【鞏固練習(xí)】一、選擇題1、（2015山東卷）如圖，一均勻金屬圓盤繞通過(guò)其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)施加一垂直穿過(guò)圓盤的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓盤開(kāi)始減速。在圓盤減速過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是A．處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高B．所加磁場(chǎng)越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)C．若所加磁場(chǎng)反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動(dòng)D．若所加磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2、（2015海南卷）如圖，空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小ε，將此棒彎成兩段長(zhǎng)度相等且相互垂直的折彎，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為，則等于（）A.1/2B.C.1D.3、一質(zhì)量為m的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成300角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場(chǎng)垂直斜面向上，導(dǎo)軌與桿的電阻不計(jì)，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端，則在此全過(guò)程中（）A．向上滑行的時(shí)間大于向下滑行的時(shí)間B．電阻R上產(chǎn)生的熱量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)C．通過(guò)電阻R的電量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)D．桿ab受到的磁場(chǎng)力的沖量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)4、如圖所示，閉合矩形導(dǎo)體線框abcd從高處自由下落，在ab邊開(kāi)始進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)這段時(shí)間內(nèi)，線框的速度v隨時(shí)間t變化的圖象可能是圖中的5、甲、乙兩個(gè)完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO＇旋轉(zhuǎn)，當(dāng)給以相同的初速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于阻力，經(jīng)相同的時(shí)間后便停止；若將環(huán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，如圖所示，當(dāng)甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的初速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，則下列判斷正確的是（）A．甲環(huán)先停B．乙環(huán)先停C．兩環(huán)同時(shí)停下D．無(wú)法判斷兩環(huán)停止的先后6、（2015北京朝陽(yáng)質(zhì)檢）如圖所示，一剛性矩形銅制線圈從高處自由下落，進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后穿出磁場(chǎng)區(qū)域，則()A.若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是勻速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程一定是勻速運(yùn)動(dòng)B.若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程一定是加速運(yùn)動(dòng)C.若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是減速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程一定是加速運(yùn)動(dòng)D.若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是減速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程一定是減速運(yùn)動(dòng)7、如圖所示，兩粗細(xì)相同的銅、鐵導(dǎo)線，圍成半徑相同的線圈，放在同一變化的磁場(chǎng)中，以下判斷正確的是（）A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等B．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等C．在相同時(shí)間內(nèi)，銅導(dǎo)線產(chǎn)生的電熱較多D．在相同時(shí)間內(nèi)，通過(guò)銅導(dǎo)線某一截面的電量較多8、（2016四川模擬）如圖所示，一導(dǎo)線彎成邊長(zhǎng)為a的等邊三角形閉合回路。虛線MN左側(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。回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，AC邊始終與MN垂直。從C點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是（）A.感應(yīng)電流方向發(fā)生改變B.AC段導(dǎo)線始終不受安培力C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值為9、如圖所示，當(dāng)條形磁體突然向閉合銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（）A．若銅環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律B．銅環(huán)向左運(yùn)動(dòng)違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律C．銅環(huán)向左運(yùn)動(dòng)不違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律D．無(wú)論銅環(huán)如何運(yùn)動(dòng)都不違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律10、（2016安徽宿州一模）兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌豎直固定放置，頂端接一電阻R，導(dǎo)軌所在平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g，如圖所示。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則（）A.金屬棒在最低點(diǎn)的加速度小于gB.回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量C.當(dāng)彈簧彈力等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大D.金屬棒在以后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度二、填空題1、如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴(kuò)張）趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________（填變大、變小、不變）。2、如圖所示，矩形導(dǎo)線框豎直邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，從某一高度豎直落入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)高度為d，且d＞L。線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好勻速，線框cd邊剛要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)又恰好勻速，則線框全過(guò)程中產(chǎn)生的電能為_(kāi)_______。3、如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。則此過(guò)程桿的速度最大值為_(kāi)_______；流過(guò)電阻R的電量為_(kāi)_______；恒力F做的功與安倍力做的功之和________桿動(dòng)能的變化量。（填大于、小于、等于）三、計(jì)算題1、如圖所示，abcd是由粗裸銅導(dǎo)線連接兩個(gè)定值電阻組成的閉合矩形導(dǎo)體框，水平放置，金屬棒ef與ab及cd邊垂直，并接觸良好，空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下，已知電阻，，其它部分的電阻都可忽略不計(jì)，ab及cd邊相距為L(zhǎng)，給ef棒施加一個(gè)與棒垂直的恒力F，求（1）ef棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度多大？（2）當(dāng)ef棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻消耗的電功率多大？2、固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形導(dǎo)線框abcd，各邊長(zhǎng)l，其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一與ab段所用材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，如圖所示，以恒定速度v從ad滑向bc，當(dāng)PQ滑過(guò)的距離時(shí)，通過(guò)aP段電阻絲的電流是多大?方向如何?3、如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫(huà)出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面一開(kāi)始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度。在棒的運(yùn)動(dòng)速度由減小至的過(guò)程中，通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定，導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過(guò)程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。4、如圖所示，水平的平行虛線間距為d=50cm，其間有B=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為l=10cm，線圈質(zhì)量m=100g，電阻為R=0.20Ω。開(kāi)始時(shí)，線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣的距離為h=80cm。將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等。取g=10m/s2，求：（1）線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈產(chǎn)生電流的大小和方向；（2）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q。【答案與解析】一、選擇題1、【答案】ABD【解析】由左手定則可知，處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高，選項(xiàng)A正確；根據(jù)E=BLv可知所加磁場(chǎng)越強(qiáng)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，產(chǎn)生的電功率越大，消耗的機(jī)械能越快，則圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；若加反向磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，故圓盤仍減速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若所加磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤則圓盤中無(wú)感應(yīng)電流，不消耗機(jī)械能，圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確；故選ABD。【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律.2、【答案】B【解析】設(shè)折彎前導(dǎo)體切割磁感線的長(zhǎng)度為，折彎后，導(dǎo)體切割磁場(chǎng)的有效長(zhǎng)度為，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，所以，B正確。3、【答案】B【解析】導(dǎo)體上行做變減速運(yùn)動(dòng)，下行做變加速運(yùn)動(dòng)，如果下行運(yùn)動(dòng)是上行運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程，則上下時(shí)間相等，但下行的合力比上行的合力小，所以，上行的時(shí)間短。A錯(cuò)。在金屬棒運(yùn)動(dòng)中任意時(shí)刻受到的安培力，做功功率，在上行和下行到同一位置時(shí)相比，上行的速度比下行的速度大，故安培力瞬時(shí)功率是上行的大，可以得出，上行過(guò)程安培力的功比下行過(guò)程做功多，所以上行產(chǎn)生的熱量也多，B正確。閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)則，電流，所以通過(guò)導(dǎo)體截面的電量，即上行下行兩過(guò)程通過(guò)的電量相等。C錯(cuò)。無(wú)論上行還是下行，安培力都是變力，安培力的沖量可以任意取很小一段時(shí)間來(lái)研究（微元法）。在這段時(shí)間內(nèi)可以把安培力看成恒力處理，則由動(dòng)量定理：再運(yùn)用微積分的思想，全程安培力的沖量，其中為整個(gè)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體的電量。因上行和下行過(guò)程通過(guò)的電量相等，所以，安培力的沖量也大小相等，D錯(cuò)。4、【答案】ACD【解析】根據(jù)牛頓第二定律安培力，代入上式，由此分析，可以做勻速運(yùn)動(dòng)，不可能做勻加速運(yùn)動(dòng)，可以做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)最后勻速，可以做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)最后勻速。5、【答案】B【解析】甲環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁通量為零沒(méi)有變化，回路中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。乙環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)它的磁通量發(fā)生變化，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。也就是說(shuō)，乙環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化為回路的電能，而先停止，故B正確。6、【答案】D【解析】若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是勻速運(yùn)動(dòng)，即，完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域一定做加速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中受到安培力大于重力，一定是減速運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng)，即，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中可能是加速運(yùn)動(dòng)，也可能是減速運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是減速運(yùn)動(dòng)，即，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程一定是減速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。7、【答案】ACD【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律知，此兩環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等；因?yàn)殂~環(huán)的電阻小于鐵環(huán)的電阻，所以銅環(huán)中電流大于鐵環(huán)中的電流；相同時(shí)間內(nèi)銅環(huán)中產(chǎn)生的熱量大于鐵環(huán)中產(chǎn)生的熱量；通過(guò)銅環(huán)的電量q=IΔt較鐵環(huán)多，故選項(xiàng)ACD正確。8、【答案】CD【解析】在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔儯珹錯(cuò)；在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，AC中感應(yīng)電流通過(guò)，而AC與磁場(chǎng)垂直，則可知AC段導(dǎo)線始終受到安培力，B錯(cuò)；當(dāng)三角形閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值，D正確。故選CD。9、【答案】B【解析】如果環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，與磁體表現(xiàn)為相互吸引，則磁體的動(dòng)能增加的同時(shí)，環(huán)中產(chǎn)生的電能也增加，違背能量守恒定律，所以B選項(xiàng)正確。10、【答案】AD【解析】金屬棒先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)沒(méi)有磁場(chǎng)，金屬棒運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，最低點(diǎn)的加速度等于剛釋放時(shí)的加速度g，由于金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，而安培力時(shí)阻力，則可知金屬棒下降的高度小于沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)的高度，故金屬棒在最低點(diǎn)的加速度小于g，A正確；根據(jù)能量守恒定律可知，回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量與彈簧彈性勢(shì)能增加量之差，B錯(cuò)；金屬棒先向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到重力、彈簧的彈力和安培力三個(gè)力的作用，當(dāng)三力平衡時(shí)，速度最大，即當(dāng)彈簧彈力、安培力之和等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大，C錯(cuò)；由于產(chǎn)生內(nèi)能，彈簧具有彈性勢(shì)能，由能量守恒定律可知，金屬棒在以后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度，D正確。故選AD。二、填空題1、【答案】收縮，變小【解析】由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場(chǎng)，隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。2、【答案】【解析】線圈下落的高度為d+L，根據(jù)能量守恒定律，重力勢(shì)能的減少量等于線框在全過(guò)程中產(chǎn)生的電能。3、【答案】；；大于。【解析】當(dāng)桿達(dá)到最大速度時(shí)，得；流過(guò)電阻R的電量由公式；在棒從開(kāi)始到達(dá)到最大速度的過(guò)程中由動(dòng)能定理有：，其中，，恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量與克服摩擦力做的功之和。三、計(jì)算題1、【答案】（1）（2）.【解析】（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力等于安培力勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度.（2）與并聯(lián)，消耗的電功率.2、【答案】，方向從a到P。【解析】PQ滑動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為①應(yīng)用右手定則判斷出電流方向從P到Q，Q點(diǎn)電勢(shì)高，是電源的正極，P是負(fù)極，aP段與bP段是并聯(lián)關(guān)系，此電路就可以等效為如圖所示的電路：根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)，aP段與bP段的并聯(lián)電阻為，電路中的總電阻②干路電流為，aP段的電流占干路電流的三分之二，即，③方向從a到P。3、【