专题11 电磁感应 -【好题汇编】2024年高考物理二模试题分类汇编（山东专用）

专题11 电磁感应 1、（2024·淄博市高考二模）如图甲所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距，距左端L处的中间一段被弯成倾斜轨道，长度也为L，与水平面夹角，各段轨道均平滑连接。倾斜轨道所在区域无磁场，左段区域I存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B，取竖直向上为正方向，如图乙所示；右段区域Ⅱ存在竖直向上的匀强磁场。在倾斜轨道顶端，放置一质量为、电阻、长为L的金属棒，与导轨左段形成闭合回路，由静止开始下滑，进入右侧磁场II后经过时间t（已知）达到稳定状态。导轨电阻不计，重力加速度，则（　　） A. 在倾斜轨道上下滑过程中产生的焦耳热为 B. 达到稳定后的速度大小等于 C. 进入右侧磁场II后流过电阻R的电荷量为2.5C D. 进入右侧磁场II经过位移为后达到匀速 2、（2024·枣庄市高考二模）如图，间距均为L的光滑水平金属导轨与半径为R的光滑半圆金属导轨平滑连接，半圆导轨在竖直平面内，水平导轨处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在水平导轨上放置ab、cd两导体棒，两棒长度均为L、质量分别为4m和m、电阻分别为r和2r，两导体棒到半圆导轨底端的距离分别为和，足够大，。现给导体棒ab一大小的初速度，一段时间后导体棒cd通过半圆导轨最高点后，恰好落到其初始位置。cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两导体棒间未发生碰撞，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒cd离开磁场前已与ab棒达到共速 B. 导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压 C. 导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量 D. 导体棒cd离开水平导轨前，导体棒ab上产生的焦耳热 3、（2024·临沂18中高三4月月考）如图所示，abcd是一个均质正方形导线框，其边长为l、质量为m、电阻为R。在的范围内存在大小为B0，方向垂直于纸面向里的匀强磁场I，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场II，在范围内无磁场。线框以某一初速度从图示位置在光滑水平面上沿x轴向右运动，cd边刚好不能进入右侧磁场，边界含磁场，导线框始终垂直于磁场。则下列说法正确的是（　　） A. 线框穿出磁场I的过程中和进入磁场II的过程中，线框中产生的感应电流方向反 B. 线框ab边刚穿出磁场I时，ab两点间的电势差为 C. 线框恰好有一半进入磁场II时，ab边受到的安培力大小为 D. 线框穿出磁场I的过程中与进入磁场II的过程中产生的焦耳热之比为9:16 4、（2024·济南长清中学4月期中）磁流体发电技术是日前世界上正在研究的新兴技术。如图所示是磁流体发电机示意图，相距为d的平行金属板A、B之间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度大小为B，等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v垂直于B且平行于板面的方向进入磁场。金属板A、B和等离子体整体可以看作一个直流电源，将金属板A、B与电阻R相连，当发电机稳定发电时，两板间磁流体的等效电阻为r，则A、B两金属板间的电势差为（　　） A. B. C. D. 5、（2024·济南长清中学4月期中）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6、（2024·潍坊市高考二模）如图所示，虚线MN上方区域有垂直纸面向外的匀强磁场，MN下方区域有竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B，足够长的等间距金属导轨竖直放置，导轨间距为L。两金属棒ab、cd水平地靠在金属导轨上，金属棒ab的质量为2m，接入电路的阻值为2R，cd的质量为m，接入电路的阻值为R，开始时金属棒ab距MN的高度是金属棒cd到MN高度的2倍。金属棒与两导轨之间的动摩擦因数相同。同时由静止释放两金属棒，金属棒cd进入MN下方区域时立即做匀速运动。已知运动过程中导体棒始终保持水平且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒cd进入MN下方时的速大小为 B. 金属棒cd的释放位置到MN的距离为 C. 从开始释放到金属棒ab进入下方磁场运动的过程中通过金属棒ab的电荷量为 D. 金属棒ab在MN上方区域运动过程中金属棒cd上产生的焦耳热为 7、（2024·新泰中学高考二模）如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场B（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框1和2，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为h，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上。两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若线框1、2刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则 B. 若线框1、2落地时的速度大小分别为、，则 C. 若线框1、2在运动过程中产生的热量分别为、，则 D. 若线框1、2在运动过程中通过线框横截面电荷量分别为、，则 8、（2024·广饶县一中高考二模）如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，两虚线的距离为，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab边与虚线1平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，ab边与两虚线重合时的速度大小相等，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（ ） A. 线圈可能先加速后减速 B. 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C. 导体框的最小速度是 D. 导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为 9、（2024·泰安市高考二模）如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距，固定在水平绝缘桌面上，左侧圆弧部分处在竖直平面内，其间接有一电容为的电容器，右侧平直部分处在磁感应强度为。方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。电阻为的金属棒ab垂直于两导轨放置且与导轨接触良好，质量为。棒ab从导轨左端距水平桌面高处无初速度释放，离开水平直导轨前已匀速运动。已知电容器的储能，其中C为电容器的电容，U为电容器两端的电压，不计空气阻力，重力加速度。则金属棒ab在沿导轨运动的过程中（　　） A. 通过金属棒ab的电荷量为 B. 通过金属棒ab的电荷量为 C. 金属棒ab中产生的焦耳热为 D. 金属棒ab中产生的焦耳热为 10、（2024·聊城市高考二模）如图所示，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，与导轨垂直的金属棒置于两导轨上。在电阻、导轨和金属棒中间有面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小随时间t的变化关系为，式中k为大于0的常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。零时刻，金属棒在水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在时刻恰好以速度越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 在0~t0时间内，流过电阻的电荷量为 B. 在时刻以后，电阻R上的电流方向向上 C. 在时刻穿过回路的总磁通量为 D. 在时刻金属棒所受水平恒力的大小为 11、（2024·济宁市高考二模）如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处 12、（2024·菏泽市高考二模）如图，质量分别为和的金属棒a、b，垂直放在足够长的水平光滑导轨MNM'N'和PQP'Q'上，左右两部分导轨间距分别为0.5m和1m。磁感应强度大小均为，左侧方向竖直向下，右侧方向竖直向上。两金属棒的电阻均与长度成正比，不计导轨电阻。开始时b在M'P'位置，a在NQ位置，绕过足够远的光滑定滑轮的绝缘细线连接b和质量为的物块c，最初c距地面的高度。c由静止开始下落，落地后不反弹，c落地时a、b速率之比，c下落过程中，b棒上产生的焦耳热为20J。a、b运动过程中和导轨接触良好，。下列说法正确的是（　　） A. 物块c落地时，a棒的速度大小为4m/s B. 物块c落地后，b棒的最终速度大小为4m/s C. 从c落地到a、b匀速运动过程中，a产生的热量为2J D. c从开始运动到落地的过程中通过b棒的电荷量为0.4C 13、（2024·山东名校考试联盟高考二模）如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，B0、t0均为已知量，理想边界有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L、宽为L，初始时有一半在磁场中。t=0时刻由静止释放线框，t0时刻ab边刚好进入磁场，ab边离开磁场时，线框的速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（　　） A. 在0~t0内，线框中产生逆时针方向的电流 B. t=0时刻，cd边受到的安培力为 C. 在0~t0内，安培力对线框做功为 D. t0时刻以后，bc边产生的焦耳热为 14、（2024·山东省高三二轮复习检测）如图所示，间距为L、竖直固定两根光滑直杆abcd、下端之间接有定值电阻R，上端接有电容为C、不带电的电容器，bc和两小段等高、长度不计且用绝缘材料平滑连接，ab、cd、、电阻均不计。两杆之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直两杆所在平面向里的匀强磁场。现有一个质量为m、电阻不计、两端分别套在直杆上的金属棒，时在大小为4mg（g为重力加速度大小）、方向竖直向上的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，速度稳定后，在时到达位置，在位置，瞬间为电容器充电，金属棒速度突变，之后金属棒继续向上运动，在时金属棒未碰到电容器。金属棒在运动过程中始终与两直杆垂直且接触良好，电容器始终未被击穿，则（ ） A. 时金属棒的速度大小为 B. 内金属棒上升的高度为 C. 内通过金属棒的电流随时间逐渐增大 D. 内金属棒做加速度逐渐减小的加速运动 15、（2024·德州市高考二模）如图甲所示，光滑的平行金属轨道水平固定在桌面上，轨道左端连接一可变电阻R，一导体杆与轨道垂直放置，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。导体杆先后两次在水平向右的拉力作用下均由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小F与速率v的关系图像如图乙所示。其中，第一次对应直线1，开始时拉力大小为，改变电阻R的阻值和磁感应强度的大小后，第二次对应直线2，开始时拉力大小为，两直线交点的纵坐标为。若第一次和第二次运动中电阻的阻值之比为a、磁感应强度大小之比为b、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为c，导体杆与轨道始终垂直并接触良好，不计导体杆和轨道的电阻，则a、b、c的值可能为（　　） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 16、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成135°角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R和。一质量为m、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于G点，与轨道接触于H点。导体棒与轨道垂直，间距为L，导体棒与b点间距也为L。以H点为原点、沿轨道向右为正方向建立x坐标轴。空间中存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿x轴正方向的初速度，同时受到沿x轴方向的外力F作用，其运动至b点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至b点时撤去外力F，随后又前进一段距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是（　　） A. 流过电阻R的电流方向为 B. 导体棒在轨道上通过的距离为 C. 撤去外力F前，流过电阻R的电流为 D. 导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为 17、（2024·日照市高考二模）如图所示，电阻不计的足够长的光滑水平平行金属导轨、间距，其内有竖直向下、磁感应强度的匀强磁场，导轨左侧接一电动势、内阻不计的电源，质量、电阻的金属棒静止在导轨上，与两平行金属导轨垂直且接触良好。下方光滑平行金属导轨、右端闭合，电阻不计，间距也为L，正对、放置，其中、为半径、圆心角的圆弧，与水平轨道、相切于P、O两点。以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧的区域内存在磁感应强度大小为的磁场，磁场方向竖直向下。闭合开关S后金属棒在水平导轨上向右运动至速度稳定，最后自处抛出且恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，仍与两平行金属导轨垂直且接触良好。已知重力加速度。 （1）求金属棒刚离开时的速度大小； （2）求金属棒在水平导轨上向右运动至速度刚好稳定的过程中，通过金属棒的电荷量q和金属棒中产生的焦耳热； （3）若金属棒进入磁场区域时，立刻给金属棒施加一个水平向右的拉力F，使金属棒匀速穿过磁场区域，求此过程中金属棒产生的焦耳热。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 电磁感应 1、（2024·淄博市高考二模）如图甲所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距，距左端L处的中间一段被弯成倾斜轨道，长度也为L，与水平面夹角，各段轨道均平滑连接。倾斜轨道所在区域无磁场，左段区域I存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B，取竖直向上为正方向，如图乙所示；右段区域Ⅱ存在竖直向上的匀强磁场。在倾斜轨道顶端，放置一质量为、电阻、长为L的金属棒，与导轨左段形成闭合回路，由静止开始下滑，进入右侧磁场II后经过时间t（已知）达到稳定状态。导轨电阻不计，重力加速度，则（　　） A. 在倾斜轨道上下滑过程中产生的焦耳热为 B. 达到稳定后的速度大小等于 C. 进入右侧磁场II后流过电阻R的电荷量为2.5C D. 进入右侧磁场II经过位移为后达到匀速 【答案】BCD 【解析】 A．左侧回路中产生的感应电动势 金属杆在斜轨上下滑时的加速度 下滑的时间 在倾斜轨道上下滑过程中产生的焦耳热为 选项A错误； B．达到稳定时回路感应电流为零，则 解得 选项B正确； C．导体棒到达斜面底端时的速度 到达稳定时由动量定理 解得 q=2.5C 选项C正确； D．由以上可知 即 即 解得 选项D正确。 故选BCD。 2、（2024·枣庄市高考二模）如图，间距均为L的光滑水平金属导轨与半径为R的光滑半圆金属导轨平滑连接，半圆导轨在竖直平面内，水平导轨处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在水平导轨上放置ab、cd两导体棒，两棒长度均为L、质量分别为4m和m、电阻分别为r和2r，两导体棒到半圆导轨底端的距离分别为和，足够大，。现给导体棒ab一大小的初速度，一段时间后导体棒cd通过半圆导轨最高点后，恰好落到其初始位置。cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两导体棒间未发生碰撞，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒cd离开磁场前已与ab棒达到共速 B. 导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压 C. 导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量 D. 导体棒cd离开水平导轨前，导体棒ab上产生的焦耳热 【答案】BD 【解析】 A．导体棒cd从最高点飞出后做平抛运动，则有 ， 导体棒cd从最低点运动到最高点过程，根据动能定理有 解得 若ab、cd两导体棒在磁场中达到共速，根据动量守恒定律有 解得 可知，导体棒cd离开磁场前没有与ab棒达到共速，故A错误； B．结合上述，导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，根据动量守恒定律有 解得 则导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压 故B正确； C．导体棒cd离开半圆导轨前，通过其截面的电荷量与通过导体棒ab的电荷量相等，对导体棒ab进行分析，由于足够大，可知，导体棒ab最终在水平轨道上减速至0，根据动量定理有 其中 解得 故C错误； D．导体棒cd离开水平导轨前，总的焦耳热 则导体棒ab上产生的焦耳热 解得 故D正确。 故选BD。 3、（2024·临沂18中高三4月月考）如图所示，abcd是一个均质正方形导线框，其边长为l、质量为m、电阻为R。在的范围内存在大小为B0，方向垂直于纸面向里的匀强磁场I，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场II，在范围内无磁场。线框以某一初速度从图示位置在光滑水平面上沿x轴向右运动，cd边刚好不能进入右侧磁场，边界含磁场，导线框始终垂直于磁场。则下列说法正确的是（　　） A. 线框穿出磁场I的过程中和进入磁场II的过程中，线框中产生的感应电流方向反 B. 线框ab边刚穿出磁场I时，ab两点间的电势差为 C. 线框恰好有一半进入磁场II时，ab边受到的安培力大小为 D. 线框穿出磁场I的过程中与进入磁场II的过程中产生的焦耳热之比为9:16 【答案】BD 【解析】 A．线框穿出磁场I的过程中垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向，线框进入磁场II的过程中，垂直纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流为顺时针，两个过程感应电流方向相同，A错误； B．对全过程，根据动量定理可得 又 联立解得线框ab边刚穿出磁场I时的速度 线框ab边刚穿出磁场I时，边切割磁感线，边相当于电源，则ab两点间的电势差为 B正确； C．设线框恰好有一半进入磁场II时，线框的速度为，根据动量定理可得 又 联立解得 此时切割磁感线，感应电动势的大小 此时感应电流 ab边受到的安培力大小为 联立可得 C错误； D．根据动量定理 解得 根据能量守恒定律可得线框穿出磁场I的过程中产生的焦耳热 线框穿出磁场II的过程中产生的焦耳热 联立可得 D正确。 故选BD。 4、（2024·济南长清中学4月期中）磁流体发电技术是日前世界上正在研究的新兴技术。如图所示是磁流体发电机示意图，相距为d的平行金属板A、B之间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度大小为B，等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v垂直于B且平行于板面的方向进入磁场。金属板A、B和等离子体整体可以看作一个直流电源，将金属板A、B与电阻R相连，当发电机稳定发电时，两板间磁流体的等效电阻为r，则A、B两金属板间的电势差为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 稳定时，离子不发生偏转，此时离子受到的电场力于洛伦兹力平衡，可得 解得电源的电动势为 A、B两金属板间电势差 故选A。 5、（2024·济南长清中学4月期中）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 当导体棒从O点向右运动L时，即在时间内，在某时刻导体棒切割磁感线的长度 （θ为ab与ad的夹角）则根据 E=BLv0 可知回路电流均匀增加；安培力 则F-t关系为抛物线，但是不过原点；安培力做功的功率 则P-t关系为抛物线，但是不过原点；电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势，即 即图像是不过原点的直线；根据以上分析，可大致排除BD选项； 当在时间内，导体棒切割磁感线的长度不变，感应电动势E不变，感应电流I不变，安培力F大小不变，安培力的功率P不变，电阻两端电压U保持不变； 同理可判断，在时间内，导体棒切割磁感线长度逐渐减小，导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，安培力F大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，安培力的功率P按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，电阻两端电压U按线性均匀减小；综上所述选项AC正确，BD错误。 故选AC。 6、（2024·潍坊市高考二模）如图所示，虚线MN上方区域有垂直纸面向外的匀强磁场，MN下方区域有竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B，足够长的等间距金属导轨竖直放置，导轨间距为L。两金属棒ab、cd水平地靠在金属导轨上，金属棒ab的质量为2m，接入电路的阻值为2R，cd的质量为m，接入电路的阻值为R，开始时金属棒ab距MN的高度是金属棒cd到MN高度的2倍。金属棒与两导轨之间的动摩擦因数相同。同时由静止释放两金属棒，金属棒cd进入MN下方区域时立即做匀速运动。已知运动过程中导体棒始终保持水平且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒cd进入MN下方时的速大小为 B. 金属棒cd的释放位置到MN的距离为 C. 从开始释放到金属棒ab进入下方磁场运动的过程中通过金属棒ab的电荷量为 D. 金属棒ab在MN上方区域运动过程中金属棒cd上产生的焦耳热为 【答案】BCD 【解析】 A．根据整体法分析可知，ab、cd在MN上方区域运动时，磁通量不变，没有感应电流，没有安培力，做加速度为重力加速度的加速运动，金属棒cd刚进入MN下方时，两金属棒速度相同，由于金属棒cd进入MN下方区域时立即做匀速运动，则金属棒ab一定做匀速运动，有 联立得 故A错误； B．根据 得金属棒cd的释放位置到MN的距离为 故B正确； C．从开始释放到金属棒ab进入下方磁场运动的过程中电流 需要时间 则通过金属棒ab的电荷量为 故C正确； D．金属棒ab在MN上方区域运动过程中金属棒cd上产生的焦耳热为 故D正确。 故选BCD。 7、（2024·新泰中学高考二模）如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场B（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框1和2，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为h，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上。两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若线框1、2刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则 B. 若线框1、2落地时的速度大小分别为、，则 C. 若线框1、2在运动过程中产生的热量分别为、，则 D. 若线框1、2在运动过程中通过线框横截面电荷量分别为、，则 【答案】CD 【解析】 A．线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为  由电阻定律有 （ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量为 m=ρ0S•4L （ρ0为材料的密度）。当线圈刚进入磁场时其加速度为 联立得 与L无关，则 a1=a2 故A错误； B．线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，线圈2做加速度为g的匀加速运动的位移较大，所以落地速度关系为 v1＜v2，故B错误； C．由能量守恒可得 Q=mg（h+H）-mv2 （H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得 Q1＞Q2 故C正确； D．根据 则知 故D正确。 故选CD。 8、（2024·广饶县一中高考二模）如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，两虚线的距离为，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab边与虚线1平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，ab边与两虚线重合时的速度大小相等，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（ ） A. 线圈可能先加速后减速 B. 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C. 导体框的最小速度是 D. 导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为 【答案】CD 【解析】 AC．已知 ab边与两虚线重合时的速度大小相等，则导体框在cd边与虚线1重合时速度最小。设ab边与虚线1重合时速度为，则有 设cd边与虚线1重合时导体框的速度为，ab边与虚线2重合时的速度为，则有 联立解得 整个过程中导体框经历了先加速、再减速、又加速的过程，再次减速，出磁场后做匀加速运动，故A错误、C正确； B．根据运动的对称性可知，导线框完全离开磁场时的速度为 根据能量守恒定律可得 解得 故B错误； D．设导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为，线框中的平均感应电流为，则由动量定理可得 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可知，流过导体某一截面的电荷量为 联立解的 故D正确。 故选CD。 9、（2024·泰安市高考二模）如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距，固定在水平绝缘桌面上，左侧圆弧部分处在竖直平面内，其间接有一电容为的电容器，右侧平直部分处在磁感应强度为。方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。电阻为的金属棒ab垂直于两导轨放置且与导轨接触良好，质量为。棒ab从导轨左端距水平桌面高处无初速度释放，离开水平直导轨前已匀速运动。已知电容器的储能，其中C为电容器的电容，U为电容器两端的电压，不计空气阻力，重力加速度。则金属棒ab在沿导轨运动的过程中（　　） A. 通过金属棒ab的电荷量为 B. 通过金属棒ab的电荷量为 C. 金属棒ab中产生的焦耳热为 D. 金属棒ab中产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 AB．当金属棒落下后其速度可由动能定理求得 可求得 之后金属棒切割磁感线，电容器充电，其两端电压逐渐增大，金属棒因为安培力做减速运动，当金属棒的动生电动势与电容器两端电压相等时，金属棒匀速运动。 由动量定理可知 可得 此时，导体棒动生电动势为 因此，此时电容器电压U也为4V，则电容器增加的电荷量为 因此通过导体棒的电荷量也为1C。 故A错误，B正确； CD．由以上解析可知，动能变化量为 而 所以 故C正确，D错误。 故选BC。 10、（2024·聊城市高考二模）如图所示，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，与导轨垂直的金属棒置于两导轨上。在电阻、导轨和金属棒中间有面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小随时间t的变化关系为，式中k为大于0的常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。零时刻，金属棒在水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在时刻恰好以速度越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 在0~t0时间内，流过电阻的电荷量为 B. 在时刻以后，电阻R上的电流方向向上 C. 在时刻穿过回路的总磁通量为 D. 在时刻金属棒所受水平恒力的大小为 【答案】AD 【解析】 A．0~t0时间内闭合回路中产生感生电动势为 回路中电流为 流过电阻的电荷量为 故A正确； B．在t0时刻以后，根据楞次定律可知，金属杆上的电流方向向上，而电阻R上的电流方向向下，故B错误； C．在时刻穿过回路的总磁通量为 故C错误； D．回路中同时产生感生电动势和动生电动势，根据电流方向可知回路中总电动势为 回路中电流为 则导体棒所受安培力大小为 故D正确。 故选AD。 11、（2024·济宁市高考二模）如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处 【答案】AC 【解析】 A．磁感应强度垂直纸面向外，金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，根据右手定则可知回路中有逆时针方向的感应电流，故A正确； B．金属棒a第一次穿过磁场时,电路中产生的平均电动势为 根据电流的定义式可得 =1C 故B错误； C．金属棒a受到的安培力为规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得对金属棒第一次离开磁场时速度为 m/s 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量，即 金属棒b上产生的焦耳热为 J 故C正确； D．规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得 解得金属棒a反弹的速度为 m/s 设金属棒a最终停在距磁场左边界x处，则从碰撞后进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为 平均电流为 金属棒a受到的安培力为 规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得 m 故D错误。 故选AC。 12、（2024·菏泽市高考二模）如图，质量分别为和的金属棒a、b，垂直放在足够长的水平光滑导轨MNM'N'和PQP'Q'上，左右两部分导轨间距分别为0.5m和1m。磁感应强度大小均为，左侧方向竖直向下，右侧方向竖直向上。两金属棒的电阻均与长度成正比，不计导轨电阻。开始时b在M'P'位置，a在NQ位置，绕过足够远的光滑定滑轮的绝缘细线连接b和质量为的物块c，最初c距地面的高度。c由静止开始下落，落地后不反弹，c落地时a、b速率之比，c下落过程中，b棒上产生的焦耳热为20J。a、b运动过程中和导轨接触良好，。下列说法正确的是（　　） A. 物块c落地时，a棒的速度大小为4m/s B. 物块c落地后，b棒的最终速度大小为4m/s C. 从c落地到a、b匀速运动过程中，a产生的热量为2J D. c从开始运动到落地的过程中通过b棒的电荷量为0.4C 【答案】CD 【解析】 A．金属棒a、b的有效长度分别为L和2L，电阻分别为R和2R，金属棒a、b串联，在任何时刻电流均相等，b棒上产生的焦耳热，根据焦耳定律 得a棒上产生的焦耳热为 根据能量守恒定律有 由题意可知 解得物块c落地时a、b的速度为 ， A错误； B．物块c落地后，a棒向左做加速运动，b棒向右做减速运动，两棒最终匀速运动时电路中电流为零，即两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，则 得 对两棒分别应用动量定理，有 解得 ， B错误； C．根据能量守恒定律，从物块c落地到a、b匀速运动过程中系统产生的热量为 又 解得 C正确； D．对a，由动量定理有 又 解得 a与b串联，相同时间通过的电量相等，所以从b开始运动到c落地过程中通过b棒的电荷量为，D正确。 故选CD。 13、（2024·山东名校考试联盟高考二模）如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，B0、t0均为已知量，理想边界有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L、宽为L，初始时有一半在磁场中。t=0时刻由静止释放线框，t0时刻ab边刚好进入磁场，ab边离开磁场时，线框的速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（　　） A. 在0~t0内，线框中产生逆时针方向的电流 B. t=0时刻，cd边受到的安培力为 C. 在0~t0内，安培力对线框做功为 D. t0时刻以后，bc边产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 A．t=0时刻，线框由静止释放，做加速运动，cd边受安培力向右，根据左手定则可知，线框中产生的感应电流方向为顺时针方向，故A错误； B．由图像可知t=0时刻，线框中感应电动势为 感应电流为 cd边受到的安培力为 故B正确； C．设ab边刚进磁场时速度为，从ab边刚好进入磁场，到ab边离开磁场过程中，线框受到安培力做减速运动，由动量定理有 ，， 联立解得 在0~t0内，对线框，根据动能定理有 故C正确； D．t0时刻以后，根据能量守恒可知整个线框产生的焦耳热为 bc边产生的焦耳热为 故D错误。 故选BC。 14、（2024·山东省高三二轮复习检测）如图所示，间距为L、竖直固定两根光滑直杆abcd、下端之间接有定值电阻R，上端接有电容为C、不带电的电容器，bc和两小段等高、长度不计且用绝缘材料平滑连接，ab、cd、、电阻均不计。两杆之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直两杆所在平面向里的匀强磁场。现有一个质量为m、电阻不计、两端分别套在直杆上的金属棒，时在大小为4mg（g为重力加速度大小）、方向竖直向上的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，速度稳定后，在时到达位置，在位置，瞬间为电容器充电，金属棒速度突变，之后金属棒继续向上运动，在时金属棒未碰到电容器。金属棒在运动过程中始终与两直杆垂直且接触良好，电容器始终未被击穿，则（ ） A. 时金属棒的速度大小为 B. 内金属棒上升的高度为 C. 内通过金属棒的电流随时间逐渐增大 D. 内金属棒做加速度逐渐减小的加速运动 【答案】B 【解析】 A．由题意可得时金属棒运动稳定即匀速直线运动 联立求得 A错误； B．内，对金属棒应用动量定理可得 其中 代入数据，联立求得 B正确； CD．根据 及牛顿第二定律可得 联立求得 说明金属棒向上做匀加速直线运动，电流不变，CD错误。 故选B。 15、（2024·德州市高考二模）如图甲所示，光滑的平行金属轨道水平固定在桌面上，轨道左端连接一可变电阻R，一导体杆与轨道垂直放置，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。导体杆先后两次在水平向右的拉力作用下均由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小F与速率v的关系图像如图乙所示。其中，第一次对应直线1，开始时拉力大小为，改变电阻R的阻值和磁感应强度的大小后，第二次对应直线2，开始时拉力大小为，两直线交点的纵坐标为。若第一次和第二次运动中电阻的阻值之比为a、磁感应强度大小之比为b、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为c，导体杆与轨道始终垂直并接触良好，不计导体杆和轨道的电阻，则a、b、c的值可能为（　　） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 【答案】BC 【解析】 依题意，杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v=0时分别有 ， 则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别满足 则 第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有 整理有 结合图像，可得 则有 故选BC。 16、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成135°角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R和。一质量为m、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于G点，与轨道接触于H点。导体棒与轨道垂直，间距为L，导体棒与b点间距也为L。以H点为原点、沿轨道向右为正方向建立x坐标轴。空间中存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿x轴正方向的初速度，同时受到沿x轴方向的外力F作用，其运动至b点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至b点时撤去外力F，随后又前进一段距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是（　　） A. 流过电阻R的电流方向为 B. 导体棒在轨道上通过的距离为 C. 撤去外力F前，流过电阻R的电流为 D. 导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 A．根据右手定则，流过电阻R的电流方向为，故A错误； B．由图乙可知，导体棒运动至b点时速度为，由几何关系可得，的距离为，对导体棒从b点开始沿轨道运动直至静止，根据动量定理有 又有 解得 故B正确； C．导体棒在轨道上运动到任意位置x时，根据图像可知 电动势 通过导体棒的电流 通过电阻R的电流 即 故C正确； D．撤去外力F前电路中的总热量 由图像面积可知 撤去外力F后导体棒继续运动，整个回路产生的热量 电阻产生的热量 故D错误。 故选BC。 17、（2024·日照市高考二模）如图所示，电阻不计的足够长的光滑水平平行金属导轨、间距，其内有竖直向下、磁感应强度的匀强磁场，导轨左侧接一电动势、内阻不计的电源，质量、电阻的金属棒静止在导轨上，与两平行金属导轨垂直且接触良好。下方光滑平行金属导轨、右端闭合，电阻不计，间距也为L，正对、放置，其中、为半径、圆心角的圆弧，与水平轨道、相切于P、O两点。以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧的区域内存在磁感应强度大小为的磁场，磁场方向竖直向下。闭合开关S后金属棒在水平导轨上向右运动至速度稳定，最后自处抛出且恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，仍与两平行金属导轨垂直且接触良好。已知重力加速度。 （1）求金属棒刚离开时的速度大小； （2）求金属棒在水平导轨上向右运动至速度刚好稳定的过程中，通过金属棒的电荷量q和金属棒中产生的焦耳热； （3）若金属棒进入磁场区域时，立刻给金属棒施加一个水平向右的拉力F，使金属棒匀速穿过磁场区域，求此过程中金属棒产生的焦耳热。 【答案】（1）1m/s；（2）0.5C，0.5J；（3）36J 【解析】 （1）闭合开关S后金属棒在水平导轨上向右运动至速度稳定时 解得 （2）对金属棒由动量定理得 解得 根据能量守恒可得 解得金属棒中产生的焦耳热 （3）导体棒自N1N2抛出后做平抛运动，到达 C1C2处速度方向沿圆弧轨道的切线方向，与水平方向的夹角等于 其水平分速度大小等于v0，则到达C1C2处的速度大小为 设金属棒到水平轨道的速度大小为v2，由动能定理得 解得 金属棒匀速穿过磁场Bx的过程，有 () 因安培力与位移成正比，故可用安培力的平均值计算克服安培力做功，使金属棒匀速穿过磁场区域，外力做的功大小为克服安培力做功 根据功能关系可得金属棒穿过磁场Bx区域线框产生的焦耳热为 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$