《2021届高考备考物理二轮复习汇编：电磁感应（原卷+解析卷）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高考备考物理二轮复习汇编：电磁感应（原卷+解析卷）.pdf（59页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电磁感应【原卷】1.（20 21 辽宁葫芦岛市高二期末）如图甲所示为一边长为L=lm、匝数=20的正方形线圈，其总电阻为厂=心。在线圈的中间位置以下区域分布着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。线圈底边处于水平。在。6s的时间内，下列说法正确的是（）A.线圈中形成的感应电流的方向是逆时针B.线圈底边受安培力竖直向下C.线圈中形成的感应电流的大小为1 AD.线圈的面积有增大的趋势2.（20 21 全国高三专题练习）如图所示是研究通电自感实验的电路图，A】、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关S,调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻兄，使它们都正常发
2、光，然后断开开关S,再重新闭合开关S,则（）A.闭合瞬间，人立刻变亮，A?逐渐变亮B.闭合瞬间，A?立刻变亮，曲逐渐变亮C.稳定后，和火两端电势差一定相同D.稳定后，A1 和 A?两端电势差不相同3.（20 21 全国高三专题练习）如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,磔的左边有一闭合电路.当尸0 在外力的作用下运动时,仞 V向右运动，则 也所做的运动可能是（）aQA.向右加速运动 B.向右减速运动 C.向左加速运动D.向左减速运动4.（20 21 全国高三专题练习）如图所示，均匀金属圆环的总电阻为4兄 磁感应强度为5 的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆0 M的长为1,阻值
3、为此端与环接触良好，绕过圆心。的转轴以恒定的角速度公顺时针转动。阻值为火的电阻一端用导线和圆环最下端的4 点连接，另一端和金属杆的转轴。处的端点相连接。下列判断正确的是（）2A.金属杆O M 旋转产生的感应电动势恒为华B.通过电阻火的电流的最小值为簪，方向从0 到户o lC.通过电阻汽的电流的最大值为警O AD.掰两点间电势差绝对值的最大值为竺5.（2 0 2 1 云南高三一模）如图甲所示，导体棒M N 放置在水平面内的金属框架上，空间存在竖直方向的匀强磁场，以竖直向上为磁感应强度B 的正方向，B随时间 变化的规律如图乙所示，若导体棒M N 始终保持静止，则在0口 6 时间B.大小先减小后增大
4、C.方向先水平向左后水平向右D.方向先水平向右后水平向左36.（2021 河南高三月考）如图所示，两根平行光滑金属导轨磔和可放置在水平面内，间距为乙 电阻不计。磁感应强度为5的匀强磁场垂直轨道平面向上，两导轨之间连接的电阻阻值为凡在导轨上有一均匀金属棒助，其质量为加，长度为2。阻值为2兆金属棒与导轨垂直且接触良好，接触点为c、d。Q0 时刻，给金属棒助一个向右的初速度设金属导轨足够长。下列说法正确的是（）3A.夕0 时刻，金属棒a、b 两 点 间 的 电 势 差 avB.夕0 时刻，金属棒c、d 两点间的电势差k-应。C.片0 时刻，安培力的功率为D.金属棒从片0 时刻到速度减为零的过程中发生
5、的位移为人普当7.（2021 福建高三零模）由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图（a）所示。其中，螺线管匝数为“横截面积为S；电容器两极板间距为2极板面积为S,板间介质为空气（可视为真空）。螺线管处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小8随时间方变化的比方图像如图（6）所示。一电荷量为q 的颗粒在 二友时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为4g，静电力常量为上则()A.颗粒带负电B.颗粒质量为/二 C.右t 2时间内，a 点电势高6 点电势D.电 容 器 极 板 带 电 量 大 小 为 党 牝?y 12 11)8.(2021 全国高三专题练习)如图所示，间距为 的光滑平行金属导
6、轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为6的匀强磁场中，一端接阻值为7?的电阻。一电阻为人质量为。的导体棒放置在导轨上，在外力厂作用下从1=0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律-s i n c ot,不计导轨电阻。求：(1)从 2=0 到 时 间 内 电 阻 发 产 生 的 热 量；0)从方=至卜=K时间内外力厂所做的功。2HHTXXXXXXXXXXBXXXXXXXXXXXXXXX59.(2021-山西省长治市第二中学校高二期末)如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接,导轨电阻不计。质量分别为R 和 0.5m的金属棒8 和 c 静止放在水平导轨上，b、c 两棒均与导轨垂
7、直。图中曲虚线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为卬的绝缘棒a 垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为人已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b 发生弹性正碰，金属棒8 进入磁场后始终未与金属棒c 发生碰撞，重力加速度为g。求：(1)绝缘棒a 与金属棒b发生弹性正碰后分离时金属棒b的速度大小；(2)金属棒b 进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小。10.(2 02 1 全国高三专题练习)如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨脉 尸 0 竖直放置，其宽度 -1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端与尸之间连接阻值为斤=0.4 0 Q的电阻，质量为
8、必=0.01k g、电阻为r=0.3 0Q 的金属棒a b紧贴在导轨上。现使金属棒a b由静止开始下滑，下滑过程中必始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间1的关系如图乙所示，图象中的如段为曲线，四段为直线，导轨电阻不计,g 取 l Om/s?(忽略a b 棒运动过程中对原磁场的影响)，求：(1)判断金属棒两端a、6 的电势高低；(2)磁感应强度5的大小；6（3）在金属棒动从开始运动的1.5 s 内，内阻火上产生的热量。X 7/m.2.O1ZHx-lxp至XXXXX-XXMXxaX0 1.5 2.1 s乙11.（2 02 1 民勤县第四中学高二期末）如图所示，光滑固定导轨M、N水平
9、放置，两根导体棒P、Q 平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时下列说法准确的是（）A.P、Q 将互相靠拢B.P、Q 将互相远离C.磁铁的加速度一定大于gD.磁铁下落过程机械能守恒12.（2 02 1 海原县第一中学高二期末）矩形线圈a b e d,长 a/F 2 0c m,宽 b k l Oc m,匝数上20 0,线圈回路总电阻后5 0 Q,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度5随时间的变化规律如图所示，贝!）：线圈回路的7感应电动势E。和 在t=0.3 s时线圈勖边所受的安培力尸是（）A.2V、4 N B.5 V、3 N C.2V、0.3 2N
10、 D.5 V、4 N1 3.（20 21 海原县第一中学高二期末）如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框a b ed,沿纸面由位置甲（左）匀速运动到位置乙（右），则（）a dBb1甲b*c乙A.导线框进入磁场时,感应电流方向为B.导线框离开磁场时,感 应 电 流 方 向 为Me-aC.导线框离开磁场时,受到的安培力为零D.导线框进入磁场时,受到的安培力为零1 4.（20 21 海原县第一中学高二期末）研究表明，地球磁场对鸽子辨别方向起到重要作用。若磁场的大小为5 X1 0 T,鸽子翼展长度约0.5 m,当鸽子以20 m/s8的速度飞翔时，两边翅膀间的感应电动势
11、约为（）A.5 0 m V B.5 m VC.0.5 m VD.0.5 V1 5.（20 21 全国高三专题练习）电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在方=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在力=打时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（）1 6.（20 21 全国高三专题练习）在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为8的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外
12、的整个区域，该平面内有一半径为6 4 缶）的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度在Z时间内均匀减小9到g,则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为（）.万8伍2-/)万网6-2/)A -D -2Ar Ar_ 7 8(户 _02)7rBb-2a2U -U -Z2加1 7.（20 21 徐汇区上海中学高三一模）厂商通过在手机背面安装感应线圈来实现无线充电，如图是一种结构紧凑的双层感应线圈设计图，a、6 为线圈的两端。当线圈处在向上增强的磁场中时，感应电流流向及两线圈之间的安培力方向应为（）A.从 a 端流出，两层线圈相互排斥线圈相互吸引C.从
13、 8 端流出，两层线圈相互排斥B.从 a 端流出，两层D.从 6 端流出，两层线圈相互吸引1 8.（2 0 2 1 柳林县联盛中学校高二期末）关于电场和磁场的有关问题，下列说10法中正确的是（）A.电场是电荷周围空间实际存在的物质B.由七=，可知，电场中某点的场强片与q 成反比，与尸成正比C.导体切割磁感线产生的电动势为后应。D.根据公式B =可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零1 9.（2 0 2 1 北京高三期末）如图甲所示，#=2 0 0 匝的线圈（图中只画了 2匝），电阻r=2。其两端与一个於=4 8Q 的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的磁场，磁通量按图乙所示规律变化。下
14、列选项正确的是（）A.电阻A 两端b 点比a 点电势高B.电阻发两端的电压大小为1 0 VC.0.1 s 时间内非静电力所做的功为0.2 JD.0.1 s 时间内通过电阻的电荷量为0.0 5 C2 0.（2 0 2 1 北京西城区高二期末）如图所示，/是自感系数很大的线圈，但11其自身的电阻几乎为0。4 和夕是两个相同的小灯泡。则()A.当开关S 突然闭合时，力灯泡马上亮，6 灯泡逐渐亮B.当开关S 突然闭合时，4 6 灯泡均马上亮，之后6 灯泡逐渐熄灭，力灯泡变得更亮C.当开关S由闭合变为断开时，Z 灯泡逐渐熄灭，8 灯泡闪亮之后再熄灭D.当开关S由闭合变为断开时，4 灯泡马上熄灭，8 灯泡
15、闪亮之后再熄灭2 1.(2 0 2 1 上海市大同中学高三期末)足够长的平行光滑金属导轨脉 图相距为。导轨所在平面水平、电阻不计。导轨处于竖直向上、磁感应强度为6的匀强磁场中。一长为、质量为以电阻为用的金属棒垂直放置在导轨上且始终与导轨接触良好。两金属导轨的左端连接如图所示的电路，其中RF2R,兄=4 而。现将电阻箱尼的电阻调为1 2 兄，对金属棒施加一水平向右的恒力求：(1)金属棒上产生感应电动势的最大值届;(2)金属棒运动的最大速率G x；(3)金属棒匀速运动时，棒与电阻尼的发热功率之比J；(4)从金属棒开始运动至最大速率的过程中，若棒上产生的热量是0,则此过程中恒力厂做的功历是多少？12
16、2 2.（2 0 2 1 辽宁葫芦岛市高二期末）如图所示，水平形光滑固定金属框架，宽度为L =l m,电阻忽略不计。导体棒外的质量?=L5 k g、电阻R =2 Q,匀强磁场的磁感应强度3 =（）.5 T,方向垂直框架平面向上。现用尸=5 N 的外力由静止开始向右拉油棒，油棒运动过程中始终与导轨接触良好且垂直，当时棒的速度达到4 m/s时，求：（D棒所受的安培力的大小;帅棒的加速。2 3.（2 0 2 1 北京高三期末）如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨左端与定值电阻月相接，质量为仄电阻为?的金属杆垂直置于导轨上，其尸。段的长度为二整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为8,方向垂直导轨平
17、面向下。后0时刻，金属杆以初速度%向右运动，忽略导轨的电阻及导轨与金属杆间的摩擦。（1）判断通过电阻火的电流方向；（2）求金属杆的速度为5时，金属杆的加速度大小；13(3)求金属杆开始运动到停止运动的过程中，定值电阻7?所产生的焦耳热。x xaXXXXXXx x x x x x x24.(2021 江苏泰州市高三期末)如图甲所示，半径为彳、电阻值为R,匝数为刀的金属线圈，其两极与阻值也为H的电阻片连接成闭合回路，电阻用两端分别与水平放置、间距为d的平行金属板风连接半径为弓的圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场片，以向里为正方向，磁感应强度4随时间 变化的关系图线如图乙所示，金属板欣内有垂直向
18、外磁感应强度为8的匀强磁场，金属板内部放置一根长为心与水平方向成。角的绝缘直杆，导线的电阻不计，一重力不计、带电荷量为的圆环套在直杆上，从顶端由静止释放，最后达到稳定状态，圆环与直杆间的动摩擦因数为(Me-*C.导线框离开磁场时，受到的安培力为零D.导线框进入磁场时，受到的安培力为零【答案】A【详解】A.线框进入磁场时，向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流方向为35a-d f c-b f a,A 正确;B.导线框离开磁场时，向外的磁通量减小，感应电流方向为a i f c f d f a,B 错误；C D.导线框离开磁场时，由于有感应电流，由左手定则可知，助受到的安培力，导线框进入磁场时，
19、由于有感应电流，由左手定则可知，c d 受到的安培力，C D 错误。故选A。1 4.（2 0 2 1 海原县第一中学高二期末）研究表明，地球磁场对鸽子辨别方向起到重要作用。若磁场的大小为5 X 1 0 寸,鸽子翼展长度约0.5 m,当鸽子以2 0 m/s的速度飞翔时，两边翅膀间的感应电动势约为（）A.5 0 m V B.5 m V C.0.5 m V D.0.5 V【答案】C【详解】鸽子两翅间距离约0.5 m,当鸽子以2 0 m/s 的速度垂直切割磁感线时产生感应电动势为E=BLu=5*10巧 *0.5 x 20V=5 x ICT4 V=O.5mV故选C。1 5.（2 0 2 1 全国高三专题
20、练习）电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在方=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在 1=右时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（）36【详解】闭合S 瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。方=力时刻断开开关S,由
21、于自感现象，原来通过线圈的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。D图符合题中情况，D正确。故选D。1 6.（2 0 2 1 全国高三专题练习）在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为8的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为6 4 缶）的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度在Z 时间内均匀减小37到g,则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为()7rB（b2-2a2）D.-Ar7tB（b2-2a2kJ 2加【答案】D【详解】磁感线既有垂直纸面向外
22、的，又有垂直纸面向里的，所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向。磁感应强度大小为8时线圈磁通量a=b16 Z2)7tBe磁感应强度大小 为?时线圈磁通量2 2 乃 3(Z?2/)2 7rBa2因而该线圈磁通量的变化量的大小为A=|2一|=g乃8(-2 a b根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势的大小为.7rBs 2a1)卜 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _一加-2t故 D正确，A B C 错误。故选D。1 7.(2 0 2 1 徐汇区上海中学高三一模)厂商通过在手机背面安装感应线圈来38实现无线充电，如图是一种结构紧凑
23、的双层感应线圈设计图，a、8 为线圈的两端。当线圈处在向上增强的磁场中时，感应电流流向及两线圈之间的安培力方向应为（）A.从 a 端流出，两层线圈相互排斥 B.从 a 端流出，两层线圈相互吸引C.从 8 端流出，两层线圈相互排斥 D.从 6 端流出，两层线圈相互吸引【答案】D【详解】当线圈处在向上增强的磁场中时，穿过线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，产生的感应电流从a 端流入，从方端流出；两线圈中的感应电流从上往下看都是顺时针方向，则两线圈相互吸引。故选D。1 8.（2 0 2 1 柳林县联盛中学校高二期末）关于电场和磁场的有关问题，下列说法中正确的是（）A.电场是电荷周围空间实际存在的
24、物质B.由七=；可知，电场中某点的场强比与q 成反比，与尸成正比C.导体切割磁感线产生的电动势为比应。39D.根据公式B=i可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零【答案】A【详解】A.电场是一种客观存在的特殊物质，故A正确；B.电场强度是由电场自身性质决定的，与q和尸无关，故B错误；C.导体垂直切割磁感线时，产生的电动势为后应修故C错误；D.磁感应强度是由磁场自身性质决定的，当通电导线平行磁场放置时，磁场力为零，但磁感应强度不为零，故D错误。故选Ao19.（2021 北京高三期末）如图甲所示，#=2 0 0匝的线圈（图中只画了 2匝），电阻r=2 Q,其两端与一个2 4 8 Q的电
25、阻相连。线圈内有垂直纸面向里的磁场，磁通量按图乙所示规律变化。下列选项正确的是（）A.电阻7?两端6点比a点电势高B.电阻K两端的电压大小为10VC.0.1 s时间内非静电力所做的功为0.2JD.0.1 s时间内通过电阻的电荷量为0.05C40【答案】c【详解】A.由图乙可知，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向的电流，所以电阻A 两端6 点比a 点电势低。A 错误;B.线圈产生的感应电动势为E=N竺=200X0 015-0-010 V=1OVt 0.1电阻火两端的电压大小为U=-E =9.6VR+rB 错误;CD.根据功能关系，非静电力所做的功转化为电路的电能，有E2W=E
26、It=-r=0.2JR+r0.1 s时间内通过电阻斤的电荷量为WE 10q C=0.02CC 正确，D 错误。故选C。20.（20 21 北京西城区高二期末）如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。4 和 B 是两个相同的小灯泡。则（）LS41A.当开关S 突然闭合时，4 灯泡马上亮，8 灯泡逐渐亮B.当开关S 突然闭合时，4、5 灯泡均马上亮，之后6 灯泡逐渐熄灭，力灯泡变得更亮C.当开关S 由闭合变为断开时，4 灯泡逐渐熄灭，8 灯泡闪亮之后再熄灭D.当开关S 由闭合变为断开时，4 灯泡马上熄灭，8 灯泡闪亮之后再熄灭【答案】BD【详解】A B.刚闭合S 时，电源的电压同时
27、加到两灯上，4、5 同时亮，随着中电流增大，由于线圈/直流电阻可忽略不计，分流作用增大，8 逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，4 灯更亮，A 错误、B 正确；CD.灯泡5 与线圈 构成闭合回路，所以稳定后再断开开关S 后，流过 的电流回流到灯泡B,由选项AB知，此时的电流比最开始流过灯泡8 的电流大，则灯泡8 由暗变亮(闪一下)再逐渐熄灭，灯泡4 立即熄灭，C 错误、D 正确。故选BDo21.(20 21 上海市大同中学高三期末)足够长的平行光滑金属导轨磔 国相距为。导轨所在平面水平、电阻不计。导轨处于竖直向上、磁感应强度为8的匀强磁场中。一长为、质量为以电阻为加的金属棒垂直放
28、置在导轨上且始终与导轨接触良好。两金属导轨的左端连接如图所示的电路，其中RF2R,兄=4尼。现将电阻箱尼的电阻调为1 2兆，对金属棒施加一水平向右的恒力汽,求：(1)金属棒上产生感应电动势的最大值(2)金属棒运动的最大速率Gx；42(3)金属棒匀速运动时，棒与电阻尼的发热功率之比今；(4)从金属棒开始运动至最大速率的过程中，若棒上产生的热量是0,则此过程中恒力产做的功是多少？【答案】鬻；(3)4：9；(4)史 察+6 QDL D L H L【详解】(1)电路总电阻R/3R+R?+/?+&=6R)金属棒匀速运动时产生的感应电动势最大，此时所受安培力B1L=F最大感应电动势Emax IR恿由以上三
29、式可得E=哒max BL(2)金属棒运动的最大速率耳皿=B L k解得v =哒max jg2 g(3)因为此与用并联，且尺2小=1：3,所以/。：，2=4：3,根据P =/2R可知434/；与=1 6/P,层 区 9 44-9(4)根据电阻大小和电路连接方式，可知电路产生的总热量与金属棒上产生热量之比为6:1；根据功能关系，力厂做功引起系统动能和内能的增加。所以力尸做功印=g+6。=18加尸咫+6。2 2.(2 0 2 1 辽宁葫芦岛市高二期末)如图所示，水平形光滑固定金属框架,宽度为L =lm,电阻忽略不计。导体棒外的质量，=L 5 k g、电阻R =2 Q,匀强磁场的磁感应强度B =0.5
30、 T,方向垂直框架平面向上。现用尸=5 N 的外力由静止开始向右拉外棒，“棒运动过程中始终与导轨接触良好且垂直，当外棒的速度达到4 m/s 时，求：棒所受的安培力的大小；棒 的 加 速。【答案】(1)O.5 N ；(2)3 m/s2【详解】(1)M棒产生的感应电动势E=BLv回路中的电流R44外棒所受的安培力的大小F安=BIL代入数据整理得G =0.5N(2)根据牛顿第二定律a=3m/s223.(2021 北京高三期末)如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨左端与定值电阻力相接，质量为力、电阻为9 的金属杆垂直置于导轨上，其国段的长度为几整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为8,方向垂直导轨
31、平面向下。时刻，金属杆以初速度%向右运动，忽略导轨的电阻及导轨与金属杆间的摩擦。(1)判断通过电阻7?的电流方向；(2)求金属杆的速度为与时，金属杆的加速度大小；(3)求金属杆开始运动到停止运动的过程中，定值电阻A所产生的焦耳热。X XX X45【答案】(1)通过电阻区的电流方向为从a到 左(2)铐%(3)片3mR 3【详解】(1)根据右手定则，通过电阻发的电流方向为从a到瓦(2)金属杆的速度为费时，产生的感应电动势为芯=也感应电流E _ BLv)安培力加速度FA _ B g。m 3mR(3)根据能量守恒，整个过程中回路所产生的焦耳热为1 2Q=m vo定值电阻笈所产生的焦耳热为24.(202
32、1 江苏泰州市高三期末)如图甲所示，半径为4、电阻值为此匝数为的金属线圈，其两极与阻值也为7?的电阻4连接成闭合回路，电阻4两端分别与水平放置、间距为d的平行金属板及连接半径为弓的圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场耳，以向里为正方向，磁感应强度4随时间 变化的关系图线如图乙所示，金属板欣内有垂直向外磁感应强度为8的46匀强磁场，金属板内部放置一根长为。与水平方向成。角的绝缘直杆，导线的电阻不计，一重力不计、带电荷量为 的圆环套在直杆上，从顶端由静止释放，最后达到稳定状态，圆 环 与 直 杆 间 的 动 摩 擦 因 数 为 求：电阻片中的电流方向和两端的电压；（2）圆环在直杆上滑动到底端过程
33、中，电势能变化多少；（3）圆环最后稳定状态的速度大小？【答案】（1）b经4流 向&兀 屋;（2）减小啰2s i n。；（3）T Ta_（sin0-JJ.cos0）V，n BdT【详解】电阻片中的电流方向是由b经K流向a。线圈因磁场变化产生的电动势M 2与孙2 跳片8-n=n-=27-t T TK两端的电压J S万 底2TR-R+Ru（2）因电场力做正功，电势能减小，即/,=-%,电电场力做功叱乜=qLsm e47可解得圆环的电势能减小7r吧;L s m。0（3）圆环最后稳定状态是匀速运动，受力分析如图所示qE sin 0=Ff垂直杆方向FN=qE co s 0+Bqvm又滑动摩擦力电场强度E=
34、ud可解得以inBoW(s in 0-4 co s 0)/jBdT2 5.（2 0 2 1 辽宁葫芦岛市高三期末）如图甲所示，两条相距/=l m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。”0时，一质量加=l k g、阻值r =（）.5 Q的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5 s末到达MN,磔右侧为一匀强磁场,磁感应强度B=1T,方向垂直纸面向内，当金属杆到达磔后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速线运动。整个过程金属杆的W图像如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两48者之间的动摩擦因数=0,重力 加 速 度g=10m/s2。试计算:(1)进入磁场前
35、，金属杆所受的外力用(2)金 属 杆到达磁场边界3 时 拉 力 的 功 率 必(3)电 阻 的 阻 值R。XXXXXX图甲X X X X X XXBxX XX XX X X X X X【答 案】(1)6N；(2)3 0 W；(3)1.1。【详 解】(1)金属杆未进入磁场前,金属杆做匀加速直线运动由图像可知加速度根据牛顿第二定律可得外力=-m/s2=lm/s25F/nmg=maF=6N(2)设 金 属 杆 到 达 脉 瞬 间 速 度 为 人 到 达 腑 时 外 力 的 功 率49pm=解得4 =30W(3)金属杆进入磁场后最终以匕=4 m/s 做匀速直线运动，其功率保持不变,金属杆在磁场中匀速F
36、LFA+于摩擦力于=NmgPm=F2V2安培力F“=BIL感应电流1=2R+r联立解得7?=1.1Q2 6.(2 0 2 1 柳林县联盛中学校高二期末)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为=l m,导轨平面与水平面成6=3 0 角，下端通过导线连接阻值为庐1.5 Q的电阻，阻值为尸0.5 的金属棒助放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应50强度大小为后0.5 T,使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑距离 1.6 m时,恰好达到最大速度。已知金属棒质量为2 2 F O.05 k,重力加速度为g=1 0m/s2,求在此过程中：(1)金属
37、棒达到的最大速率；(2)电阻A 产生的焦耳热；(3)通过电阻A的电荷量；(4)此过程经历的时间。【答案】(1)2 m/s；(2)0.2 2 5 J；(3)0.4 C；(4)1.2 s【详解】(1)金属棒产生的感应电动势为由闭合电路的欧姆定律可得E=BLv金属棒受到的安培力为联立得六BILB13VR+r51当金属棒所受合外力为零时，速度最大，有zagsin 0-F解得V-/篦g（H+r）sin。=2m/s(2)根据能量守恒定律，可得mgxsnO=-mv+Q根据串联规律有QR=*Q联立方程，代入数据解得QK=0.225J(3)通过电阻的电荷量为q=lt电路中的平均感应电流为7=工R+r平均感应电动
38、势为-BlxE=-联立方程，代入数据解得Blx 八 A 一q=-=0.4CR+r(4)由动量定理可得mgsin0 t F t=mv F =BI L521兽t联立方程，代入数据解得i=l.2 s2 7.(2 02 1 辽宁大连市大连二十四中)某电磁阻尼减速装置的简易原理如图所示，两平行光滑金属导轨倾角为3 0 ,导轨间距Z=l m,上端连接阻值后1Q的定值电阻，整个装置放在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小后2 T,质 量 z F l k g 的导体棒在金属导轨上与导轨接触良好，以%=1 0m/s的初速度冲上导轨平面，运动位移炉1 m 速度刚好减为零并立即锁定。导轨和导体棒的电阻均忽略
39、不计，取 1 0m/s2o求上升全过程中：(1)导体棒加速度a的最大值；(2)流过定值电阻的电荷量q；(3)导体棒运动所用的时间t0【答案】(1)4 5 m z s 2；(2)2 C；(3)1.2 s【详解】(1)导体棒刚滑上导轨时受安培力最大，加速度最大，E=BLv0RF=BILmgsin 8+F=ma53解得a-gsin。B 乙乜-45mzs2Rm 夕=万T上R-E=-t解得A BLx q=-=-=2cR R(3)根据动量定理，取沿导轨向上为正方向-mg sin 0 t-70-mv0IA=fFbt=BILAt=BLq可解的：i=l.2 s o2 8.(2 02 1 福建高三零模)如图，光滑
40、平行金属导轨间距为1,与水平面夹角为明两导轨底端接有阻值为火的电阻。该装置处于磁感应强度大小为5的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。质量为力的金属棒a b 垂直导轨放置，在恒力作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为瓦恒力大小为尺方向沿导轨平面且与金属棒a b 垂直。金属棒a b 与导轨始终接触良好，不计a b 和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g,求此上升过程：(1)金属棒运动速度大小；(2)安培力对金属棒所做的功。54【答案】八鬻n e)R；w=mgh RB I sing【详解】(1)设金属棒以速度。沿导轨匀速上升，由法拉第电磁感应定律，棒中的电动势为&Blv设金属棒中的电流为乙根据欧姆定律
41、，有/4R金属棒所受的安培力为F-I B因为金属棒沿导轨匀速上升，由牛顿运动定律得F-m gsin0-FA=0联立得(F mg sin 6)Rv=(2)设金属棒以速度沿导轨匀速上升力过程中，安培力所做的功为例由动能定理得hW-mgh+F-=0sin。得W=mgh-sin。5529.（2021 江西高三月考）如图所示，光滑平行金属导轨固定在倾角为。的斜面上，导轨电阻忽略不计。虚线外、间距为 且均与导轨垂直，在他、cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。将质量均为卬的两根导体棒p。、MN先后从导轨上同一位置由静止释放，释放位置与虚线外的距离为，当导体棒PQ进入磁场瞬间释放导体棒物。已知
42、导体棒PQ进入磁场瞬间恰开始做匀速运动，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g,求从PQ棒进入到MN棒离开整个过程回路中产生的焦耳热么【答案】2mglsin0【详解】导体棒PQ进入磁场时恰好匀速运动，在导体棒PQ进入磁场时导体棒MN开始释放，对MN有I v=T2 2对PQ而言，有x=vt=1故当导体棒PQ匀速离开磁场区域瞬间，导体棒恰进入磁场并开始匀速运动，导体棒尸。经过磁场区域的过程中，回路产生的焦耳热Qi=mgl sin 3导体棒MN经过磁场区域的过程中，回路产生的焦耳热56Q=mgl sin 0整个过程中回路产生的焦耳热Q=Qi+Q2=2mgl sin 030.(2021 北京
43、高三期末)如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为乙一端连接阻值为火的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为员电阻为r的导体棒脉放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为八 导轨的电阻可忽略不计。(1)求回路中的感应电流/和导体棒两端的电压U；(2)通过公式推导证明：导体棒向右匀速运动AZ时间内，拉力做的功 等于电路获得的电能用电;(3)若要使回路中不产生感应电流，在导体棒运动的过程中，磁感应强度5应随时间方变化。设t=0时刻磁场的磁感应强度大小为人，请在图2中作出相应的8-方图像，并通过推导说明作图依据。【答案】中”鬻
44、；见解析；见解析【详解】(1)3运动产生电动势57E=BLv根据闭合电路欧姆定律1=-R+r得,BLv1=R+r路端电压U=IR得,RBLvu=-R+r(2)画做匀速运动，受力平衡，有F=BILA t内脉运动的距离Ax=vNt拉力做功B2I：V2W=F=BIL vAr=-ArR+r电路获得的电能BLv B2IV2=E lt=BLv-Ar=-tR+r R+r可知，A方时间内，拉力做的功歹等于电路获得的电能/电。(3)若要使回路中不产生感应电流，应保持回路中的磁通量不变，磁感应强度6随时间方变化的规律如图所示。设Q 0时导体棒腑距导轨左端的距离为房回路中的磁通量586=BoLd方时刻磁场的磁感应强度为区 导体棒仞V 距导轨左端的距离为d+v t,回路中的磁通量=BL(d +vt)回路中的磁通量不变，则0=(2 )代入整理得B 口d+vt59