课时作业35 电磁感应规律的综合应用(一)时间:45分钟1.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法中正确的是( D )A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小解析:磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得ab中的感应电流方向由a到b,故A错误.由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律E=得感应电动势恒定,则ab中的感应电流不变,故B错误.根据F=BIL知,电流不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误.金属棒在安培力和静摩擦力作用下处于平衡状态,有f=F,安培力减小,则静摩擦力减小,故D正确.2.如图所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计.现给导线MN一初速度,使导线MN
向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右匀速运动时( C )A.电容器两端的电压为零B.通过电阻R的电流为C.电容器所带电荷量为CBLvD.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为解析:本题考查电磁感应的电路问题,搞清谁是电源,内、外电阻分别是什么可快速求解.当导线MN匀速向右运动时,导线所受的合力为零,说明导线不受安培力,电路中电流为零,故电阻两端没有电压.此时导线MN产生的感应电动势恒定,根据闭合电路欧姆定律得知,电容器两板间的电压为U=E=BLv,故A、B错误.电容器所带电荷量Q=CU=CBLv,所以C正确;因匀速运动后MN所受合力为0,而此时无电流,不受安培力,则无需拉力便可做匀速运动,故D错误.3.如图所示,用横截面积之比为41的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中将a和b匀速拉到磁场外,若外力对线框做的功分别为Wa、Wb,则WaWb为( C )
A.14B.12C.11D.不能确定解析:根据能量守恒定律,外力做的功等于电路中产生的电能,设线框切割磁感线的有效长度为l,则外力对线框做的功W=·,而R=,联立得W=,因SaSb=41,lalb=12,故WaWb=11,选项C正确.4.(多选)如图所示,边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放在光滑水平面上,其右边有一磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场宽度为L,磁场左边界与线框的ab边相距为L.现给线框一水平向右的恒力,ab边进入磁场时线框恰好做匀速运动,此时线框中的感应电流大小为I0.下列说法正确的是( BCD )A.线框进入磁场时,感应电流沿逆时针方向B.线框进入磁场时的速度大小为
C.从开始到ab边运动到磁场的右边界的过程中,通过线框横截面的电荷量q=D.线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q=2BI0L2解析:线框进入磁场时,根据楞次定律和右手安培定则,感应电流沿顺时针方向,故A错误;ab边进入磁场时线框恰好做匀速运动,则有I0=,线框进入磁场时的速度大小为v=,故B正确;从开始到ab边运动到磁场的右边界的过程中,通过线框横截面的电荷量q==,故C正确;根据能量守恒得线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q=WF=F安×2L=2BI0L2,故D正确.5.(多选)如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0