電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用 滿分：100分時(shí)間：60分鐘一、 單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1有一個(gè)磁懸浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來(lái)，其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓恒定，可變電阻為一可隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是()A電路中的電源必須是交流電源B電路中的a端須連接直流電源的負(fù)極C若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可增加玩偶飄浮的最大高度2如圖所示，一導(dǎo)線彎成直徑為d的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列說法中正確的是()A感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E BdvD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值Bdv3(2020·唐山一模)如圖所示，一呈半正弦形狀的閉合線框abc，acl，勻速穿過邊界寬度也為l的相鄰磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，整個(gè)過程中線框中感應(yīng)電流圖象為(取順時(shí)針方向?yàn)檎较?()4(2020·長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè))如圖所示，用一根橫截面積為S的粗細(xì)均勻的硬導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為R的圓環(huán)，把圓環(huán)一半置于均勻變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率k(k>0)，ab為圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為，則下列說法中正確的是()A圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)B圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C圖中ab兩點(diǎn)間的電壓大小為kR2D圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為5(2020·姜堰市模擬)如圖所示，兩相同燈泡A1、A2，A1與一理想二極管D連接，線圈L的直流電阻不計(jì)。下列說法正確的是()A閉合開關(guān)S后，A1會(huì)逐漸變亮B閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，A1、A2亮度相同C斷開S的瞬間，A1會(huì)逐漸熄滅D斷開S的瞬間，a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)低二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題7分，共計(jì)21分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。全部選對(duì)的得7分，選對(duì)但不全的得4分，錯(cuò)選或不答的得0分。)6如圖所示的正方形導(dǎo)線框abcd，電阻為R，現(xiàn)維持線框以恒定速度v沿x軸運(yùn)動(dòng)，并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。如果以x軸正方向?yàn)榱Φ恼较颍€框在圖示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，則磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力F、線框ab邊兩端的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間變化的圖象正確的是()7如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的導(dǎo)線框用一根絕緣細(xì)線連接起來(lái)，掛在兩個(gè)高度相同的定滑輪上，已知導(dǎo)線框電阻為R，橫邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)上下邊界的距離、導(dǎo)線框豎直邊長(zhǎng)均為h。初始時(shí)刻，磁場(chǎng)的下邊緣和導(dǎo)線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，導(dǎo)線框加速進(jìn)入磁場(chǎng)，穿出磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計(jì)，重力加速度為g。則下列說法中正確的是()A導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為B導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，若某一時(shí)刻的速度為v，則加速度為agC導(dǎo)線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為D導(dǎo)線框通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量Q8mgh8(2020·蘇州一模)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)垂直，如圖所示，除金屬棒和電阻R外，其余電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則以下結(jié)論正確的是()A金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)閎aB最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡C金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為D金屬棒的速度為v時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為三、計(jì)算題(本題共2小題，共計(jì)49分。解答時(shí)寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。)9(24分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩根光滑且電阻不計(jì)的長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌，間距L0.2 m，導(dǎo)軌的上端接一個(gè)阻值R1.5 的電阻，導(dǎo)軌間的空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一質(zhì)量m5 g、長(zhǎng)為L(zhǎng)0.2 m、電阻r0.5 的金屬棒垂直放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好。(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B(0.5t2) T，t0時(shí)刻，金屬棒在距離導(dǎo)軌頂部L0.2 m處釋放，此時(shí)金屬棒的加速度是多大？如果金屬棒延遲釋放，何時(shí)開始釋放，金屬棒不會(huì)向下運(yùn)動(dòng)？(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B T，為使金屬棒中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，從t0時(shí)刻起，金屬棒應(yīng)在距離導(dǎo)軌頂部L0.2 m處開始在外力作用下做怎樣的運(yùn)動(dòng)？10(25分)如圖所示，光滑斜面的傾角30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)l11 m，bc邊的邊長(zhǎng)l20.6 m，線框的質(zhì)量m1 kg，電阻R0.1 ，線框通過細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M2 kg，斜面上ef(efgh)的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，ef和gh的距離s11.4 m，(取g10 m/s2)，求：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物的加速度；(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；(3)ab邊由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到gh處所用的時(shí)間t；(4)ab邊運(yùn)動(dòng)到gh處的速度大小及在線框由靜止開始運(yùn)動(dòng)到gh處的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。