【备战2022】高考物理 5年高考真题精选与最新模拟 专题09 电磁感应

【备战2022】高考物理5年高考真题精选与最新模拟专题09电磁感应【2022高考真题精选】（2022·海南）如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过。现将环从位置I释放，环经过磁铁到达位置II。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则A．T1>mg，T2>mgB．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mgD．T1<mg，T2>mg（2022·福建）18、如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是1\n【答案】B【解析】由楞次定律可知，感应线圈中电流方向变化，综合分析两个峰值不可能相等，由排除法可知正确答案选D.【考点定位】楞次定律，电磁感应图像问题。（2022·浙江）20、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T2LC的振荡电流。当罐中的液面上升时A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大（2022·四川）16．如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则A．绕圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流B．绕圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零C．绕圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响2\nD．绕圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场（2022·北京）19．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后。将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同（2022·北京）15．一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为3\nA．5VB．5VC．5VD．10V（2022·全国新课标卷）17.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A（2022·全国新课标卷）19.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动B半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为t4\n4B02B0B0B0A.B.C.D.2（2022·全国新课标卷）20.如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是5\n（2022·浙江）25、（22分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪-2烁”装置，如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0╳10m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属内圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=π/6。后轮以角速度ω=2πrad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；（3）从金属条ab进入“扇形”磁场开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab-t图象；6\n（4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。4(3)设电路中的总电阻R，根据电路可知RR⑤总总32Ab两段电势差为UEIR1.210V⑥ab设ab离开磁场区域的时刻为t，下一条金属条进入磁场区域的时刻为t121ts⑦11221ts⑧24设轮子转一圈的周期为T，则T=1s⑨在T=1s内，金属条四次进出磁场，后三次与第一次一样。由上面4式可画出如下图Ut图像ab7\n2U/10Vab1.2t/s0.250.500.75（2022·江苏）13.(15分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角琢均为49仔,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I.8\n（2022·安徽）23.（16分）图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场'中，有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引起的导线ae'和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻R形成闭合电路。图2是线圈的住视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L,bc长度1为L,线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈）2（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e的1表达式；（2）线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整0个线圈中的感应电动势e的表达式；2（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）9\n（2022·上海）33．（14分）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？（3）某过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量。【解析】10\n（1）感应电动势为＝BLv，导轨做初速为零的匀加速运动，v＝at，＝BLat，12s＝at2回路中感应电流随时间变化的表达式为：BLvBLatBLatI2R总12RR0atR2Rat02（2）导轨受外力F，安培力FA摩擦力f。其中22BLatFA＝BIL＝2RRat022BLatFf＝FN＝（mg＋BIL）＝（mg＋）2RRat0由牛顿定律F－FA－Ff＝Ma，22BLatF＝Ma＋FA＋Ff＝Ma＋mg＋（1＋）2RRat0R上式中当＝R0atta即t＝时外力F取最大值，RR0122aFmax＝Ma＋mg＋（1＋）BL，2RR0（3）设此过程中导轨运动距离为s，由动能定理W合＝Ek，W合＝Mas由于摩擦力Ff＝（mg＋FA），所以摩擦力做功：W＝mgs＋WA＝mgs＋Q，W－Qs＝，mgMaEk＝Mas＝（W－Q），mg【考点定位】电磁感应、功和能、电路（2022·上海）26．（4分）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。11\n（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。【答案】（1）顺时针，（2）逆时针，【2022高考真题精选】（2022海南第7题）．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系解析：考察科学史，选ACD（2022广东第15题）.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是12\nA.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同B解析：由E=N，NABS错，C正确。B原与B感的方向可相同亦可相反。D错。选Ctt（201山东第22题）.如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直。先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触。用a表示c的加速度，E表示d的动能，x、x分别表示c、d相ckdcd对释放点的位移。图乙中正确的是13（2022全国卷1第24题）．(15分)13\n如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L1电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：(1)磁感应强度的大小：(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。（2022海南第16题）.如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M'N'是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好。求14\n（1）细线少断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度。（2022天津第11题）．（18分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的2力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s，问：（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？解析：（1）棒cd受到的安培力FIlB①cd棒cd在共点力作用下平衡，则Fmgsin30②cd由①②式代入数据解得I=1A，方向由右手定则可知由d到c。（2）棒ab与棒cd受到的安培力大小相等Fab=Fcd对棒ab由共点力平衡有Fmgsin30IlB③15\n代入数据解得F=0.2N④（2022浙江第23题）.（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为20.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g10m/s）。（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热。答案：（1）导体棒在1s前做匀减速运动，在1s后以后一直保持静止。（2）0.2A，电流方向是顺时针方向。（3）0.04J解析：（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有1mgmavvatxvtatt0022代入数据解得：t1s，x0.5m，导体棒没有进入磁场区域。导体棒在1s末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x0.5m16\n（2022上海第32题）．(14分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开2始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q0.1J。(取g10m/s)求：r(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W；安(2)金属棒下滑速度v2m/s时的加速度a．(3)为求金属棒下滑的最大速度v，有同学解答如下：由动能定理m12W-W=mv，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不重安m2正确，给出正确的解答。答案.（1）下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于R3r，因此Q3Q0.3(J)（1分）Rr∴W=QQQ0.4(J)（2分）安Rr（2）金属棒下滑时受重力和安培力22BLF=BILv（1分）安Rr17\n22BL由牛顿第二定律mgsin30vma（3分）Rr2222BL10.80.7522∴agsin30v103.2(m/s)（2分）m(Rr)20.2(1.50.5)(3)此解法正确。(1分)金属棒下滑时舞重力和安培力作用，其运动满足22BLmgsin30vmaRr上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。(2分)12mgSsin30Qmv（1分）m22Q120.4∴v2gSsin302101.152.74(m/s)（1分）mm20.2(四川第24题).（19分）如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上2穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。2取g=10m/s，sin37=0.6，cos37=0.8。求18\n（1）小环所受摩擦力的大小；（2）Q杆所受拉力的瞬时功率。(重庆第23题).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R,绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根19\n金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U,求：（1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。【2022高考真题精选】（2022·上海物理·19）如右图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图20\n（2022·海南物理·2）一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引（2022·海南物理·7）下列说法正确的是A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B．当线圈中电流反向时．线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反21\n(2022·天津·11)如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到2某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。解析：（1）ab对框架的压力Fmg①11框架受水平面的支持力FmgF②N21依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力FF③2Nab中的感应电动势EBlv④MN中电流22\nEI⑤RR12MN受到的安培力FIlB⑥安框架开始运动时FF⑦安2由上述各式代入数据解得v6m/s⑧（2）闭合回路中产生的总热量RR12QQ⑨总R2由能量守恒定律，得12FxmvQ⑩1总2代入数据解得x1.1m⑾（2022·上海物理·32）如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从x1m处以v2m/s的初速度，沿x002轴负方向做a2m/s的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：（1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；23\n（2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；（3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入BLs2'BLsRS2cmp0240pal23ml21mq=RR求解。指出该同学解法RR1222qSE8.85*10c/NmEM的错误之处，并用正确的方法解出结果。正确解法：因电流不变，所以qIt10.4c0.4c。本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。【2022高考真题精选】1.（09·上海物理·13）如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。24\n（09·山东·21）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝Bav1D．感应电动势平均值EBav4（09·福建·18）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。25\n一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程（）A.杆的速度最大值为B.流过电阻R的电量为C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量（09·浙江·17）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是（）26\nA．abcdaB．dcbadC．先是dcbad，后是abcdaD．先是abcda，后是dcbad解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是dcbad。答案：B（09·全国卷Ⅱ·24）)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时B间的变化率k，k为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长t为l的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。22klskls（1）I；（2）。8827\n（09·北京·23）（18分）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c,a,c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。33（1）已知D0.40m,B20510T,Q0.12/s，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（去3.0）（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流28\n出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R.a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。（3）传感器的显示仪表构成闭合电路，有闭合电路欧姆定律EIRrREEUIR③RrI(r/R)输入显示仪表是a、c间的电压U，流量示数和U一一对应，E与液体电阻率无关，而r随电阻率的变化而变化，由③式可看出，r变化相应的U也随之变化。在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化，增大R，使R＞＞r，则U≈E,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。（09·上海物理·24）（14分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3，r＝0.2，s＝1m）29\n（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；（2）求磁感应强度B的大小；22Bl（3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－x，且棒在m（R＋r）运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。解析：（1）金属棒做匀加速运动，R两端电压UIv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量；22Blv（2）F－＝ma，以F＝0.5v＋0.4R＋r22Bl代入得（0.5－）v＋0.4＝aR＋r222Bla与v无关，所以a＝0.4m/s，（0.5－）＝0R＋r得B＝0.5T2212Bl12m（R＋r）（3）x1＝at，v0＝x2＝at，x1＋x2＝s，所以at＋22at＝s2m（R＋r）2Bl2得：0.2t＋0.8t－1＝0，t＝1s，（4）可能图线如下：（09·广东物理·18）（15分）如图18（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计。求0至t1时间内30\n（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。BB0解析：⑴由图象分析可知，0至t时间内1tt0B由法拉第电磁感应定律有Ennstt2而sr2E由闭合电路欧姆定律有I1RR1联立以上各式解得2nBr02通过电阻R上的电流大小为I113Rt0由楞次定律可判断通过电阻R上的电流方向为从b到a12nBrt021⑵通过电阻R上的电量qIt1113Rt0222422nB0r2t1通过电阻R上产生的热量QIRt111129Rt0【2022高考真题精选】1.（全国卷Ⅰ－20）.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是31\n2．（全国卷Ⅱ－21）如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是ab32\n3.（四川卷－17）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面A．维持不动B．将向使α减小的方向转动C．将向使α增大的方向转动D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小4.（江苏卷－8）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有KL1L2Eabc33\nA.a先变亮，然后逐渐变暗B.b先变亮，然后逐渐变暗C.c先变亮，然后逐渐变暗D.b、c都逐渐变暗5.（重庆卷－18）如题18图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右答案：D解析：本题考查电磁感应有关的知识，本题为中等难度题目。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右。34\n6.（宁夏卷－16）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是PdavRrbQcA.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b7.（山东卷－22）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b35\nC．金属棒的速度为v时．所受的安培力大小为F=D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少8.（上海卷－10）如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是答案：A解析：在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ，电动势与有效长度成正比，故在x＝R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。9.（海南卷－1）法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流36\n10.（海南卷－10）一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势答案：AD解析：如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，A对B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C错D对。西东11.（上海卷理科综合－6）老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动37\n12．（全国卷Ⅱ－24）（19分）如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。13．（北京卷－22）（16分）均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电38\n阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，abdchB（1）求线框中产生的感应电动势大小;（2）求cd两点间的电势差大小;（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。14.（天津卷－25）(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所39\n在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v(v<v0)。(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；(2)为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式：(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。zByMQB0OxOxλ2λl-B0N图1dP图2因为v0>V，所以在Δt时间内MN边扫过磁场的面积：S＝(v0－v)lΔt①在此t时间内，MN边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化：ΔΦMN＝B0l(v0－v)Δt②同理，该t时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化ΔΦPQ＝B0l(v0－v)Δt③故在t内金属框所围面积的磁通量变化ΔΦ＝ΔΦMN＋ΔΦPQ④40\n根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小E＝⑤t根据闭合电路欧姆定律有：EI＝⑥R根据安培力公式，MN边所受的安培力FMN＝B0IlPQ边所受的安培力FPQ＝B0Il根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小F＝FMN＋FPQ＝2B0Il⑦联立解得224Bl(vv)00F＝⑧R15.（江苏卷－15）(16分)如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计．场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2．两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直．(设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek；(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b又恰好进入第2个磁场区域．且a．b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相．求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q；(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率v。41\n磁场区域1B棒磁场区域2B棒磁场区域3Bd1d2磁场区域4Bd1磁场区域5Bd2d1d1d2d1θ答案：（1）b穿过地1个磁场区域过程中增加的动能Emgdsin；k1（2）Qmg(dd)sin；12224mgRdBld21（3）vsin22Bld8mR1解析：(1)a和b不受安培力作用，由机械能守恒定律知，Emgdsin……①k1(2)设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为v1刚离开无磁场区域时的速度为v2，由能量守恒知：1212在磁场区域中，mvQmvmgdsin……②121221212在无磁场区域中，mvQmvmgdsin……③21222解得Qmg(dd)sin……④12(3)在无磁场区域：根据匀变速直线运动规律vvgtsin……⑤21vvd212且平均速度……⑥2t有磁场区域：棒a受到的合力FmgsinBIl……⑦感应电动势Blv……⑧42\n感应电流I……⑨2R22Bl解得Fmgsinv……⑩2R根据牛顿第二定律，在t到t+△t时间内Fvt……⑾m22Blv则有v[gsin]t……⑿2mR22Bl解得vvgtsind……⒀1212mR16.（上海卷－24）（14分）如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。（3）若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。43\n（2）当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即22B2rv4BrvttmgBI2rB2rRR并并12R4R式中R＝＝3R并12R＋4RmgR3mgR并解得vt22224Br4Br导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有22vv2ght22229mgrv2得h4432Br2g此时导体棒重力的功率为44\n223mgRPmgvGt224Br根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即223mgRPPPP＝电12G224Br2239mgR所以，PP＝2G22416Br（3）设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为v，此时安培力大小为t224BrvtF3R由于导体棒ab做匀加速直线运动，有vvatt3根据牛顿第二定律，有F＋mg－F′＝ma224Br(vat)3即Fmgma3R由以上各式解得2222224Br4Bra4Brv3F(atv)m(ga)tmamg33R3R3R17.（广东卷－18）（17分）如图（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3m．导轨左端连接R＝0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2m．细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度r=1.0m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出．45\n答案：0～0.2s时，0.12A；0.2.～0..4s时，0；0.4.～0.6s时，0.12A。图象见下图。解析：（17分）A1从进入磁场到离开的时间：Dt1＝＝0.2s①v在0～t1时间内A1产生的感应电动势：E＝BDv=0.18V②由图(a)知，电路的总电阻：rRR0＝r＋＝0.5Ω③rRe总电流i＝＝0.36A④R0i通过R的电流iR＝＝0.12A⑤32DA1离开磁场t1＝0.2s至A2未进入磁场t2＝＝0.4s的时间内，回路中无电流viR＝0⑥2DD从A2进入磁场t2＝0.4s至离开磁场t3＝＝0.6s时间内，A2上的感应电动势vE＝0.18V由图(b)知，电路总电阻46\nR0＝0.5Ω总电流i＝0.36A流过R的电流iR＝0.12A⑦综合上述计算结果，绘制通过R的电流与时间的关系图线，如下图。【最新模拟】1．【2022•四川模拟】如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为1mR12mRA．BB．Bltlt001mR2mRC．BD．Bl2tlt00【答案】B【解析】由题述和题图，利用牛顿第二定律可知，F0=ma，3F0-BIl=ma，I=Blv/R，v=at0，12mR联立解得B，选项B正确。lt02．【2022•安徽模拟】如右图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环M相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感应线垂直于导轨所在平面。若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内（）47\n有自下而上的恒定电流B．产生自上而下的恒定电流C．电流方向周期性变化D．没有感应电流3．【2022•广东模拟】北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是()A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a4．【2022•湖南模拟】如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()48\nA．三者同时落地B．甲、乙同时落地，丙后落地C．甲、丙同时落地，乙后落地D．乙、丙同时落地，甲后落地5．【2022•江苏模拟】如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平行。线框A固定且通有电流I，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中()A．穿过线框B的磁通量先变小后变大BB．线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针IAC．线框B所受安培力的合力为零D．线框B的机械能一直减小6．【2022•辽宁模拟】如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中（方向向里），间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器。现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴顺时针以ω转过90°的过程中，通过R的电量为()49\n223BLBL322A．Q=B．Q=2BLωCC．Q=D．Q=BL(+2ωC)2RR2R7．【2022•石家庄模拟】风速仪的简易装置如图甲所示。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圏中的感应电流随风速的变化而变化。风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是()A．Im变大，T变小B．Im变大，T不变C．Im变小，T变小D．Im不变，E变大【答案】A【解析】风速增大，感应电流的峰值Im变大，周期T变小，电动势E变大，选项A正确。8．【2022•云南模拟】一导线弯成如右图所示的闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外。线圈总电阻为R，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是（）50\nA．感应电流一直沿顺时针方向B．线圈受到的安培力先增大，后减小C．感应电动势的最大值E=Brv22D．穿过线圈某个横截面的电荷量为B(rr)R9．【2022•河北模拟】现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时,产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上图为侧视图、下图为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（）S真空室真空室N··················电子轨道····51\nA．电子在轨道上逆时针运动B．保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速C．保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速D．被加速时电子做圆周运动的周期不变210．【2022•广西模拟】在如图5甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图5乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是（）B/TR11.00.8CR20.60.40.2SBO1.02.0t/s图甲图乙A．螺线管中产生的感应电动势为1V-2B．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10WC．电路中的电流稳定后电容器下极板带正电-5D．S断开后，流经R2的电量为1.8×10C11．【2022•山东模拟】如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、52\nP两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．t＝0时对金属棒施一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间tΔΦ变化的关系如图乙所示．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以Δt及a、b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中，正确的是()【答案】C.12．【2022•重庆模拟】两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边与水平面的夹角为37°，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是（）53\nA．ab杆所受拉力F的大小为mgtan37°mgsin37°B．回路中电流为BLC．回路中电流的总功率为mgvsin37°22BLvD．m与v大小的关系为m＝2Rgtan37°13．【2022•安徽模拟】如图4所示，足够长的光滑U型导轨宽度为L，其所在平面与水平面的夹角为，上端连接一个阻值为R的电阻，置于磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，今有一质量为m、有效电阻r的金属杆沿框架由静止下滑，设磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度时，运动的位移为x，则RB图4mgRsinA．金属杆下滑的最大速度vm22BlR12B．在此过程中电阻R产生的焦耳热为(mgxsinmv)mRr212C．在此过程中电阻R产生的焦耳热为(mgxsinmv)m2BLxD．在此过程中流过电阻R的电量为R【答案】B54\n【解析】感应电动势为EBlv①E感应电流为I②Rr22BLv安培力为FBIL③Rr根据平恒条件得mgsinF0mg(rR)sin解得:vm22Bl12由能量守恒定律得:mgxsinmvQm2R又因QQRRrR12所以Q(mgxsinmv)RmRr2BLx由法拉第电磁感应定律得通过R的电量为qRrRr所以选项B正确14．【2022•上海质检】“热磁振荡发电技术”是新能源研究领域的最新方向，当应用于汽车等可移动的动力设备领域时，会成为氢燃料电池的替代方案。它通过对处于磁路中的一段软磁体迅速加热并冷却，使其温度在其临界点上下周期性地振荡，引起磁路线圈中的磁通量周期性地增减，从而感应出连续的交流电。它的技术原理是物理原理。假设两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，如图6所示，一导线与两导轨相连，磁感应强度的大小为B的匀强磁场与导轨平面垂直。一电阻为R、质量为m的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后速度减小，最终稳定时离磁场上边缘的距离为H．整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（）hL图655\nmgA．整个运动过程中回路的最大电流为BL322mgRB．整个运动过程中导体棒产生的焦耳热为m(Hh)g442BLC．整个运动过程中导体棒克服安培力所做的功为mgHmg2D．整个运动过程中回路电流的功率为()RBL【答案】B15．【2022•江西模拟】如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L上的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光。某时刻将电键K打开，则下列说法正确的是（）A．a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭56\nB．b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭C．a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭D．b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭【答案】B【解析】电键K闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2。且电流方向由a到b，a点电势高于b点。当电键K打开，由于与电源断开，但电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过A灯的电流减小，瞬间流过B、C灯支路的电流为I1＞I2。故B、C灯闪亮一下后再缓慢熄灭，故B正确。16．【2022•武汉联考】A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图所示．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，求两导线环内所产生的感应电动势之比和流过两导线环的感应电流的电流之比．III1I1AAAAA．1B．2C．D．III4I2BBBB57\n17．【2022•江苏常州模拟】如图所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2＜d，线圈质量m，电阻为R。现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求：（1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；（2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；（3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。EBL12ghIv2g(hLd)【答案】(1R)R(2)2(3)2mgd58\n12mghmv0v2gh【解析】⑴2,0，EBL12ghIEBLv10，RR⑵先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动22vv2g(dL)3位置时线圈速度最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有02，v2g(hLd)得2(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同。由能量守恒Q=mgd由对称性可知：Q总=2Q=2mgd18．【2022•西安模拟】两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。RMPaBbNθθQ⑴求ab杆下滑的最大速度vm；⑵ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。【答案】mgRsin(1)vm22BL22QmRgsin(2)x44mgsin2BL2BLQmRgsin(3)q33mgRsin2BL59\n【解析】⑴根据法拉第电磁感应定律欧姆定律安培力公式和牛顿第二定律有EBLvEIRFBILAmgsinFmaA22BLv即mgsinmaRmgRsin当加速度a为零时，速度v达最大，速度最大值vm22BL⑵根据能量守恒定律有12mgxsinmvQm222QmRgsin得x44mgsin2BL⑶根据电磁感应定律有EtE根据闭合电路欧姆定律有IRBLx感应电量qItRR2BLQmRgsin得q33mgRsin2BL19．【2022•山东模拟】如下图甲所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α，导轨电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R，另有一条纸带固定金属棒ab上，纸带另一端通过打点计时器（图中未画出），且能正常工作。在两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为T，如下图乙所示，试求：60\n（1）求磁感应强度为B有多大？（2）当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中，整个电路产生的电热。20．【2022•黑龙江省哈尔滨模拟】两根相距为L=1m的足够长的金属导轨如图所示放置，一组导轨水平，另一组平行导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值为R=1Ω的电阻。质量均为m=1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R=1Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B=1T，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，静止的cd杆所受摩擦力为最大静摩擦力，方向沿斜面向下。求此拉力的功率。（重力加2速度g=10m/s.可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）61\nP【答F案v】2700W【解析】由平衡条件可得:BIlcos37mgsin37NNmgcos37BIlsin37解得I=20ABlv由闭合电路欧姆定律:2Iv=60m/sRR2所以FmgB2Il45N即PFv2700W21．【2022•浙江台州市模拟】如图（甲）所示，M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道，M4P、N4Q为相同半径，平行放置的竖直半圆形金属轨道，M4、N4为切点，P、Q为半圆轨道的最高点，轨道间距L=1.0m，圆轨道半径r=0.32m，整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ，两区域宽度d=0.5m，两区域之间的距离s=1.0m；区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1，变化规律如图（乙）所示，规定竖直向上为B1的正方向；区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2，方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为μ=0.2，M3N3右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量m=0.1kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下，从M2N2处由静止开始运动，到达M3N3处撤去恒力F，CD棒匀速地穿过匀强磁场区，恰好通过半圆形轨道的最高点PQ处。若轨道2电阻、空气阻力不计，运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g取10m/s求：L2ⅠⅡ5dsd（乙）（甲）（1）水平恒力F的大小；62\n（2）CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q；（3）磁感应强度B2的大小。（3）由于CD棒穿过匀强磁场区，此过程无感应电流，设CD棒进入M3N3界后的任一短时间Δt内BLvtBLd------⑩212且Bt----（11）15由①②得v=4m/s---------（12）由⑩（11）（12）得B2=0.05T-22．【2022•北京市西城区模拟】如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L＝0.50m。轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B＝0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置。在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。MaNFRPbBQ63\n（1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N。求a．导体棒能达到的最大速度大小vm；b．导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a。（2）若力F的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，2加速度大小a=2.0m/s。从力F作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s，求力F的冲量大小I。IImv0安1所以，力F的冲量ImvI2.32Ns1安23．【2022•湖南模拟】如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R1.5的电阻。匀强磁场大小B0.4T、方向与导轨平面垂直．质量为m0.2kg、电阻r0.5的金属棒64\n放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25（已知2sin370.6，cos370.8，取g＝10m／s)。(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压Uab为多少；(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，机械能转化为电能的效率是多少（保留2位有效数字）。2【答案】(1)4m／s2(2)v10m/sU3V(3)0.6767%ab3【解析】(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：mgsinmgcosma①22由①式解得a＝10×(0.6－0.25×0.8)m／s=4m／s②(2)设金属棒运动达到稳定时速度为v，棒在沿导轨方向受力平衡mgsinmgcosBIL0③BvL由欧姆定律有：I④RrUIR⑤ab由③④⑤代入数据解得：v10m/sU3Vab65\n66