：开关 S闭合瞬间，线圈中电流逐渐增大，线圈中产生的感

应电动势会阻碍电流的增加，故 B逐渐变亮，二极管 D反向不导通，

故A不亮，选项 A、B错误；开关 S断开瞬间，B立刻熄灭，由于二

极管正向导通，故线圈与 A形成回路，A闪亮一下，然后逐渐熄灭，

故选项 C错误，D正确．

[预测新题](多选)如图所示，在地面上方空间存在有磁感应强度

大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．在磁场中有一长为 L、内

壁光滑且绝缘的细筒MN 竖直(纸面)放置，筒的底部有一质量为 m，

带电荷量为＋q的小球，现使细筒MN 沿垂直磁场方向水平向右以

v0的速度匀速运动，重力加速度大小为 g，设小球所带电荷量不变．

下列说法正确的是 (　　)

A．若 v0＝，则小球能沿筒壁上升

B．若 v0＝，则经过时间 t＝小球从M端离开细筒

C．若 v0＝，则小球离开细筒M端时对地的速度大小为

D．若 v0＝，则小球对筒底的压力大小为 mg

答案：BD

解析：由题意可知，细筒内带正电的小球将随筒一起向右运动，

它在磁场中将受到向上的洛伦兹力作用，Fy＝Bqv0，若 v0＝，有 Fy

＝mg，小球不能沿筒壁上升，A错误；若 v0＝，在竖直方向有 Bqv0

－mg＝ma，根据 L＝at2，则小球经过时间 t＝从 M端离开细筒，B

正确；若 v0＝，小球离开 M端时的速度水平分量 vx＝v0＝，竖直分

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课练31　电磁感应定律的综合应用小题狂练○小题是基础　练小题　提分快1.[名师原创](多选)如图所示是世界上早期制造的发电机及电动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中．实验时用导线A连接铜盘的中心，用导线B连接铜盘的边缘，则下列说法中正确的是(　　)A．若导线A、B连接，用外力摇手柄使铜盘转动，闭合电路中会产生感应电流B．若导线A、B连接，用外力摇手柄使铜盘转动，则B端电势高于A端C．若导线A、B与外电源连接，当A接电源正极时，从上向下看铜盘会逆时针转动D．若导线A、B连接一用电器，当用外力摇手柄使铜盘匀速转动时，则有交变电流流过用电器答案：AC解析：若逆时...

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