专题16 电磁感应定律的综合应用-2024年高考物理小题必刷卷

专题十六电磁感应定律的综合应用 ,I高考攻略I 高考对本专题的考查主要有电磁阻尼、电磁驱动、自感与涡流及电磁感应中的电路、能量、图像等 问题。选择题和计算题对本专题知识都有所涉及，试题综合性较强。针对2024年高考，导体棒的受 力及运动分析、电磁感应与动量定理和动量守恒定律相结合的综合性试题应引起大家的重视。 停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入 【考点·分层分练】 停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下 考点一自感、涡流 来，关于该装置的刹车原理，下列判断正确的是 1.(2024·河北省保定市高三一模)如图所示，某小 组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录 车身 中 灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬 递力磁铁 升 间各支路电流随时间的变化情况，表示小灯泡 车轮 铜片 中的电流，2表示自感元件中的电流（已知开关 A.过山车进入停车区时其动能转化成电能 B.把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果 S闭合，电路稳定时2>)，则下列图像正确 C.过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会 数 的是 产生感应电流 D.过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培 8出流传感器1 出流传感器2 力使过山车减速 考点三电磁感应中的电路问题 3.(2024·浙江杭州二中高三调研)如图所示，固定 在水平面上且半径为”的金属圆环内存在方向 考点二电磁阻尼与电磁驱动 竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长 2.(多选)(2024·河北唐山一中高三质检)磁力刹 为（的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固 车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置， 定在竖直导电转轴O)上，金属棒随轴以角速度 该刹车装置的原理图（从车后朝前看）如图所示， 。匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值 77 为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电 容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状 2 态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩 擦，下列说法正确的是 2 考点五 电磁感应中的动力学问题 O'电制 5.(多选)(2024·江西赣州一中高三模拟)用一段 横截面半径为r、电阻率为P、密度为d的均匀导 A.金属棒产生的电动势为号BP。 体材料做成一个半径为R(《R)的圆环。圆环 B,微粒的电荷量与质量之比为2g 竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆 Br2w 心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感 C电阻消耗的电功率为元B。 2R 应强度大小均为B。圆环在加速下滑过程中某 D.电容器所带的电荷量为CBr2w 一时刻的速度为，忽略电感的影响，则() 考点四电磁感应中的图像问题 4.(多选)(2024·湖北宜昌市高三联考)如图所示， 绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导 俯视图 剂视图 轨，导轨电阻不计，两相同金属棒α、b垂直导轨 A.此时在圆环中产生了（俯视）顺时针方向的感 放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场， 应电流 磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度 B.圆环因受到了向下的安培力而加速下落 2和%同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区 C.此时圆环的加速度a= B2v 域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进人磁 D.如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度m 场区域，则a棒从进人到离开磁场区域的过程 =pgd 中，电流i随时间！的变化图像可能正确的有 B3 6.(多选)(2024·四川南充市阆中中学模拟)如图 所示，宽度为L的光滑平行金属导轨水平放置于 方向竖直向下的匀强磁场中，金属导轨足够长且 78 电阻不计，磁场的磁感应强度为B,导轨左端接 电阻均为0.1，重力均为0.1N。现用力向上 一阻值为R的定值电阻和一电容为C的电容 拉动导体棒ab,使之匀速上升（导体棒ab、cd与 器，电阻不计的金属棒MN置于导轨上。某时 导轨接触良好)，此时导体棒cd静止不动，则导 刻在垂直于金属棒方向施加一水平恒力F,使金 体棒ab上升时，下列说法正确的是 属棒由静止开始运动，运动过程中金属棒与导轨 A,经过导体棒cd的电流方向为从c到d 始终保持垂直且接触良好。下列说法正确的是 B.导体棒ab受到的拉力大小为2N C,导体棒ab向上运动的速度为2m/s D.在2s内，拉力做的功中有0.6J的机械能转 化为电能 8.(多选)(2024·河北衡水二中模拟)在光滑绝缘 水平面上有如图所示两部分的磁场区域I和Ⅱ A.开关S,断开、S2闭合，金属棒最终做匀速直 (俯视)，分别存在着垂直纸面向里和垂直纸面向 FR 线运动，速度为 B2L2 外的宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度大小均 B.开关S,闭合、S2断开，金属棒做匀加速直线 为B。边长为L的正方形单匝金属线框在水平 F 向右的拉力F的作用下（图中未画出）以初速度 运动，加速度为BL2C+m 进入，且能保持全过程匀速穿过磁场区域。 C.开关S1,S2都闭合，金属棒最终做匀速直线运 已知线框的电阻为R,则在整个过程中( 动，速度为 FR B2L2 D.开关S,S2都闭合，金属棒做匀加速直线运 动，加速度为B2L2C+m F -2L 考点六电磁感应中的能量问题 7.(多选)(2024·吉林通化二中模 ×× A线框受到水平拉力的最大值为F=4BL2 R B 拟)一空间有垂直纸面向里的匀 -b 2B2L2vo B.线框受到水平拉力的最大值为Fm= R 强磁场B,两条电阻不计的平行 4B2L30 C.线框产生的焦耳热Q= R 光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应 强度B=0.5T,导体棒ab、cd长度均为0.2m, D.线框产生的焦耳热Q= 6B2L30 R 79 考点七电磁感应中的动量问题 传送带运动方向垂直的虚线MN与PQ间存在 9.(2024·四川成都市树德中学月考)如图，电阻不 垂直传送带向上的匀强磁场，磁感应强度大小 计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD,直宽轨 为B。质量为m、边长为L的正方形单匝导线 EF、GH和连接直轨BE、GD构成，整个导轨处 框abcd随传送带一起向上运动；经过一段时 于同一水平面内，AB∥CD∥EF∥GH,BE和 间，当线框ab边越过虚线MN进入磁场后，线 GD共线且与AB垂直，窄轨间距为二，宽轨间距 框与传送带间发生相对运动：当线框ab边到达 为L。空间有方向竖直向上的匀强磁场，宽轨所 虚线PQ处时，线框速度刚好与传送带共速。 在区域的磁感应强度大小为B,窄轨所在区域的 已知两虚线间距离为d,且d>2L,线框的阻值 磁感应强度大小为2B。棒长均为L、质量均为 为R线框与传送带间的动摩擦因数一号，重 m、电阻均为R的均匀金属直棒4、b始终与导轨 力加速度为g,整个过程中线框ab边始终与两 垂直且接触良好。初始时刻，b棒静止在宽轨 虚线平行，下列说法正确的是 上，a棒从窄轨上某位置以平行于AB的初速度 oo向右运动。a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、 GH足够长。则 A.当线框ab边越过虚线MN后，线框做匀减 A,a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小 速运动 B2L20 为2mR B.当线框cd边越过虚线MN时，线框的速度 :经过足够长的时间后，a棒的速度大小为子心 必为mgR 4B2L2 C.整个过程中，a棒克服安培力做的功等于ab C.线框由开始进入磁场到开始离开磁场经历 两棒上的发热量 的时间为4B1 mgR D.整个过程中，6稀产生的焦耳热为行m呢 D.线框在穿过磁场区域过程中产生的焦耳热 10.(多选)(2024·山东省青岛市高三一模)如图， 倾角0=30°的足够长传送带向上匀速传动，与 为2mgd 80 细均完全相同，现将导体棒MN固定，用一水 【考能·演习演练】 平向左的外力F从图示位置匀速将“V”字形导 11.(2024·北京市朝阳区一模)某同学利用电压传 轨拉入磁场中，在此过程中导体棒与导轨始终 感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三 接触良好，导体棒与导轨两触点间的电势差为 U,回路的发热功率为P,回路中产生的热量为 个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影 Q,则下列图像正确的是 响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电 路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器 X×X ××) 60 得到的电压随时间1变化的图像。不计电源 内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是 ××× 传感 ∠1 13.(2024·山东省实验中学高三模拟)如图甲所 示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上， 甲 乙 水平面内两条平行直线MN,QP间存在垂直水 A.开关S闭合瞬间，流经灯D2和D3的电流 平面的匀强磁场，一0时，线框在水平向右的外 相等 力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运 B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电 动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所 流保持不变 示，已知线框质量m=1kg、电阻R=2,则 C.开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭 D.根据题中信息，可以推算出图乙中41与2 8 的比值 F 4 12.(2024·云南省昆明市高三模拟)如图所示，光 2 滑水平面内有一光滑导体棒MN放在“V”字形 甲 导轨上，导体棒MN左侧空间存在垂直纸面向 A.磁场宽度为3m 里的匀强磁场，导体棒MN和导轨的材料、粗 B.匀强磁场的磁感应强度为2T 81 C.线框穿过QP的过程中产生的焦耳热等于 A.金属棒穿过磁场区域1的过程中通过电阻R 4J 的电量q= BLco R D.线框穿过MN的过程中通过导线内某一横 B.金属棒进入磁场区域1时的拉力大小F 截面的电荷量为、2C 2B2L.xo 14.(2024·湖北模拟)如图所示，两平行金属导轨 m(R+r)2 MN、PQ固定在倾角a=30°的斜面上，相距为 C.金属棒穿过磁场区域的速度大小v= B2L2.xo (R+r） L,导轨间存在方向垂直于导轨平面向下的磁 D.金属棒在穿过整个磁场区域过程中回路产生的 场，整个磁场由n个宽度皆为xo的条形匀强磁 2x6BL 场区域1、2…组成，从上到下依次排列磁感应 电热Q= mR+02+2+32+…+) 强度的大小分别为B、2B、3B…nB,两导轨左端 15.(多选)(2024·安徽合肥市庐江县模拟)两个固 MP间接人电阻R,一质量为m的金属棒垂直 定的同心金属圆环中间部分存在与圆面垂直的 于MN,PQ放在导轨上，与导轨的接触点为a、 磁感应强度为B的匀强磁场，如图所示，一长度 b且接触良好，金属棒ab间的电阻为r,不计导 为4L的金属棒MN,处在如图所示位置时与两 轨的电阻。已知金属棒与导轨的动摩擦因数为 圆的交点分别为M、P、Q、N,其中P,O、Q将金 。对金属棒施加沿斜面向下的拉力，让它 属棒平均分成了四等份，已知大圆环的总电阻 为4R,小圆环和金属棒的总电阻均为2R,当金 从距离磁场区域1左边界上方x。的位置由静 属棒以速度经过如图所示位置时，下列说法 止开始匀加速直线运动，当金属棒进入磁场区 正确的是 域1时开始做匀速运动，此后在不同的磁场区 域施加不同的拉力，使金属棒保持做匀速运动 穿过整个磁场区域。下列说法正确的是( B N A.金属棒产生的总感应电动势为4BLv B.金属棒产生的总感应电动势为2BLw 82 C.金属棒MP上产生的感应电流大小为I 杆连接。将两导体棒从EF上方导轨处由静止 6BLu 释放，经过t时间CD边进人磁场，CD边刚进 7R 入磁场时的瞬时加速度为零，再经过t时间AB D.金属棒MP上产生的感应电流大小为I 边进入磁场，运动过程中AB、CD始终与轨道 =2B1u 7R 接触良好且垂直于轨道，导电轨道的电阻忽略 16.(多选)(2024·湖南长沙一中高三月考)如图所 不计，重力加速度为g,则 示，在0≤x≤L和2L≤x≤3L的区域内存在着 B 匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平而（纸面） 绝缘轻 向里，具有一定电阻的正方形线框abd边长为 C 302 E 2L,位于Oy平面内，线框的ab边与y轴重 30°c- 合。令线框从1=0时刻由静止开始沿x轴正 A.AB边刚进入磁场的瞬间，流经AB的电流 方向做匀加速直线运动，ab边在t。时刻到达x 方向和电势差UB的正负均发生变化 一L位置，则线框中的感应电流I(取逆时针方 B导轨宽度为V3mR: 向的电流为正)、bc两端的电势差U,与时间t Bot 的函数图像大致是下列图中的 C.第二个1时间内CD杆产生热量为mg2t 3 ×日 D.AB棒进入磁场后，导体棒先做加速度减小 XX 的变速运动，最终匀速运动 2L-L0 L 2L3L4L × 18.(多选)(2024·吉林长春市东北师大附中模拟) 如图所示，两条足够长的光滑导轨放在水平面 0623 上，导轨的电阻不计，以图中的虚线为界左右两 部分导轨分别处于竖直向下和竖直向上的匀强 17.(多选)(2024·安徽省黄山市高三一模)如图所 磁场中，磁感应强度的大小均为B,两个磁场中 示，足够长的光滑倾斜导电轨道与水平面夹角 分别有长度与轨道间距相同的导体棒1和2静 为30°，上端用阻值为R的电阻连接，下端断开， 止在导轨上，两导体棒的电阻相同，导体棒1的 EF以上轨道平面无磁场，EF以下存在垂直于 质量为m,导体棒2的质量为2m,如果某时刻 轨道平面向上的匀强磁场B。两根一样的导 导体棒1获得向右的速度，经过一段时间( 体棒AB、CD质量均为m,电阻为R,用绝缘轻 后两导体棒的速度达到稳定，从开始到稳定的 83 时间t内两棒的位移的大小分别为x1和x2,则 20.(多选)(2024·湖南卷)某电磁缓冲装置如图所 下列说法中正确的是 示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面 内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导 轨BC段与B1C1段粗糙，其余部分光滑，AA 右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m A.导体棒1和导体棒2组成的系统动量守恒 的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度 且稳定时两棒的速度大小均为号 沿导轨向右经过AA1进人磁场，最终恰好停 C.x1+2x2=0t 在CC处。已知金属杆接人导轨之间的阻值 D.x1十x2=ot 为R,与粗糙导轨间的动摩擦因数为：，AB 【考场·真题真练】 BC=d。导轨电阻不计，重力加速度为g,下列 说法正确的是 19.(多选)(2024·全国甲卷)如图，一绝缘细绳跨过 B 两个在同一竖直面（纸面）内的 光滑定滑轮，绳的-一端连接一 X××××:×× 矩形金属线框，另一端连接一 物块。线框与左侧滑轮之间的 虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上 A金属杆经过BB,的速度为空 下边界水平。在=0时刻线框的上边框以不同的 初速度从磁场下方进人磁场。运动过程中，线框 B在整个过程中，定值电阻R产生的热量为号 始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速 1 m 2umgd 度的正方向，下列线框的速度v随时间1变化的 C,金属杆经过AA1B1B与BB1CC区域，金属 图像中可能正确的是 杆所受安培力的冲量相同 D.若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场 中运动的距离大于原来的2倍 84根据楞次定律可判断，将磁铁加速插向线图时，线图 18.【解析】由右手定则可知，此时圆环中的感应电流 中产生的感应电流沿逆时针方向（俯视），C正确；磁 沿递时针方向，故A正确：圆环左右两边均切割磁感 铁匀速插向线圈的过程中，磁铁受到重力、拉力、线 圈的斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于线圈 钱，故感应电动势的大小为E=2BX2r×号=号Bm。 中产生的焦耳热，D错误。 感应电流大小为1 【答案】C 長-歌故头所金安培力大 15.【解析】A.0~t0时间内磁场向里，磁感应强度减 小为F=2B×2rX1=32B,加速度为a= F 小，线框中磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流 3R 方向为顺时针10~210时间内磁场向外，磁感应强度 增大，线框中磁铁量增大，根据楞次定律可知感应电 、32K,故B错误；此时圆环消托的电功率为P 流方向为顺时针，故A错误： 1R=64B2r2 ，故C正确：此过程中圆环磁通量的 BC,由图乙可知AB-B-0 Bo 9R △1210-1010 ,线框内有磁场穿 变化量为△中=Bπr2,故此过程中通过园环某横载面 过的面积S0=π () 4 的电行量为g一把故D错混。 R 由法拉第电磁感应定律可知线框产生的感应电动势 【答案】AC E=△9-AB、 19.【解析】根据图乙可知此时穿过线围的磁通量为 零，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁 代入数据可得：E=rBa 铁相对线图上升越快，则磁通量的变化率越大，线圈 41o 中感应电动势越大，与线圈的上升高度无关，故BC 由电阻定律可知线框的电阻R=pX4a=4ae 错误：永磁铁相对线圈下降时，线图中垂直于纸面向 外的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电 由闭台电路欧姆定律可得线框中感应电流I= 流的方向为顺时针方向，故D正确。 R 【答案】D xBoa? 20.【解析】由题及几何关系可知Oa=R,Ob=5R,Oc 4t0 xaBoS ,故B错误，C正确： Aap 16oto =5R,根据E=之B/a可得Ea=2BRa,Ea D,0时刻时线框中的磁通量④1=一B,S0,210时刻 2B,5Rw-号B服aa=专B·5Rw=号BRa又 线框中的磁通量中？=BS0,则磁通量的变化量△中 Ea=p)一9E0=9一9%E0=o一9e故9o>pa>% =Φ2一中1 =9,C正确。 代入数据可得：△0=，故D错混。 【答案】C 【答案】 专题十六 电磁感应定律的综合应用 16.【解析】由楞次定律可知在t=π时刻，圆环中有顺 1.【解析】当开关S断开后，自感元件与灯泡形成回 时针方向的感应电流，故A正确：由E=中=BS 路，自感元件阻碍自身电流变化，自感元件产生的感 △1△1 应电流仍沿着原来方向，大小从2开始不断减小，流 可知在0~受时间内圆环的感应电动势不变，电流不 过灯泡的电流反向，大小从2开始不断减小，故C正 确，A、B、D错误。 变，受到的安培力F=B1,而磁感应强度B变大，所 【答案】C 以安培力变大，安培力方向向左，故B错误：在受~元 2.【解析】C、过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间 穿过，钢片切制磁感线产生感应电流，故C正确：D、根 时间内通过圆环横藏面的电荷量为g=迪_Bxr 据上迷，铜片切割磁感线产生感应电流，停车区的轨 R 4xrro 道两侧安装的强力磁铁产生的磁场对铜片有安培力 Be,故C错误：由E=0=ABs可知E=Br, 的作用，铜片所受安培力是阻力，使过山车减速，故D 4ro △1 △1 正确：A、根据上述，铜片切制磁感线产生感应电流，停 所以圆环在一个周期内产生的焦耳热为Q= E· 车区的轨道两侧安装的强力磁铁产生的磁场对铜片 2πrr0 有安培力的作用，铜片所受安培力是阻力，安培力做 B盼r3 2x= ro ,故D正确。 负功，可知过山车进入停车区时其动能转化成电能， 故A正确：B、有机玻璃片不是导体，当其进入停车区 【答案】AD 从强力磁铁间穿过时，不能发生电磁感应，达不到同 17,【解析】由题意可知，闭合S瓣间，线圈P中产生磁 样的制车效果，故B错误。 场，线圈P不具有延时作用，故A错误；将S断开，穿 【答案】ACD 过线图Q的磁通量减少，根据楞次定律可知，Q产生 的感应电流有延时释放衔铁的作用，故B正确：将S 3.【解析】金属棒产生的电动势E=·7o=Bra 断开，穿过线图Q的磁通量减少，根据楞次定律可 选项A错误：金属棒电阻不计，故电容器两极板间的 知，Q中产生的感应电流方向为a→G→b,故C正确： 电压等于金属棒产生的电动势，微粒所受的重力与其 将S闭合，线圈P中产生磁场，穿过线圈Q的磁通量 增加，根据楞次定律可知，Q中产生的感应电流方向 受到的电场力大小相等有9号=mg,可得品 E 为b→Ga,故D错误。 【答案】BC ，选项B正骑：电阻消耗的电功率P= Br2w R 174 、B”,选项C错误：电容器所带的电荷量Q=CE= 0.5×0.2×22×2」=0.4J,则在2内，拉力做 2×0.1 CBa,选项D错误。 功有0.4J的机械能转化为电能，故D错误。 【答案】AC 【答案】B 8.【解析】AB、当线框通过两个磁场的分界线时，线框 4.【解析】4棒以速度20先进入磁场切割磁感线产生 产生的感应电流最大，线框所受安培力最大，水平拉 的感应电流为0=以，2】 尺一，a棒受安培力微加速度减 力最大。根据平衡条件有：Fm=F密=2BlmL,最大感 小的减速直线运动，感应电流也随之减小，即一：图 应电流为lm= 尺，最大感应电动势为Em=2BLo 像的斜率逐渐变小；设当b棒刚进入磁场时a棒速度 Blo R:若=，即i= 联立可得：Fm= 不心，故A正确，B错误，CD、从 为1，此时的瞬时电流为i1= 线柜右边框刚进入磁场【到右边柜刚进入磁场Ⅱ的 B以=，此时双捧双电源反接，电流为零，不受安培 过程中，线框产生的焦耳热为：Q1=BL·L,I R 力，两棒均匀速运动，i一t图像中无电流，故A正确，C ,则Q=BL2-B,从线短右边柜附进入 BLvo R 婚买。著肌<：即有-<受免时双林双电泽 磁场Ⅱ到右边框刚要离开磁场Ⅱ线柜产生的焦耳热 的电动势不等，要抵消一部分，因b棒的逸度大，电流 为Q2=2B1m1,2= B,从线框右边框刚要离开 R 方向与b棒的流向相同，与原（棒的流向相反，即为 磁场Ⅱ到线框左边柜离开磁场Ⅱ线框产生的焦耳热 负，大小为= B(n一），b棒受安培力要减速，a棒 R 为Q。B2,全过程中线框产生的焦甲 受安培力而加速，则电流逐渐减小，故B正确，D 错误。 热：Q=Q1十Q2十Q,解得：Q-6B7,故C错误，D 【答案】AB R 5,【解析】由右手定则可以判断感应电流的方向为顺 正确。 时针方向，可知选项A正确：由左手定则可以判断，此 【答案】 AD 时圆环受到的安培力方向向上，选项B错误：对圆环 9.【解析】A、a棒刚开始运动时，产生的动生电动势为 交力分折有mg=ma又R=PS二P 2πR E=2B·专w=BL,回路中的总电阻R卷=R+受 m=d·2rR·πr2.l=2xR,可解得加速度a=g ，时回路中防每应也流为1-架-服，在光 = ,选项C错误：当重力等于安培力时选度达到最 聊间，对b棒由牛顿第二定律可得：BL=ma,解得：@ pd 大，由平衡条件得mg=Rm B可得=，选项D 2BL,故A错误：B、由分析可知，a棒b捧分别 3mR 向右做速度减小的减速运动和速度增大的加速运动， 正确。 【答案】AD 回路中的感应电动势为E%=E。一E=2B·专， 6.【解析】A开关S1断开，S2闭合，金属棒先加速运 BL%=BL(va一v%),当a=%=u时，感应电动势为 动，最终做匀速直线运动，此时安培力F安=F,又F安 零，两棒将均做匀速直线运动，对两棒组成的系统合 BL-B解得。B,故A正确：B开关图 R 外力F=BL-2B1,专=0，所以两捧组成的系统 闭合，S:断开F-BL=ma,I=9=C△U_CBLA 动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有m0 △1△ △ =CBLa,解得a= F =2m,解得：0=空，可知，经过足够长的时间后口捧 B2L2C+m ,故B正确：CD.开关 S1、S2都闭合，电容器稳定后相当于断路，金属棒最终 的逸度大小为20，故B错误：C、根据功能关系可知， 做匀速直线运动，此时安培力F安=F,又F安=BL= 整个过程中，a棒克服安培力做的功等于ab两棒上的 BL解得，故C正确，D错送。 发热量与b棒所获得的动能之和，故C错误；D、根据 R 能量守恒，可得在整个过程中产生的总热量为Q 【答案】ABC 1 7.【解析】对导体捧b,由右手定则可知，感应电流方 2m- ·2m()=子m,而6排产生得热量 向由b到a,则经过导体棒cd的电流方向为从c到d, 故A正确：导体棒ab匀速上升，受力平衡，导体棒cd 为Q名Q6m6,故D正确 静止，受力也平衡，对于两导体棒组成的整体，所受合 【答案】D 外力为零，根据平衡条件可得导体棒ab受到的拉力F 1O.【解析】A、线柜ab边越过虚线MN后ab边切制磁 =2mg=0.2N,故B错误：导体棒cd受到向下的重力 感线产生感应电动势，感应电动势E=B1,由闭合 G和向上的安培力F,由平衡条件得F安=G,即 BL=6又1-聚联立得-2m故C 电路的欧好定律可知，感应电流1一{-收线框 受到的安培力大小F=BL= 正确，在2s内，电路产生的电能Q =(BL)2 股兰，由帮次定律可 2R 知，线框所受安培力方向平行于斜面向下，线框进入 175 磁场后受到沿斜面向下的安培力作用，则ngsin0+ 正比，又周长与1成正比，可知功率P与t成正比，所 F>mgcos0,线框做减速运动，随速度v的减小，线 以B错误：如图所示，1时刻“V”字形导轨在磁场中与 柜所受安培力F=减小，线框所受合力减小， 导体棒MN构成回路为ABC,lc=t,由几何关系可 R 由牛顿第二定律可知，加速度减小，线柜进入磁场过 3 S,则A,B两点间的电势差U=专队0 程做加速度减小的减速运动，故A错误：B、线框做匀 速直线运动时，由平衡条件得：mgsn0+B- 25B1,B,0均为常数，可知导体棒与导轨两触 R 点间的电势差U与t成正比，所以C错误：回路中产 mg©0s0,解得：心，线框做匀速直线运动时 生的热量为Q=P1,P与1成正比，可知Q与t2成正 比，所以D错误。 线框可能完全进入磁场，有可能没有完全进入磁场， M 因此当线框cd边越过虚线MN时，线框的速度不一 定是，故B错误：D、设传送带速度为，线相 十 完全进入磁场时的速度为2，从线框完全进入磁场 X 到线柜b边到达虚线PQ的过程中，根据动能定理 得pmgd--b-mg0d-D=之mf-之m: ×××X 从线柜ab边越过虚线MN进入磁场到线框完全进 【答案】 A 入磁场过程中，根据动能定理得：mngLcos日一 13.【解析】 A、1=0时刻，F=2N,此时线柜中没有感 1 mgLsin0-W幸培=之m号一之muf,解得：W套将= 应电流，受安培力，则线框的加速度为山==2 mg山，克服安培力微的功转化为焦耳热，则W会培 =2m:s2,磁场的宽度等于线框在0一2s内通过的 =Q,线框出磁场和进入磁场过程产生的焦耳热相 位移大小，为d=ai=专×2X2m=4m,故A 等，则线框在穿过磁场区战过程中产生的焦耳热Q 错误；B、当线框全部进入磁场的醉间：F1一F安 =2Q=2Xmgd=7mgd故D正确：C、沿平行于 ma,而F全=B,=三R,其中F=4N,1 斜而向上为正方向，线框进入磁场到离开磁场过程， 由动量定理得：mgtcos0-mgtsin0-JA=m1 1s-a,联立解得：B=厄T,故B正确：C ,其中安培力的冲量IA=BLt',平均感应电流7 =2s时，F2=6N,此时线柜的速度为2=at2=2X △Φ 2mfs=4ms。由上可得线柜的边长L=1m,设线 E t △ΦBL2 RR7=R7,解得：L1= 框刚出磁场时速度为s,则有=2a(d十L),解得 mgR· 故C正确。 g=25m/s,设线框穿过QP的过程中F做功为 【答案】CD W,因为在过程中F逐渐增大，F的平均值F>F2= 11.【解析】AB.开关S闭合瞬间，由于电感线图的阻碍 6N,则W=FL>FzL=6X1J=6J,此过程中线框 作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加， 的动能增加量为△E=之m(话-项)=号×1×[2,5)2 待稳定后，流经灯D2和D3的电流相等，故从开关S 闭合除间至断开前，流经D,的电流也是逐渐增加 一4]J=2J,则线柜穿过QP的过程中产生的焦耳 的，故AB错误：C.开关S断开瞬间，由于电感线圈 热Q=W一△Ek>6J-2J=4J,故C错误；ID、线框 阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为D2和D 穿过MV的过程中通过导线内某一横裁面的电荷量 提供电流，又因为电路稳定的时候，流经D2和D?的 !_BLt1_BL2-②X1C=C, 电流相等，所以D2逐渐熄灭，故C错误：D.开关S闭 为g=11=R R R 2 2 合瞬间，灯D2和D1串联，电压传感器所测电压为 故D错误 D两端电压，由欧姆定律，山一号：电路稳定后，流 【答案】B 14.【解析 经D的电流为1=号·5-系开关S斯开醉 2· E 】A根据法拉第电磁感应定律可知：E=△吧 △ E 极据闭合电路欧姆定律得：1=干，则导体棒字过 间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大电流， 磁场区域1的过程中通过电阻R的电量为q= 故其两瑞电压为=1·2R-华，所以山1与2的北 △迎=Bl0,故A错误，BC、由于=tan0,F就是 R+rR+r 值为3：4，故D正确。 金属棒所受的合外力，设进入磁场区战1时的拉力 【答案】D 2【解析】感应电流=尽，由几何关系知，回路周 为F,速度为0，则有F0=mm2,进入磁场后微匀 E 长与lB成正比，电阻R与IB成正比，由于B、)不 速运动，则F=F◆=BIL,共中I=R千，E=BLo, 变，可知感应电流I恒定，安培力F委=BILAB,则F安 心1，导轨匀速运动时的受力有F=F安，所以A正确： 联立解得：F= 语器女C特 回路的热功率P=IR,I不变，电阻R与回路周长成 D、由于匀速运动，则第”个磁场区域的安培力大小 176 为F.-nB)1,则整个过程的电热为Q=F10十 R+r 的惑电程：R影=R十尽牛资号R电动券：E=B 2xB'L F2x0十…十Fmx0,解得：Q= m(R+2(12+22+32 代入平衡方程解得：L=3mR,故B正确：C,第二 Bot 十…十n2),故D正确。 个1时间内，CD杆做匀速直线运动，则此过程中CD 【答案】D 15.【解析】AB、处在磁场中的金属棒MP和QN切割 杆产生热量为：Q=P=()-学，故C 3 磁感线产生感应电动势，MP和QN的长度都为L, 正确：D、当AB边刚进入磁场时的速度等于U,此时 两部分产生的感应电动势串联，则金属棒产生的总 CD与AB以相同的速度切割磁感线产生的感应电 感应电动势E一2BLv,故A错误，B正确：CD、画出 动势均为E=BoI,相等于两个相同的电源并联，电 等效电路图，如下图所示： M 路的感电动势等于B,电路的总电阻仍为R卷=受R。 流址电租尺的意浅份为1=后，流过AB,D的感 应电流均为号。AB,CD受到的总的安培力为：2B 名L=B,lL=2mgin30,AB.CD安力平街，可知 E2「2 AB棒进入磁场后，导体棒一直匀速运动，故D错误。 【答案】BC 内阻r=r2 ?,由电路图可知电路中的总电阻R然 18.【解析】A、导体棒1获得向右的速度0，根据右手 定则可知感应电流方向为顺时针（俯视），根据左手 尽+登+十n,代入其据可得：R卷=由闭合 32 定则可知导体棒1受到的安培力方向向左，导体棒2 受到的安培力方向向左，系统在水平方向合外力不 电路欧姆定律可得金属棒MP上产生的感应电流大 E2BLD_6BL巴，故C正确，D错误。 为零，故动量不守恒，故A错误：B、稳定时回路中的 小：一R 电流为零，则两棒的速度大小相等、方向相反，设稳 7R 7R 3 定时两棒的速度大小均为。取向右为正方向，对导 【答案】BC 体棒1根据动量定理可得：一BL1=nu一mo,对导 16.【解析】线框ab边从x=0运动到x=L的时间为 体棒2根据动量定理可得：一BT11=一2o一0，联 0,尚选动学规律可得上=宁，解得6√马感 立解得：=号，故B正确：CD、取向右为正方向，作 度电流1-B·张”-2以，电流随时间均匀增 出导体棒1和2的速度一时间图像分别为下图中的 R 图线1和2所示： 大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向：设线 框ab边从x=L运动到x=4L的时间为t1,则由运 2X4L 动学公式得1Va -t0=2te一to=10,这段时 S2 间内穿过线柜的磁通量不变，线柜内没有感应电流： 设线框ab边从x=4L.运动到x=5L的时间为12，则 1 S 2×5L 由运动学公式得红“ 2X4L=5t0-2t0 ≈0.2360，根据楞次定律得，感应电流方向沿顺时针 0 方向，为负值，感应电流为1=-BL=-B,故A 252 R R 正确，B错误：bc两端电势差Uk=IR,bc为外电路， 所以电势差变化和电流变化相同，故C正确，D 错误。 图线1和2与时间轴围成的面积等于从开始到稳定 【答案】AC 的时间1内两棒的相对位移大小。将图线2向上平 17.【解析】A,CD棒进入磁场而AB棒未进入磁场时， 移到处，由于两棒所受的安培力大小始终相等，导 根据右手定则可知，感应电流方向为从D·C,则AB 体棒1的质量为m,导体棒2的质量为2m,根据牛顿 棒电流方向为A→B。当AB边刚进入磁场时，此时 第二定律可知导体棒1的加速度大小始终是导体棒 CD与AB以相同的速度切割磁感线产生的感应电 2的加速度大小的2倍，结合图像有：S2=S,所以： 动势相同，相当于两个相同的电源并联，AB棒电流 x1十2x2=01,故C正确、D错误。 方向为B→A,电流方向与之前相反，但流过电阻R 【答案】BC 的电流方向没变，故电势差UB的正负没有发生变 19.【解析】线框在减速进入磁场的过程中，对线框受 化，故A错误：B、经过1时间CD边进入磁场，则此 力分析，根据牛颜第二定徘有mg十B1▣-T=m, 时CD的逢度为：=gsin30°·1=号g,CD边刚进 R 对物块受力分析，根据牛顿第二定律有T一Mg 入磁场时的醉时加速度为零，则安培力等于重力的 B2L2v M-m 分力，即：BL三2 ugsin30,而电流：1R,电路 Ma,联立解得a=CM十mRM+m&,则随着建度 的减小，加速度不断减小，B错误：结合B项分析可 177 知，若匀强磁扬区域高度与线框宽度相等且物块质 量与线框质量相等，则线框在磁场中一直做加速度 知电压的最大值为12V,因此有效值U=0■=1皇V 22 逐渐减小的减速运动，出磁场后匀速运动，则A选项 的图像可能正确：若匀强磁场区域高度大于线框宽 -6巨.故B正璃：周期T-04s,因光w一亭-高nd 度且物块质量与线框质量相等，则线框进磁场和出 =5rrmd/s,因此电压的表达式为u=12sin5(V,故C正确 磁场阶段均做加速度逐渐减小的减速运动，完全在 【答案】BC 磁场中运动时不受安培力，做匀速运动，完全出磁场 2.【解析】根据题图甲可知，在旋转金属柜产生交流电 后，也做匀速运动，则C选项的图像可能正确：D选 时，通过电阻R的电流方向周期性变化，题图乙仅仅 项的图像中线框出磁场后匀加速，说明物块质量大 是显示了R两端电压大小，选项A错误：根据题意及 于线框质量，但在此情况下，结合B项分析可知，存 交流电产生的电压图乙可知，电动势最大值为Um,选 在第二段匀速阶段时，不会存在第三段减速阶段，D 项B正确：报播q=业=R=R染可知，金属框交 E 错误。 【答案】AC 转半周，磁通量的改变量为△中=2BL2,因此金属柜旋 20.【解析】设金属杆经过BB1的速度大小为1，则对 金属杆从AA1运动到BB,的过程，由动量定理有 转一周，通过电的电待量为g=批，选项C错误： 2R1=m(w一），又h=d,则B4-m(n B2L2v1 2R 由电流热效应的等效性可知Q= R,交流电最大值 ),对金属杆从BB1运动到CC1的过程，由动量 定理有1型 2Rt2十mgte=mU1,又2t2=d,则 为BL:u=U,U有-2，联立可知Q=UBL R一，选 d+mg2=m,分析可知功一<，解得 项D正确。 2R 【答案】 BD 3.【解析】 手机的电阻未知，根据题给条件无法求出副 →受，即金属杆经过BB,的选度大于空A错误：整 线周的电流，故A错误：根据光-可得，制线圈输 个过程，由能量守恒定律可知2m哈=QR十Q轩十 出电压为U2=U1=8V,经过二极管后，根据有效 umgd,由于通过定值电阻R和金属杆的电流时刻相 1 等，则由焦耳定律可知QR=Q#,联立可得QR 值定又可得贺·T一贤，否解得手机两瑞的电压为 4m哈一2mgd,B错误：规定水平向左为正方向， U=4、2V,故B错误；因二极管具有单向导电性，所 则结合A项分析可知，金属杆经过AA1B1B区域，金 以通过手机的电流为直流电，故C正确：拔掉手机，充 属杆所受安培力的冲量1= -聚金 电线两端电压不为零，故D错误。 【答案】C 属杆经过BBC1C区域，金属杆所受安培力的冲量 4.【解析】 AB.在原线圈回路中，根据欧姆定律有U1= 12= :-装，可得小=6即金属杆经道 一R,则有=R=100,故A错误B正确 AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲 CD.对于一组原线图和一组副线图的情形，根据理想 量相同，C正确：若将金属杆的初速度加倍，则对金属 杆从AA运动到BB的过程，由动量定理有B1 支压器电压，电流与西载的关系可知光：-，片-=。 △U2 2R B2L2d 联立解得U2=k R 2R =m(2一g),对金属杆从BB运动到 CC的过程，由动量定理有 则有器-0 622一二2，故C错误，D正 2Rt4十mg4=m(vB 【答案】BD c),即B1.2d 5.【解析】输出功率与电压和电阻有关，与周期无关， 2R amgt,=m(B一℃)，又由运动学 故A错误：设变压器原线图两端的电压为U1,电流为 知识有14<t2,则结合A项分析联立可得金属杆经 I1,副线圈两端的电压为U2,电流为I2,则有U1=U 过CC,的速度Uc>o,对金属杆经过CC1之后的运 B2L25 公二，可得U,一U格片-品 -11r,又根据22 12 劻过程，由动量定理有”2R=B 2R =mvc> 联立得U2二】 I2= U mo又由A项分析有5，天2< 1 和U=(R+小则 1+ <m·交%，则△r> n2 nR 2d,故金属杆在磁场中运动的距离为x=2d十△x> U 4d=2×2d.即金属杆在磁场中运动的距离大于原来 R消耗的功率为P ，由数学知识可知当西=阳个R 的2倍，D正确。 【答案】CD -100×号 =750匝时P有最大值，故B错误，D正 专题十七交变电流电磁振荡与 确：当滑片P向下移动时，原线圈匝数减小，由U=I1 电磁波传感器 (巴R+）可知原线图电流将增大，所以流过电阻， 1,【解析】电压的周期为T一0.4s,因此磁铁的转速为 的电流增大，故C错误。 n=2.5rfs,f=2.5Hz,故A、D错误：通过题图乙可 【答案】D 178