專題12　電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方專題12電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用1.【答案】C【解析】只有N極的磁單極子從上到下穿過(guò)閉合超導(dǎo)線圈,可分成穿入和穿出兩個(gè)過(guò)程.磁單極子從上到下穿入閉合超導(dǎo)線圈時(shí),向下的磁通量增加,由楞次定律可判斷出,從上向下看,閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流;磁單極子穿出閉合超導(dǎo)線圈時(shí),向上的磁通量減少,由楞次定律可判斷出,從上向下看,閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流;所以磁單極子從上到下穿過(guò)閉合超導(dǎo)線圈,從上向下看,閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針?lè)较虻某掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流,選項(xiàng)C正確.2.【答案】C【解析】閉合開關(guān)S后,線圈自感,但兩燈和線圈不是串聯(lián)的關(guān)系,則兩燈立刻亮,電流由a指向b,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,因線圈L的直流電阻不計(jì),所以A1與二極管被短路,導(dǎo)致燈泡A1不亮,而A2將更亮,因此A1、A2亮度不同,電流由a指向b,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;斷開S的瞬間,A2會(huì)立刻熄滅,線圈L與燈泡A1及二極管構(gòu)成回路,因線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),a端的電勢(shì)低于b端,但二極管具有單向?qū)щ娦?所以回路沒(méi)有感應(yīng)電流,A1也是立即熄滅,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.3.【答案】AC【解析】根據(jù)圖像可知,線圈中垂直于紙面向里的磁場(chǎng)增大,為了阻礙線圈中磁通量的增大,根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于紙面向外,根據(jù)安培定則可知線圈中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?所通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b,選項(xiàng)A正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=NΔΦΔt=200×0.015-0.0100.10V=10V,選項(xiàng)C正確;根據(jù)閉合電路歐姆定律知,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電阻R兩端的電壓為路端電壓,4.【答案】BC【解析】根據(jù)B-t圖像,由楞次定律可知,線圈中感應(yīng)電流方向一直為順時(shí)針,但在t0時(shí)刻,磁場(chǎng)的方向發(fā)生變化,故安培力方向FA的方向在t0時(shí)刻發(fā)生變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;由閉合電路歐姆定律得I=ER,又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E=ΔΦΔt=ΔBΔtπr22,又根據(jù)電阻定律得R=ρ2πrS,聯(lián)立得I=B05.【答案】ABD【解析】導(dǎo)體棒以速度v勻速下滑時(shí),由E=BLv,I=ER1+R2=BLvR1+R2,選項(xiàng)A正確;F=BIL得安培力F=B2L2vR1+R2,電阻R1消耗的電功率為P=I2R1=(BLvR1+R2)2R1,又R2=nR1,聯(lián)立解得,P=Fvn+2,故選項(xiàng)B正確;導(dǎo)體棒克服安培力和摩擦力做功,減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;R2和R16.【答案】ABC【解析】圓環(huán)從圖示位置開始運(yùn)動(dòng)到剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),下落的高度為h-R,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得到v2=2g(h-R),解得v=2g(h-R),故選項(xiàng)A正確;圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間和完全進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,速度相等,根據(jù)功能關(guān)系可以知道重力做的功等于圓環(huán)電阻產(chǎn)生的熱量,大小為2mgR,故選項(xiàng)B正確;圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)體某個(gè)橫截面的電荷量為q=I·Δt=Er·Δt=ΔΦr=BπR2r,故選項(xiàng)C正確;圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,受到的安培力F=B2L27.【答案】BCD【解析】根據(jù)楞次定律可知,在0~0.1s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下板為正,液滴處于平衡狀態(tài)時(shí),可知液滴帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在0~0.1s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=ΔBΔtS=0.010.1×πr2=0.1πr2,對(duì)液滴mg=Edq,解得m=qπr210gd,選項(xiàng)B正確;液滴向下加速運(yùn)動(dòng)的加速度為mg+Edq=ma,解得a=2g,0.1~0.3s內(nèi)液滴向下加速運(yùn)動(dòng)的位移x1=12at2=12×2g×0.22m=0.04gm,在0.3s時(shí)刻液滴的速度v=at=2g×0.2m/s=0.4gm/s,選項(xiàng)C正確;0.3~0.4s內(nèi)液滴勻速運(yùn)動(dòng),故位移為x28.【答案】ABC【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E=ΔΦΔt,磁通量的變化ΔΦ=B·12L1L2,解得E=0.05V,選項(xiàng)A正確;由閉合電路歐姆定律可得平均電流I=ER,解得I=0.05A,選項(xiàng)B正確;由楞次定律可得,感應(yīng)電流方向?yàn)镹→M,選項(xiàng)C正確;電荷量q=IΔt,解得q=0.025C,選項(xiàng)9.【答案】(1)0.25V,順時(shí)針?lè)较?2)0.63J(3)1.0N【解析】(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=ΔΦ磁通量的變化量ΔΦ=ΔB·S=ΔB·πr2解得E=ΔB·πr感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?(2)感應(yīng)電流I=ER焦耳熱Q=I2Rt=0.63J.(3)導(dǎo)線ab的有效長(zhǎng)度L=r=0.2mt=0.5s時(shí),B=2T安培力F=BIL=1.0N.10.【解析】(1)區(qū)域磁場(chǎng)均勻增強(qiáng),線框中電動(dòng)勢(shì)E=ΔΦΔt=ΔBΔt電流I=EB=ΔBΔt經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)加在線框上的外力F=F安=BIL=k方向水平向右.(2)區(qū)域磁場(chǎng)從線框上MN位置以速度v勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電動(dòng)勢(shì)E=BLv電流I=E經(jīng)歷時(shí)間t=L線框中產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=B2(3)由BIL=ma得BItL=mat,即BqL=mv解得v=BqLm11.【答案】(1)1.3N(2)4.4W(3)0.36J【解析】(1)P1棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv=0.6V電流I=E2r由F1=2mgsinθ+BIL,得F1=1.3N.(2)當(dāng)P1、P2兩棒均在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F的功率最大E'=2BLv,I'=E2r=2I,F'安則拉力F2=2mgsinθ+4BIL=2.2N最大功率P=F2v解得P=4.4W.(3)由題,只有P1或P2在磁場(chǎng)中時(shí)間t1=2dP1,P2均在磁場(chǎng)中時(shí)間t2=d由焦耳定律得Q=I2(2r)2dv+(2I)2(2r)得Q=0.36J.12.【答案】(1)BLv0R+r方向a→b(2)【解析】(1)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=BLv0由閉合電路歐姆定律得I=BL通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流方向?yàn)閍→b.(2)由牛頓第二定律F+f=mam安培力F大小為F=BIL,其中I=BL摩擦力f大小為f=μmg代入得am=B2(3)功能關(guān)系得12mv電阻R上產(chǎn)生的熱量QR=RR代入得QR=RR+r(113.【答案】(1)5A(2)