电磁感应规律的综合应用
(45分钟 100分)
(20分钟 50分)
一、选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，1～3题为单选题，4题为多选题)
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增加，ab始终保持静止，下列说法正确的是 ( )
A.ab中感应电流方向由b→a
B.ab中的感应电流逐渐增加
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab受到水平向右的摩擦力
【解析】选D。磁感应强度均匀增加，磁通量增加，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，选项A错误；由于磁感应强度均匀增加，根据法拉第电磁感应定律E=S得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，选项B错误；根据安培力公式F=BIL知，电流不变，B均匀增加，则安培力增大，选项C错误；导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，f=F，由左手定则可知，安培力水平向左，故摩擦力水平向右，选项D正确。
2.(2019·随州模拟)如图所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab和cd，假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2，且v12，若金属导轨和金属棒的电阻不能忽略，要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab、cd的运动情况应该为 ( )
A.ab和cd都向右运动
B.ab和cd都向左运动
C.ab向右、cd向左做相向运动
D.ab向左、cd向右做背向运动
【解析】选C。根据右手定则，当金属棒运动方向相同时，棒中产生的电流方向相同，回路中的总电流为两电流之差，故A、B项中电流不是最大；当两金属棒运动方向相反时，棒中产生的电流方向相反，回路中的总电流为两电流之和，但随着棒的运动，D项中ab向左、cd向右做背向运动时，回路中的电阻在变大，电流不一定最大，选项C正确。
3.如图1所示，光滑的平行金属导轨(足够长)固定在水平面内，导轨间距为L=
20 cm，左端接有阻值为R=1 Ω的电阻，放在轨道上静止的一导体杆MN与两轨道垂直，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=
0.5 T。导体杆受到沿轨道方向的拉力F做匀加速运动，测得力F与时间t的关
系如图2所示。导体杆及两轨道的电阻均可忽略不计，导体杆在运动过程中始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触，则导体杆的加速度大小和质量分别为 ( )
A.20 m/s2，0.5 kg B.20 m/s2，0.1 kg
C.10 m/s2，0.5 kg D.10 m/s2，0.1 kg
【解析】选D。导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v表示其速度，t表示时间，则有v=at①，杆切割磁感线产生感应电动势大小为E=BLv②，闭合回路中产生的感应电流为I=③，杆受到的安培力大小为FA=BIL④，根据牛顿第二定律，有F-FA=ma⑤，联立以上各式，得F=ma+t⑥，由图线上取两点代入⑥式，可解得a=10 m/s2，m=0.1 kg，选项D正确。
