2020高考物理選擇題滿分沖刺專題：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（解析版）

選擇題滿分沖刺專題十二：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1．(安徽省級(jí)示范高中聯(lián)考，20)如圖1所示，空間存在一個(gè)足夠大的三角形區(qū)域(頂角45°)，區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)頂角為45°的三角形導(dǎo)體線框，自距離磁場(chǎng)左側(cè)邊界L處以平行于紙面向上的速度勻速通過了該區(qū)域，若以逆時(shí)針為正方向，回路中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象正確的是()圖1解析三角形導(dǎo)體線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，三角形邊框切割磁感線的有效長(zhǎng)度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變小，感應(yīng)電流變??；三角形線框離開磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，三角形邊框切割磁感線的有效長(zhǎng)度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，感應(yīng)電流變大，選項(xiàng)D正確．答案D2．(武漢武昌市調(diào)研)如圖2甲所示，兩根相距l(xiāng)＝0.4m、電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)平行放置，兩導(dǎo)軌左端與阻值R＝0.15Ω的電阻相連．導(dǎo)軌x＞0的一側(cè)存在沿＋x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場(chǎng)，其方向與導(dǎo)軌平面垂直(豎直向下)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5＋0.5x(T)．一根質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝0.05Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．棒在水平外力作用下從x＝0處沿導(dǎo)軌向右做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中回路電流恒為2A．以下判斷正確的是()圖2A．金屬棒在x＝3m處的速度為0.5m/sB．金屬棒在x＝3m處的速度為0.75m/sC．金屬棒從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝3m過程中克服安培力做的功為1.6JD．金屬棒從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝3m過程中克服安培力做的功為3.0J解析在x＝3m處，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T，因?yàn)榛芈分须娏骱銥?A，由閉合電路歐姆定律可知，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4V，由E＝BLv可得，此時(shí)金屬棒的速度v＝0.5m/s，所以選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由安培力公式可知，F(xiàn)安＝BIl＝Il(0.5＋0.5x)，隨著x變化呈現(xiàn)線性變化關(guān)系，因此可用平均作用力來求做功，可得安培力做功為3J，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；因此答案選A、D.答案AD3．(高考沖刺卷六)如圖3所示，足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面斜向上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，棒ab接入電路的電阻為R，當(dāng)流過棒ab某一橫截面的電荷量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在下滑過程中()圖3A．運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(B．下滑位移大小為(C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD．受到的最大安培力大小為(sinθ解析由牛頓第二定律可知mgsinθ－(＝ma，金屬棒做變加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)；由q＝I·Δt＝(·Δt＝(＝(得x＝(，選項(xiàng)B對(duì)．由動(dòng)能定理可知mgxsinθ－Q＝(mv2，把x代入式中得到Q，選項(xiàng)C錯(cuò)；安培力最大為mgsinθ，選項(xiàng)D錯(cuò)．答案B4．(山東濰坊市一模)如圖4所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，菱形閉合導(dǎo)線框ABCD位于紙面內(nèi)且對(duì)角線AC與虛線垂直，磁場(chǎng)寬度與對(duì)角線AC長(zhǎng)均為d.現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場(chǎng)，以逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到A點(diǎn)離開磁場(chǎng)的過程中，線框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系，以下可能正確的是()圖4解析線框ABCD在進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí)，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)；當(dāng)線框ABCD一部分在左磁場(chǎng)區(qū)，另一部分在右磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，回路中的最大電流要加倍，方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反，所以選項(xiàng)D正確．答案D5．如圖5，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻，線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣的影響，則下列哪一個(gè)圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律()圖5解析線框在0～t1這段時(shí)間內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng)，v－t圖象為過原點(diǎn)的傾斜直線，t2之后線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域中，無感應(yīng)電流，線框不受安培力，只受重力，線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，v－t圖象為傾斜直線，t1～t2這段時(shí)間線框受到安培力作用，線框的運(yùn)動(dòng)類型只有三種，即可能為勻速直線運(yùn)動(dòng)、也可能為加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，還可能為加速度逐漸減小的減速直線運(yùn)動(dòng)，而A選項(xiàng)中，線框做加速度逐漸增大的減速直線運(yùn)動(dòng)是不可能的，故不可能的v－t圖象為A選項(xiàng)中的圖象．答案A6．(沈陽(yáng)市三模，21)如圖6甲所示，電阻不計(jì)且間距L＝1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，上端接一阻值R＝2Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平，已知桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0＝1m/s，下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10m/s2，則()圖6A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1TB．桿ab下落0.3m時(shí)金屬桿的速度為1m/sC．桿ab下落0.3m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2JD．桿ab下落0.3m的過程中通過R的電荷量為0.25C解析在桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由(－mg＝ma，由題圖乙知，a的大小為10m/s2，解得B＝2T，A錯(cuò)誤．桿ab下落0.3m時(shí)桿做勻速運(yùn)動(dòng)，則有(＝mg，解得v′＝0.5m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，在桿ab下落0.3m的過程，根據(jù)能量守恒，R上產(chǎn)生的熱量為Q＝mgh－(mv′2＝0.2875J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．通過R的電荷量q＝(＝(＝0.25C．選項(xiàng)D正確．答案D7．垂直斜面向下磁場(chǎng)的寬度均為L(zhǎng)，一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為(的正方形導(dǎo)體線圈，在沿平行斜面向下的拉力F作用下由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有(重力加速度為g)()圖7A．從線圈的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ到線圈dc邊剛要離開磁場(chǎng)Ⅱ的過程中，線圈ab邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流先沿b→a方向再沿a→b方向B．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ過程和離開磁場(chǎng)Ⅱ過程所受安培力方向都平行斜面向上C．線圈ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的速度大小為(D．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ做勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，拉力F所做的功等于線圈克服安培力所做的功解析由右手定則可知線圈的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和線圈的dc邊剛要離開磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流方向均為b→a，線圈經(jīng)過JP時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b，A錯(cuò)誤．由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙線圈的切割磁感線運(yùn)動(dòng)，B正確．線圈ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)，受到的安培力F安＝BI(＝(，由共點(diǎn)力的平衡知識(shí)可知F安＝mgsinθ＋F，聯(lián)立可得線圈ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的速度大小為(，C正確．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ做勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，合外力做的功為0，即拉力F和重力沿斜面方向的分力所做的功等于線圈克服安培力所做的功，D錯(cuò)誤．答案BC1．(多選)(2017·高考全國(guó)卷甲)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直．邊長(zhǎng)為0.1m、總電阻為0.005Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖(a)所示．已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t＝0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)．線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正)．下列說法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5TB．導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5m/sC．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D．在t＝0.4s至t＝0.6s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1NBC2．(多選)(2017·高考全國(guó)卷甲)某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示．矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸．將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方．為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，該同學(xué)應(yīng)將()A．左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B．左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C．左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D．左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉AD3．(2017·高考全國(guó)卷乙)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌．為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示．無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是()A4．(2017·高考全國(guó)卷丙)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直．金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向D5．(2017·高考北京卷)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等C6．(2017·高考天津卷)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁