（新課標）2022高考物理總復習 課時檢測（六十四）電磁感應中的電路問題（題型研究課）（含解析）

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1、（新課標）2022高考物理總復習 課時檢測（六十四）電磁感應中的電路問題（題型研究課）（含解析） 1.如圖所示，MN、PQ是間距為L的平行光滑金屬導軌，置于磁感應強度為B、方向垂直導軌所在平面向里的勻強磁場中，導軌固定不動，M、P間接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好、接入電路的電阻為的金屬導線ab垂直導軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動，則(不計導軌電阻)(　　) A．通過電阻R的電流方向為P→R→M B．a(chǎn)、b兩點間的電壓為BLv C．a(chǎn)端電勢比b端電勢高 D．外力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 解析：選C　由右手定則可知通過電阻R的電流方向為M→R→P，

2、A錯誤；金屬導線ab相當于電源，電源內部電流從電勢低的一端流向電勢高的一端，所以a端電勢高于b端電勢，C正確；由法拉第電磁感應定律可知，E＝BLv，由閉合電路歐姆定律得a、b兩點間的電壓為Uab＝·R＝BLv，B錯誤；由于金屬導線ab做勻速直線運動，外力F做的功等于克服安培力做的功，等于整個電路產(chǎn)生的焦耳熱，并非電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，D錯誤。 2.(2019·河南靈寶月考)如圖所示，由均勻導線制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應強度大小為B的有界勻強磁場，邊界如圖中虛線所示。當圓環(huán)運動到圖示位置(∠aOb＝90°)時，a、b兩點間的電勢差為(　　) A．BRv　　　　　　　　　

3、B．BRv C．BRv D．BRv 解析：選D　圓環(huán)的ab段切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為E＝BRv；由歐姆定律得a、b兩點間的電勢差為Uab＝E－Irab＝BRv－·＝，選項D正確。 3. (多選)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置，間距為l＝1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值R＝10 Ω的電阻。一阻值R＝10 Ω的導體棒ab以速度v＝4 m/s勻速向左運動，導體棒ab與導軌接觸良好。導軌所在平面存在磁感應強度大小B＝0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場。下列說法正確的是(　　) A．導體棒ab中電流的方向為由b到a B．cd兩端的電壓為1 V C．de兩端的

4、電壓為1 V D．fe兩端的電壓為1 V 解析：選BD　由右手定則可知導體棒ab中電流的方向為由a到b，A錯誤；導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E＝Blv，導體棒ab為電源，cd間電阻R為外電路負載，de和cf間電阻中無電流，de和cf間無電壓，因此cd和fe兩端電壓相等，即U＝×R＝＝1 V，B、D正確，C錯誤。 4.(2019·溫州模擬)如圖所示，一足夠長的平行金屬導軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5 m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1 Ω。一導體棒MN垂直于導軌放置，質量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 Ω，兩端與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。在導

5、軌間存在著垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度為0.8 T。將導體棒MN由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導體棒MN的運動速度大小以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)(　　) A．2.5 m/s,1 W B．5 m/s,1 W C．7.5 m/s,9 W D．15 m/s,9 W 解析：選B　小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時，導體棒MN做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：mgsin 37°＝μmgcos 37°＋，解得v＝5 m/s；導體棒MN產(chǎn)生的感應電動勢E＝BLv，電路電流I＝，小燈泡消耗的功率P＝I2R，解得P＝1 W，故

6、選項B正確。 5.如圖所示，導體桿OP在作用于OP中點且垂直于OP的力作用下，繞O軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強磁場中以一定的角速度轉動。磁場的磁感應強度為B，AO間接有電阻R，導體桿和框架電阻不計，回路中的總電功率為P，則(　　) A．外力的大小為2Br B．外力的大小為Br C．導體桿旋轉的角速度為 D．導體桿旋轉的角速度為 解析：選C　設導體桿轉動的角速度為ω，則導體桿轉動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E＝Br2ω，I＝，根據(jù)題述回路中的總電功率為P，則P＝EI；設維持導體桿勻速轉動的外力為F，則有P＝，v＝rω，聯(lián)立解得F＝Br，ω＝，選項C正確，A、B、D錯誤。 6

7、.(2019·廣東模擬)如圖所示，在一磁感應強度B＝0.5 T的勻強磁場中(磁場方向垂直紙面向上)，垂直于磁場方向水平固定著兩根相距為L＝0.1 m的平行金屬導軌MN和PQ，導軌電阻忽略不計，在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R＝0.3 Ω的電阻。垂直兩根導軌放置一金屬棒ab，且良好接觸，其接入電路的電阻r＝0.2 Ω。當金屬棒ab在水平拉力作用下以速度v＝4.0 m/s向左做勻速運動時(　　) A．金屬棒ab所受安培力大小為0.02 N B．N、Q間電壓為0.2 V C．a(chǎn)端電勢比b端電勢低 D．回路中感應電流大小為1 A 解析：選A　金屬棒ab產(chǎn)生的電動勢E＝BLv＝0.2 V

8、，回路中的感應電流大小I＝＝0.4 A，金屬棒ab所受的安培力大小F＝BIL＝0.02 N，A正確，D錯誤；N、Q之間的電壓U＝IR＝0.12 V，B錯誤；由右手定則得a端電勢較高，C錯誤。 7．(多選)有一半徑為R，電阻率為ρ，密度為d的均勻圓環(huán)落入磁感應強度為B的徑向磁場中，圓環(huán)的截面半徑為r(r?R)，如圖(a)、(b)所示。當圓環(huán)在加速下落時某一時刻的速度為v，則(　　) A．此時整個圓環(huán)的電動勢E＝2Bvπr B．忽略電感的影響，此時圓環(huán)中的電流I＝ C．此時圓環(huán)的加速度a＝ D．如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度vm＝ 解析：選BD　此時整個圓環(huán)垂直切割徑向磁感線

9、，電動勢E＝2BvπR，選項A錯誤；此時圓環(huán)中的電流I＝＝，選項B正確；對圓環(huán)根據(jù)牛頓第二定律得mg－F安＝ma，F(xiàn)安＝BI·2πR＝，m＝dπr2·2πR，則a＝g－，選項C錯誤；如果徑向磁場足夠長，當a＝0時圓環(huán)的速度最大，即g－＝0，解得vm＝，選項D正確。 8．(多選)在如圖所示的甲、乙、丙中除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動。甲圖中的電容器C原來不帶電，設導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略，導體棒和導軌間的摩擦不計。圖中裝置均在水平面內，且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強磁場中，導軌足夠長，今給導體棒一個向右的初速度v0，導體棒的最終運動狀態(tài)是(　　) A．三種

10、情況下，導體棒最終均靜止 B．圖甲、丙中導體棒最終將以不同的速度做勻速運動；圖乙中導體棒最終靜止 C．圖甲、丙中，導體棒最終將以相同的速度做勻速運動 D．甲、乙兩種情況下，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱一定不同 解析：選BD　題圖甲中，導體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應電流而使電容器充電，當電容器極板間電壓與導體棒產(chǎn)生的感應電動勢相等時，電路中沒有電流，導體棒不受安培力，其向右做勻速運動；題圖乙中，導體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應電流，通過電阻R轉化為內能，導體棒速度減小，當導體棒的動能全部轉化為內能時，導體棒靜止；題圖丙中，導體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運動，速度減為零后再在安培力作用下

11、向左做加速運動，當導體棒產(chǎn)生的感應電動勢與電源的電動勢相等時，電路中沒有電流，導體棒向左做勻速運動，故A、C錯誤，B正確；題圖甲中，導體棒的部分動能轉化為內能，題圖乙中，導體棒的動能全部轉化為內能，故有Q甲

12、～1 s末B、S都在變化，所以1 s末回路中產(chǎn)生的感應電動勢為 E＝S＋Blv 又＝2 T/s 在1 s末，B＝2 T，S＝lvt＝0.4 m2 解得1 s末E＝1.6 V 此時回路中的電流 I＝＝1.6 A 根據(jù)右手定則可判斷出電流沿逆時針方向，金屬棒ab受到的安培力F＝BIl＝1.28 N，方向向左。 答案：1.6 A　1.28 N，方向向左 10.(2019·淮北模擬)如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌間距為d，導軌所在平面與水平面成θ角，M、P間接阻值為R的電阻。勻強磁場的方向與導軌所在平面垂直，磁感應強度大小為B。質量為m、阻值為r、長度為d的

13、金屬棒放在兩導軌上，在平行于導軌的拉力F作用下，以速度v勻速向上運動。已知金屬棒與導軌始終垂直并且保持良好接觸，導軌電阻不計，重力加速度為g。求： (1)金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢E； (2)通過電阻R的電流I； (3)拉力F的大小。 解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律得E＝Bdv。 (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝＝。 (3)金屬棒的受力情況如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律有F－F安－mgsin θ＝0，又因為F安＝BId＝， 所以F＝mgsin θ＋。 答案：(1)Bdv　(2)　(3)mgsin θ＋ 11．如圖所示，間距L＝1 m的兩根足夠長的固定水平平行導軌間存在著勻強磁場

14、，其磁感應強度大小B＝1 T、方向垂直于紙面向里，導軌上有一金屬棒MN與導軌垂直且在水平拉力F作用下以v＝2 m/s的速度水平向左勻速運動。R1＝8 Ω，R2＝12 Ω，C＝6 μF，導軌和棒的電阻及一切摩擦均不計。開關S1、S2閉合，電路穩(wěn)定后，求： (1)通過R2的電流I的大小和方向； (2)拉力F的大??； (3)開關S1斷開后通過R2的電荷量Q。 解析：(1)開關S1、S2閉合后，根據(jù)右手定則知棒中的感應電流方向是M→N，所以通過R2的電流方向是b→a MN中產(chǎn)生的感應電動勢的大小E＝BLv 通過R2的電流I＝ 代入數(shù)據(jù)解得I＝0.1 A。 (2)由棒受力平衡有F＝F安 F安＝BIL 代入數(shù)據(jù)解得F＝0.1 N。 (3)開關S1、S2閉合，電路穩(wěn)定后，電容器所帶電荷量 Q1＝CIR2 S1斷開后，流過R2的電荷量Q等于電容器所帶電荷量的減少量，即Q＝Q1－0 代入數(shù)據(jù)解得Q＝7.2×10－6 C。 答案：(1)0.1 A，方向是b→a　(2)0.1 N (3)7.2×10－6 C