专题07 电磁感应（11大考点）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期末真题分类汇编（黑吉辽专用）

专题07 电磁感应 考点一 楞次定律的应用 1．（23-24高二上·辽宁朝阳·期末）如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A．环中将产生俯视顺时针的感应电流 B．环对桌面的压力将减小 C．环有面积减小的趋势 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 【答案】C 【解析】A．由于磁体极性不明，所以无法判定感应电流方向，故A错误； BCD．由楞次定律可知条形磁铁下落时，圆环的磁通量增加，环有面积增大的趋势，磁铁受到圆环向上的作用力，环对桌面向下的作用力，环对桌面的压力将增大，故C正确，BD错误。 故选C。 2．（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图所示，将甲、乙、丙三个线圈在薄强磁铁的正上方相同高度H处由静止释放，各线圈下落过程中不翻转，甲是闭合的铝线圈，乙是有缺口的铝线圈，丙是闭合的塑料线圈，忽略空气阻力。关于落地时间正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】乙是有缺口的铝线圈，没有构成闭合回路，线圈之中没有感应电流，丙是闭合的塑料线圈，属于绝缘材料，线圈之中也没有产生感应电流，可知乙、丙两线圈下落过程只受到重力作用，线圈做自由落体运动，根据 可知 甲是闭合的铝线圈，属于导体，构成闭合回路，根据楞次定律可知，线圈之中产生了感应电流，且薄强磁铁产生的磁场对线圈的安培力阻碍线圈向下运动，即线圈向下运动的加速度小于重力加速度，可知线圈下落的时间大于乙、丙线圈下落的时间，即有 故选C。 3．（23-24高二上·吉林长春·期末）两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（　　） A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点 B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点 C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点 D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点 【答案】D 【解析】AB．当金属棒向右匀速运动时，根据右手定则可知ab棒中感应电流方向从，ab相当于电源，则b点电势高于a点，线圈中产生的感应电流是恒定的，原线圈中的磁场是恒定的，穿过副线圈的磁通量不变，没有感应电动势产生，cd中没有电流流过，故c点与d点电势相等，故AB错误； CD．当金属棒向右加速运动时，根据右手定则可知ab棒中感应电流方向从，ab相当于电源，则b点电势高于a点，线圈中产生的感应电流逐渐增大，根据安培定则可知原线圈中的向下磁场逐渐增大，副线圈中有向上的磁场逐渐增大，根据楞次定律可知副线圈中感应电流从d通过电阻到c，d点电势高于c点，故C错误，D正确。 故选D。 4．（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有两个大小不等的圆环M、N连接而成的导线框，分别处于左右两个磁场B1、B2中。减小右侧磁场B2过程中，关于M环中感应电流的方向和M环的形变趋势的说法中正确的是（　　） A．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势 B．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势 C．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势 D．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势 【答案】C 【解析】减小右侧磁场B2过程中，圆环N中的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环N有顺时针方向的电流，则M环中感应电流方向也是顺时针，再根据左手定则可以判断出圆环M上的安培力方向是沿径向向外，故M环有扩张的趋势。 故选C。 5．（23-24高二上·吉林长春·期末）如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响，让检测线圈（位于水平面内）从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是（   ） A．感应电流的方向先顺时针后逆时针，然后再顺时针 B．感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针 C．检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D．检测线圈所受安培力的方向一直向南 【答案】B 【解析】AB．根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，检测线圈由远处移近直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针；当检测线圈逐渐远离直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针；即感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针，故A错误，B正确； CD．根据楞次定律“来拒去留”可知，检测线圈所受安培力的方向一直向北，故CD错误。 故选B。 考点二 实验探究影响感应电流方向的因素 6．（23-24高二上·吉林·期末）刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片 （填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁 （填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 （填“相同”或“相反”）。 【答案】向右 上端 相同 【解析】（1）[1]闭合开关时通过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏，则要使灵敏电流计的指针向右偏转，应使通过线圈B的磁场变弱（即通过线圈B的磁通量减小），通过线圈A的电流应减小，则滑动变阻器的滑片应该向右滑动。 （2）[2][3]根据题述电流方向可知，感应电流的磁场方向竖直向下，结合楞次定律可知，原磁场磁通量方向向上，即条形磁铁上端为N极。根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 7．（23-24高二上·辽宁阜新·期末）如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置： （1）用笔画线代替导线将实验电路补充完整 （2）某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转 。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度 （选填“更大”或“更小”或“不变”）。 （3）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。 【答案】见解析   向右 向左 更大 变化 快慢 【解析】（1）[1]实验电路如图： （2）[2] 某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转，说明磁通量增大时，电流表指针向右偏转，则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，电流表指针向右偏转； [3] 当他将铁芯向上拔出时，磁通量减小，能观察到电流计指针向左偏转； [4] 当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，磁通量变化较快，则感应电动势更大啊，观察到电流计偏转角度更大； （3）[5] [6]通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化快慢有关。 8．（22-23高二上·吉林白城·期末）（1）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 ①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速抽出B线圈中，电流计指针将 偏转。（填“向左”“向右”或“不”） ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是 。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间 （2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下”）；图（4）中的条形磁铁下端为 极（填“N”、“S”）。 【答案】向左 AC/CA 下 S 【解析】（1）[1]如果在闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，那么合上开关后，将原线圈迅速抽出线圈中，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转。 [2]A．插入铁芯，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，故A正确； B．拔出线圈，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转，故B错误； C．变阻器的滑片向左滑动，电阻减小，电流增大，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，故C正确； D．断开电键S瞬间，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转，故D错误； 故选AC。 （2）[3][4]图（2）条形磁铁的运动方向向下，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场向下，电流顺时针，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏；图（4）与图（2）中电流方向相反，但条形磁铁抽出，条形磁铁下端应和图（2）相同，故下端为S极。 考点三 法拉第电磁感应定律的表述和表达式 9．（23-24高二上·吉林·期末）如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在竖直放置的长玻璃管上。将强磁铁从离玻璃管上端高为h处由静止释放，磁铁在玻璃管内下落并穿过线圈。如图乙所示是实验中观察到的线圈中电流随时间变化的图像，则（    ） A．t1~t3过程中线圈对磁铁作用力方向先向上后向下 B．磁铁上下翻转后重复实验，电流方向先负向后正向 C．线圈匝数加倍后重复实验，电流峰值将加倍 D．h加倍后重复实验，电流峰值将加倍 【答案】B 【解析】A．由楞次定律的“来拒去留”可知，t1~t3过程中线圈对磁铁作用力方向一直向上，A错误； B．磁铁上下翻转后重复实验，穿过圆环过程中，磁通量方向相反，根据楞次定律可知，将会产生负向电流后产生正向电流，B正确； C．若将线圈匝数加倍后，根据法拉第电磁感应定律 可知，线圈中感应电动势也加倍，由电阻定律 可知，线圈匝数加倍，长度也加倍，电阻加倍，由欧姆定律 可知，线圈中感应电流的峰值不会加倍，C错误； D．若没有磁场力，则由机械能守恒定律 可得 若将h加倍，速度并非变为原来的2倍，实际中存在磁场力做负功，速度也不是原来的2倍，则线圈中产生的电流峰值不会加倍，D错误。 故选B。 10．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）关于下列磁场和电磁感应的认识，说法正确的是（    ） A．法拉第发现了电磁感应现象，得出了感应电动势计算公式 B．穿过线圈的磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大 C．电荷在磁场中运动时一定受洛伦兹力 D．根据公式可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零 【答案】B 【解析】A．法拉第发现了电磁感应现象，感应电动势计算公式 是纽曼和韦伯总结出来，只是为了纪念法拉第对电磁感应现象的发现，把它叫做法拉第电磁感应定律，故A错误； B．穿过线圈的磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，选项B正确； C．当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷在磁场中不受洛伦兹力，选项C错误； D．通电导线受磁场力为零可能是电流方向与磁场方向平行，而该地方的磁感应强度不一定为零，选项D错误。 故选B。 11．（多选）（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）浮桶式灯塔模型如图甲，其由带空腔的磁体和一个连着灯泡的线圈组成，磁体在空腔产生的磁场如图乙所示，磁体通过支柱把磁体固定在暗礁上，线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，则（　　） A．当海面平静时，灯泡不发光 B．当海水水平匀速流动时，灯泡稳定发光 C．海水上下振荡幅度越大，灯泡越亮 D．海水上下振荡速度越快，灯泡越亮 【答案】AD 【解析】A．当海面平静时，浮筒不动，线圈不切割磁感线，则无感应电流，则灯泡不发光，选项A正确； B．当海水水平匀速流动时，浮筒不上下移动，即线圈不切割磁感线无感应电流产生，则灯泡不发光，选项B错误； C．海水上下振荡幅度越大，但是浮筒上下运动的速度不一定越大，即线圈切割磁感线的速度不一定越大，产生的感应电流不一定大，即灯泡不一定越亮，选项C错误； D．海水上下振荡速度越快，浮筒上下运动的速度越大，即线圈切割磁感线的速度越大，产生的感应电流一定大，即灯泡一定越亮，选项D正确。 故选AD。 12．（多选）（22-23高二上·黑龙江大庆·期末）市场上某款“自发电”门铃的原理如图所示，当按下门铃按钮时，夹着永磁铁的铁块向下移动改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场发生改变。松开门铃按钮时，弹簧可使之复位。由此可判断（　　） A．未按下按钮时，线圈a、b两点间没有电势差 B．按下按钮过程中，线圈中的磁通量一直在减小 C．按钮复位过程中，线圈a、b两点间没有电势差 D．按键复位过程中，弹簧的弹性势能有一部分转化为电能 【答案】AD 【解析】A．未按下按钮时，线圈磁通量不变，因此a、b两点间电势差为零，故A正确； B．按下按钮过程中，线圈中的磁通量先减小后反向增加，故B错误； C．按钮复位过程中，线圈中的磁场先向左减小，后向右增加，根据法拉第电磁感应定律可判断，线圈a、b两点间有电势差，故C错误； D．按键复位过程中，线圈中有感应电流，根据能量守恒知，弹簧的弹性势能有一部分转化为电能，故D正确。 故选AD。 考点四 由B-t图象计算感生电动势 13．（多选）（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，则在的时间内与的时间内（　　） A．金属圆环中感应电流的方向相反 B．金属圆环中感应电流大小之比为 C．通过金属圆环中某一截面电荷量之比为 D．金属圆环中产生的焦耳热之比为 【答案】AC 【解析】A．根据题意，结合图像，由楞次定律可知，时间内金属圆环中感应电流的方向逆时针（俯视），的时间内金属圆环中感应电流的方向顺时针（俯视），即金属圆环中感应电流的方向相反，故A正确； B．根据题意，由法拉第电磁感应定律有 感应电流为 由图可知，时间内 时间内 可得，金属圆环中感应电流大小之比为 故B错误； C．由公式可得，通过金属圆环中某一截面电荷量之比为 故C正确； D．由公式可得，金属圆环中产生的焦耳热之比为 故D错误。 故选AC。 14．（多选）（23-24高二上·辽宁大连·期末）在如图（a）所示的电路中，电阻，圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻也为R，电容器的电容为C，半径为的圆形区域内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（b）所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计。时闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（    ） A．电容器下极板带正电 B．时刻电容器所带的电荷量为 C．线圈中产生的感应电动势的大小为 D．稳定后线圈两端的电压为 【答案】AD 【解析】A．由楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的电流，则电容器下极板带正电，选项A正确； BC．感应电动势 回路的感应电流 时刻电容器所带的电荷量为 选项BC错误； D．稳定后线圆两端的电压为 选项D正确。 故选AD。 15．（多选）（23-24高二上·吉林·期末）如图甲所示，单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5Ω，边长L=20cm，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．线框中的感应电流沿逆时针方向，大小为0.24A B．0~2s内通过ab边横截面的电荷量为 C．3s时ab边所受安培力的大小为 D．0~4s内线框中产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 A．根据楞次定律可知，线框中的感应电流沿顺时针方向，线框中的感应电动势为 线框中的感应电流大小为 故A错误； B．0~2s内通过ab边横截面的电荷量为 故B正确； C．由图可知，3s时磁感应强度的大小为，ab边所受安培力的大小为 故C错误； D．0~4s内线框中产生的焦耳热为 故D正确。 故选BD。 16．（多选）（23-24高二上·吉林松原·期末）如图甲所示，电阻r=25Ω、匝数n=200匝的线圈两端A、B与电阻R相连，R=75Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（    ） A．通过R的电流方向为由B通过R到A B．线圈两端的电压为100V C．R的电功率为75W D．0．1s时间内通过电阻R的电荷量为0.1C 【答案】CD 【解析】A．线圈相当于电源，垂直于纸面向里穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律及安培定则知通过R的电流方向为由A通过R到B，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路的欧姆定律得 线圈两端的电压 故B错误； C．R的电功率 故C正确； D．0．1s时间内通过电阻R的电荷量为 故D正确。 故选CD。 17．（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）截面积，市数匝的线圈，处在如图甲所示的磁场中，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，规定向里为正方向。电路中，线圈电阻不计。 （1）闭合稳定后，求通过的电流大小和方向； （2）闭合一段时间后再断开，求断开后通过的电荷量。 【答案】（1），电流方向向下；（2） 【解析】（1）由图知随时间按线性变化，变化率为 由法拉第电磁感应定律得 由楞次定律确定线圈中的电流方向为顺时针方向，则的电流方向向下。 由闭合电路欧姆定律得流过的电流 （2）闭合后，将对充电，充电结束后电容器支路断路，电容器两端的电势差等于两端的电压 因此其充电量为 断开后，电容器只通过放电，所以放电量为。 考点五 导体棒转动切割磁感线产生的动生电动势 18．（23-24高二上·吉林·期末）法拉第发明了世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，原理图如图所示。半径为的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（　　） A．由到， B．由到， C．由到， D．由到， 【答案】A 【解析】根据法拉第电磁感应定律，切割产生的感应电动势为 根据欧姆定律，通过电阻的电流为 由右手定则，圆盘相当于电源，其方向为从边缘指向圆心，所以电阻中的电流方向为从d到c。 故选A。 19．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图甲所示，金属导轨abc和deO水平放置，bc段是以O为圆心的圆弧。ad之间连接电阻为R的灯泡，abed构成边长为l的正方形，。t＝0时刻，导体棒绕O沿圆弧由b向c匀速转动，角速度为，转动时间为。已知在扇形Obc区域内分布着方向垂直纸面向外、大小恒为的匀强磁场；abed区域内匀强磁场B随时间变化如图乙所示，其方向垂直纸面向里。不计其它的电阻。下列说法正确的是（　　） A．在时间内灯泡中电流方向由a→d B．在时间内灯泡两端电压为 C．在时间内abed区域中的磁通量均匀减小 D．若时间内灯泡中无电流，则图乙中B的变化率为 【答案】D 【解析】A．根据右手定则，在时间内灯泡中电流方向由d→a，故A错误； B．根据几何关系有 在时间内，abed区域内磁通量不发生变化，不产生感应电动势，灯泡两端电压等于扇形Obc区域产生的感应电动势，大小为 故B错误； C．由图可知，在时间内abed区域中磁感应强度均匀增大，根据 则磁通量均匀增大，故C错误； D．若时间内灯泡中无电流，abed区域内产生的感应电动势等于扇形Obc区域产生的感应电动势，且方向相反，有 则图乙中B的变化率为 故D正确。 故选D。 20．（23-24高二上·黑龙江·期末）1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．回路中的电流方向为a→b B．C、D两端的电势差为 C．定值电阻的功率为 D．圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 【答案】D 【解析】A．根据右手定则可知，回路中的电流方向为b→a，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律，可知圆盘产生的电动势为 因C处的电势比D处的电势低，故C、D两端的电势差为 故B错误； C．根据欧姆定律，可知电路中的电流为 则定值电阻的功率为 故C错误； D．圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 故D正确。 故选D。 21．（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）2023年12月18日，甘肃积石山县发生6.2级地震时，某军区直升机在灾区上空悬停进行搜救侦查。其长度为L的螺旋桨叶片在水平面内逆时针以角速度为匀速转动（俯视），叶片的近轴端为P，远轴端为Q。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（    ） A．，P端电势高于Q端 B．，P端电势低于Q端 C．，P端电势高于Q端 D．，P端电势低于Q端 【答案】C 【解析】叶片切割地磁场的竖直分量，叶片中感应电动势为 根据右手定则，P端电势高于Q端。 故选C。 考点六 电磁感应中的图像问题（高频） 22．（23-24高二上·辽宁大连·期末）如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（　　） A．  B．  C．  D．  【答案】A 【解析】在过程中，线框右半部分进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在位置有效切割长度达到最大，电动势达到最大值，则有 ， 根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在过程中，线框左半部分也进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在过程中，线框右半部分进入右方磁场，左半部分在左方磁场，两部分切割磁感线的有效切割长度都在增大，当到达位置时，有效切割长度都达到最大值，由楞次定律知两磁场中两部分感应电流（电动势）对线圈来说方向相同，都为顺时针方向，则有 ， 在过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为顺时针方向；在过程中，线框开始离开右方磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在位置有效切割长度达到最大，则有 ， 由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向；在过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向。 故选A。 23．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图所示，在直角坐标系的第一象限中，有一等腰直角，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，点在轴上，点在轴上，各点间距离。边长也为的正方形导线框的边在轴上，时刻，该导线框恰好位于图中所示位置（边与轴重合），此后导线框在外力的作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。若规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则导线框通过磁场区域的过程中，导线框中的感应电流、外力沿轴方向的分量随导线框的位移变化的图像（图中曲线均为抛物线的一部分）中正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】A 【解析】AB．导线框匀速穿过图示的等腰直角三角形磁场区域，进入的过程中，由楞次定律可知感应电流沿逆时针方向，为正值，由几何关系知导线框边切割磁感线的有效长度等于进入磁场的距离，则感应电流的大小为 导线框离开磁场的过程，由楞次定律可知感应电流沿顺时针方向，为负值，由几何关系知导线框边切割的有效长度等于离开磁场的距离，同理可得感应电流大小为 故A正确，B错误； CD．导线框做匀速运动，外力沿轴方向的分量与导线框边所受安培力等大反向，由左手定则可知安培力方向始终向左，则外力沿轴方向的分量方向始终向右，则 故CD错误。 故选A。 24．（多选）（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，水平桌面上有一个半径为的导线框，虚线右侧存在垂直于桌面向下的匀强磁场。导线框在外力的作用下沿垂直方向匀速进入磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的为正，外力向右为正，则以下关于线框中的感应电流i、外力、电功率随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【解析】AB．导线框进入磁场的过程中，通过导线框的磁通量增大，由楞次定律可知导线框中感应电流的方向为逆时针方向，设导线框切割磁感线的有效长度为l，导线框匀速运动的速度为v，导线框的电阻为r，如图 则导线框进入磁场一半前的过程中 导线框中电流 导线框进入磁场过程中电流增大，导线框的一半进入磁场前的瞬间切割磁感线的有效长度为R，导线框的一半进入磁场的瞬间切割磁感线的有效长度为2R，导线框的电流大小瞬间加倍，导线框一半进入磁场后，导线框切割磁感线的有效长度减小，导线框中的电流减小 故A正确，B错误； C．由于导线框匀速运动，所以外力F与安培力大小相等，安培力的方向阻碍导线框磁通量的增大，方向向左，则外力F的方向与安培力的方向相反，始终水平向右，故C错误； D．电功率与外力F的功率相等 导线框进入磁场一半前的过程中 导线框进入磁场过程中电功率增大，导线框的一半进入磁场前的瞬间切割磁感线的有效长度为R，导线框的一半进入磁场的瞬间切割磁感线的有效长度为2R，导线框的电功率大小瞬间变为原来的4倍；导线框一半进入磁场后，导线框切割磁感线的有效长度减小，电功率为 故D正确。 故选AD。 25．（多选）（22-23高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用、分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列图像可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化规律的是（　　） A．B．C．D． 【答案】BCD 【解析】AB．线框先做自由落体运动，若安培力大于重力，ab边进入磁场先做减速运动，根据安培力公式 可知，线框的加速度应该是逐渐减小，v-t图象的斜率应逐渐减小，先线框所受的安培力与重力二力平衡后，做匀速直线运动，速度不变；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，线框只受重力，做加速度为g的匀加速直线运动，故v-t图象的斜率可能先不变，后减小，再为零，最后又不变，故A错误，B正确； C．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力大于安培力，做加速度减小的加速运动，cd边离开磁场做匀加速直线运动，加速度为g，故C正确; D．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力等于安培力，做匀速直线运动，cd边离开磁场做匀加速直线运动，加速度为g，故D正确。 故选BCD。 考点七 线框进出磁场的相关计算 26．（23-24高二上·吉林长春·期末）如图所示，以速度和匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况下（　　） A．线圈中的感应电动势之比 B．线圈中的感应电流之比 C．线圈中产生的焦耳热之比 D．通过线圈某截面的电荷量之比 【答案】C 【解析】A．根据题意可知v1=2v2，根据 E=BLv 知感应电动势之比2：1，故A错误； B．根据 由于v1=2v2，则感应电流之比为2：1，故B错误； C．根据v1=2v2，知时间比为1：2，根据 Q=I2Rt 知热量之比为2：1，故C正确； D．根据 可知，两种情况磁通量的变化量相同，所以通过某截面的电荷量之比为1：1，故D错误。 故选C。 27．（多选）（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，两水平虚线之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，边长为a的正方形导体框由磁场上方a处静止释放，导体框的上、下边始终保持与磁场的边界平行，当导体框的下边与磁场的上边界重合时导体框开始匀速运动．已知磁场的磁感应强度大小为B，磁场的宽度为，导体框的质量为m、电阻值为R，重力加速度为g，忽略一切阻力．则下列说法正确的是（    ） A．导体框进入磁场过程中导体框中产生的焦耳热为 B．导体框进入磁场过程中，通过导体框某一横截面的电荷量均为 C．导体框下边出磁场时的速度为 D．导体框出磁场的过程中做加速运动 【答案】AC 【解析】A．导体框进入磁场过程中导体框做匀速运动，根据能量守恒 故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律可知，在进入磁场的过程中 根据欧姆定律可得 根据电流的定义式可得 联立解得 故B错误； C．根据自由落体公式 解得 导体框进入磁场过程中导体框做匀速运动，导体框完全进入磁场后，因无电磁感应，导体框继续匀加速直线运动，则 解得 故C正确； D．导体框进入磁场过程中导体框做匀速运动，安培力等于重力；导体框出磁场时速度增大，安培力大于重力，所以导体框出磁场的过程中做减速运动，故D错误。 故选AC。 28．（多选）（23-24高二上·吉林长春·期末）如图所示，平行虚线M、N间，N、P间有垂直于光滑水平面、方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，每个磁场的宽度均为L。边长为L、质量为m、电阻为R的粗细均匀的单匝金属线框静止在水平面上，边离虚线M的距离也为L，用水平拉力F（大小未知）作用在金属线框上，使金属线框在水平面上向右做初速度为零的匀加速直线运动，线框运动过程中边始终与M平行，边刚进磁场的一瞬间，受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（　　） A．线框运动的加速度大小为 B．线框穿过虚线N的过程中，通过线框导线横截面的电量为0 C．线框进左边磁场过程中安培力的冲量小于出右边磁场过程中安培力的冲量 D．线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为 【答案】AD 【解析】A．设线框边刚进磁场时速度大小为，则感应电动势与感应电流分别为 则安培力为 解得 根据运动学公式有 解得 A正确； B．线框穿过虚线N的过程中，平均电动势为 电流的平均值为 解得 B错误； C．根据上述，线框进左边磁场过程通过的电荷量与出右边磁场过程通过的电荷量均为 则由于安培力的冲量大小为 解得 即线框进左边磁场过程中安培力的冲量和出右边磁场过程中安培力的冲量相等，C错误； D．线框向右做匀加速直线运动，可知令边刚要通过N边时的速度为，边刚要通过P边时的速度为，则有 则对应速度产生的电动势为 对应位置的感应电流为 对应位置根据牛顿第二定律有 解得 即线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为，D正确。 故选AD。 29．（23-24高二上·辽宁丹东·期末）在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为分别为，的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L=1m，一个质量为1kg、电阻为、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑至JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度做匀速直线运动。g=10m/s²，求： （1）线框刚开始下滑时ab边距GH的距离x； （2）线框ab边刚越过JP时的加速度大小； （3）从ab开始进入GH到下滑至MN与JP的中间位置的过程中，线框产生的热量（结果保留到整数）。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】（1）因为ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区恰好做匀速直线运动所以 由闭合电路欧姆定律得 由法拉第电磁感应定律得 由动能定理可得 联立可得 ， （2）ab边刚越过JP进入磁场Ⅱ区时，ab，cd两边都切割磁感线，所以有 两个边都受到向上的安培力，由牛顿第二定律得 联立可得 （3）因为ab边下滑至JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度做匀速直线运动所以 联立可得 从ab开始进入GH到下滑至MN与JP的中间位置的过程，由能量守恒定律可得 30．（23-24高二上·吉林·期末）如图所示，倾角为、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有一系列间距均为的水平虚线（图中仅画出部分），虚线1、2间存在垂直斜面向下的匀强磁场（包括虚线），从虚线2向下每间隔在两虚线间存在垂直斜面向下的与虚线1、2间相同的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻值为、边长为的正方形线框从虚线1上方某位置由静止释放，边始终与虚线平行，当线框的边刚好到达虚线1时，线框的加速度大小为，方向沿斜面向下，重力加速度取。整个过程中线框始终没有发生转动。求： （1）从释放线框到线框的边刚好到达虚线1时的速度； （2）线框的最大速度； （3）若从边刚好到达虚线1到线框的速度达到最大，所用的时间为，则此过程中线框中产生的焦耳热为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）设线框的边到虚线1时的速度为，则由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 由牛顿第二定律得 代入数据解得 （2）线框的速度最大时，线框的合力为零，由力的平衡条件得 又由 代入数据解得 （3）由题意可知，线框在沿斜面下滑的过程中，始终受到安培力的作用，设线框从刚进入磁场开始经时间达到最大速度，线框的平均速度为，此时有 又有 代入数据解得 由能量守恒定律得 解得 考点八 单杆＋导轨（重点） 31．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，电阻不计的两条足够长的光滑平行金属导轨放置在同一水平面内，导轨间距为，与导轨连接的定值电阻，质量为、垂直于导轨放置的金属棒接入电路中的电阻为，整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。某时刻，金属棒在与导轨平行的外力作用下以恒定加速度由静止开始向右匀加速运动，初始，则 （1）金属棒的加速度？ （2）时，外力的大小 （3）内，通过导体棒的电荷量为？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）根据牛顿第二定律 得 （2）根据牛顿第二定律 根据闭合电路欧姆定律 感应电动势 速度 联立以上各式代入数据得 （3）内平均电流，则 联立解得 Q=8C 32．（23-24高二上·辽宁抚顺·期末）固定在水平桌面上的水平粗糙导轨处于垂直桌面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T，导轨间距L=1m。左侧接有定值电阻R=2Ω。如图甲所示（俯视图），一质量m=2kg、阻值r=2Ω的金属棒在水平拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v-x图像如图乙所示。若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，则金属棒在从起点出发到发生x=1m位移的过程中，取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）金属棒克服安培力做的功W1； （2）拉力F做的功W； （3）整个过程系统产生的总热量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）由速度图像得 金属棒所受的安培力 解得 则知FA与x是线性关系。当x=0时，安培力 当x=1m时，安培力 则金属棒从起点出发到发生x=1m位移的过程中，安培力做的功 即金属棒克服安培力做的功 （2）金属棒克服摩擦力做的功 根据动能定理得 代入解得拉力做的功 （3）从能量守恒角度可知，外力做的功使系统产生热量和动能，故有 33．（23-24高二上·吉林长春·期末）如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面间的夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，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。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，经历时间t滑至最高点，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力，当地重力加速度为g，题目中给定的物理量均为已知量，试求： （1）金属杆ab刚开始运动时的加速度a的大小； （2）金属杆ab能上升的最大高度h。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）初始时刻，根据 E=BLv0 F安=BIL 金属杆受到的安培力方向沿导轨向下；根据牛顿第二定律得 mgsinθ+F安=ma 解得 （2）金属杆从底端到最高点的过程由动量定理 其中 解得 34．（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）如图所示，倾角为α的绝缘斜面体固定在水平面上，顶端放有一“U”形导体框HEFG，导体框质量为2m，电阻忽略不计，EH、FG两边足够长。导体框的EF边长为L，与斜面底边平行。导体框与斜面间的动摩擦因数为μ = tanα。质量为m、电阻为R的光滑金属棒CD的两端置于导体框上，构成矩形回路。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。t = 0时刻金属棒与导体框均以初速度v0沿斜面向下运动；t = t0时刻后金属棒开始匀速运动，此时导体框仍沿斜面向下运动。金属棒与导体框始终接触良好且平行于EF边，重力加速度为g。 （1）求在0 < t < t0时间内同一时刻金属棒与导体框的加速度大小之比； （2）t = t0时刻金属棒CD的速度为多大； （3）从t = 0到t = t0时间内，导体框沿斜面下滑了距离x0，求此段时间内金属棒CD克服安培力做的功。 【答案】（1）2：1；（2）v0＋；（3）见详解 【解析】（1）在t = 0时刻电路中电流为零，金属棒和导体框不受安培力，之后金属棒和导体框的受力示意图如图所示 金属棒做加速运动，设加速度大小为a1，根据牛顿第二定律可得 mgsinα－F安 = ma1 导体框做减速运动，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得 Ff－2mgsinα－F安 = 2ma2 且 FN2 = 2mgcosα＋F'N1 F'N1 = FN1 = mgcosα 则 Ff = μFN2 = 3mgsinα 整理得 mgsinα－F安 = 2ma2 联立可得 a1∶a2 = 2∶1 （2）设t = t0时刻金属棒和导体框的速度分别为v1、v2，对金属棒和导体框组成的系统而言，合外力始终为0，系统动量守恒则有 3mv0 = mv1＋2mv2 在t = t0时刻回路的感应电流 对金属棒由平衡条件得 BIL = mgsinα 联立解得 v1 = v0＋ （3）对金属棒，在0 ~ t0时间内，由动量定理得 mgsinα·t0－BL·t0 = mv1－mv0 在0 ~ t0时间内，金属棒与EF边之间的相对位移为Δx，则 = = 整理得 mgsinα·t0－ = 解得 Δx = － t = 0到t = t0金属棒CD克服安培力做功 mg(x0＋Δx)sinα－WFA = －mv02 解得 WFA = mg(x0＋－)sinα－m(＋) 化简有 WFA = mgx0sinα＋－－ 说明：答案用已知物理量即可，不必展开括号和通分；不可以用相关计算，是有关时间的累积不是对位移的累积；用计算更不可以。 35．（23-24高二上·辽宁·期末）如图甲所示，两根完全相同的平行长直导轨固定，长直导轨构成的平面与水平面的夹角θ=30°，导轨上端、下端分别连接电阻、，在导轨所在斜面的矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻在导轨斜面上上方x=2.25m处由静止释放金属棒ab，金属棒恰好匀速通过整个磁场区域。已知导轨间距L=1.0m，磁场上边界与下边界间的距离d=4.5m，金属棒与导轨接触的两点间的电阻r=4Ω，，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数，取重力加速度大小，不计空气阻力，金属棒到达磁场下边界前电路中一直有感应电流。求： （1）金属棒的质量m； （2）时间内通过电阻的电荷量； （3）从金属棒被释放到金属棒到达磁场下边界的过程中，电阻产生的焦耳热Q。 【答案】（1）0.5kg；（2）；（3） 【解析】（1）金属棒进入磁场前匀加速下滑，设金属棒的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有 设金属棒进入磁场瞬间的速度大小为v，根据运动规律有 金属棒进入磁场后电路的总电阻 金属棒进入磁场后，回路中的感应电流大小 金属棒进入磁场后，金属棒受到的安培力大小 金属棒进入磁场后，对金属棒受力分析，根据受力平衡有 解得，金属棒的质量为 m=0．5kg （2）时间内感生电动势 通过电阻的电流 根据电路结构可知，时间内通过电阻的电流 时间内通过电阻的电荷量 解得 （3）根据运动规律有 时间内，电阻产生的焦耳热 金属棒匀速通过磁场区域的过程中，流过电阻的电流 金属棒匀速通过磁场区域的过程中，电阻产生的焦耳热 从金属棒被释放到金属棒到达磁场下边界的过程中，电阻产生的焦耳热 36．（23-24高二上·辽宁大连·期末）如图甲，MN与PQ为间距的平行导轨，导轨的上部分水平长度，下部分足够长且处于倾角的绝缘斜面上，水平导轨的左端接一阻值的电阻，水平部分处于竖直向上的、磁感应强度随时间t按图乙所示规律变化的匀强磁场中，倾斜部分处于垂直导轨平面向上的、磁感应强度的匀强磁场中。在时将一质量、电阻的金属棒静止放在倾斜导轨部分的上端，金属棒恰好静止，已知金属棒与两导轨间的动摩擦因数处处相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在时给金属棒一个沿斜面向下的拉力F使金属棒从静止开始匀加速度运动，拉力F的大小与金属棒运动的速度大小的关系式为，其中k为定值，金属棒在运动过程中与两导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导轨的电阻，重力加速度g取，，求： （1），电阻R中电流大小及方向； （2）金属棒与导轨间的动摩擦因数； （3）k的值为多大； （4）到时间内流过电阻R截面的电量。 【答案】（1），由P指向N；（2）；（3）（4）1C 【解析】（1）时，设此时电阻R中的电流大小为，根据法拉第电磁感应定律有 又 解得 由楞次定律可得，电阻R中电流方向由P指向N。 （2）时将金属棒放在倾斜导轨上端，金属棒恰能静止，设此时棒中电流大小为 计算可得 根据平衡条件有 解得 （3）金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动，金属棒在倾斜导轨上运动时受到的安培力大小 ，， 由牛顿第二定律得 代入题给数据有 由于a不随v变化，故有 可得 （4）金属棒运动的加速度大小 到时间内金属棒在倾斜导轨上下滑的距离 此段时间内通过金属棒的电荷量 考点九 双杆＋导轨（难点） 37．（多选）（23-24高二上·吉林长春·期末）如图，足够长的光滑平行金属导轨（电阻不计）水平放置，左右两侧导轨的间距分别为l、2l，导轨间存在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场。把一根质地均匀的导体棒分成质量分别为m、2m两段a、b，均垂直导轨放置，回路总电阻保持不变。a、b两棒分别以、的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持接触良好，a总在窄轨上运动，b总在宽轨上运动，从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是（　　） A．在此过程中，a棒上产生的焦耳热是b棒的一半 B．a棒的加速度始终等于b棒的加速度的一半 C．在此过程中产生总的焦耳热为 D．稳定时a棒的速度大小为 【答案】ACD 【解析】AB．由题意可知，把一根质地均匀的导体棒分成质量分别为m、2m两段a、b，则两棒的电阻之比为1：2，设a棒电阻为R，则b棒电阻为2R，由于两个导体棒中的电流始终大小相等，根据可知，a棒上产生的焦耳热是b棒的一半；根据牛顿第二定律，对导体棒a有 BIl=maa 对导体棒b有 BI⋅2l=2mab 由此可知 aa=ab 故A正确，B错误； CD．以向右为正方向，从开始到稳定速度，根据动量定理，对导体棒a有 Bl•Δt=mva-mv0 对导体棒b有 -B×2l•Δt=2mvb-2m×2v0 当最终稳定时满足 B⋅2lvb=Blva 联立解得 va=2v0 vb=v0 在此过程中产生总的焦耳热为 故CD正确。 故选ACD。 38．（多选）（23-24高二上·辽宁丹东·期末）如图，电阻不计足够长的金属导轨水平平行放置，处于方向竖直向下的匀强磁场中。与导轨等宽的导体棒MN和PQ垂直于导轨放置，MN质量为m，PQ质量为2m，导体棒电阻不同，它们与导轨间的动摩擦因数均为μ。现对MN施加一水平恒力F作用，则下列说法正确的是（　　） A．只要F大于，时间足够长，PQ一定会向右运动 B．只要F大于，时间足够长，PQ一定会向右运动 C．若MN向右匀加速，则PQ一定也向右匀加速但两者加速度不相同 D．若PQ向右匀加速，则MN一定也向右匀加速，且两者加速度相同 【答案】BD 【解析】AB．对MN和PQ分析，MN向右运动时由右手定则可知电流方向由N至M，由左手定则知安培力方向向左，对PQ分析可知受安培力向右，如图所示， 当PQ刚好要向右运动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力得 这时对MN分析得 因为流过MN和PQ电流相等，得两导体棒安培力相等，联立解得 所以对MN施加水平恒力F作用向右运动，MN做加速运动，时间足够长，当PQ受到安培力大于最大静摩擦力时，PQ一定会向右运动，故A错误，B正确； CD．若PQ向右匀加速，把MN和PQ看成一整体进行分析知该整体受安培力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律可知 解得 反之若MN向右匀加速，则PQ不一定也向右匀加速，刚开始PQ静止，故C错误，D正确。 故选BD。 39．（23-24高二上·辽宁大连·期末）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L，区域与区域均有方向竖直向上的匀强磁场，区域磁场的磁感应强度大小为2B，区域磁场的磁感应强度大小为B。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场区域内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M的质量为、金属杆N的质量为m，两金属杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两磁场区域足够长。求： （1）M刚进入磁场时的加速度大小； （2）从M刚进入磁场到两金属杆达到稳定状态的过程中M产生的焦耳热Q； （3）从M刚进入磁场到两金属杆距离最近的过程中通过M的电荷量q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）依题意，当M进磁场时所受的安培力为 所以加速度大小 （2）稳定状态时，回路感应电流为零 且根据动量定理 解得 从M刚进入磁场到两金属杆达到稳定状态的过程中M产生的焦耳热 解得 （3）当两金属杆距离最近时，速度相等，根据动量定理可得 所以 40．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取。 （1）求棒的最大速度大小； （2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小； （3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力（未画出），并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。 【答案】（1）；（2）30m；（3）， 【解析】（1）根据题意可知，感应电动势 感应电流 棒受到的安培力大小为 棒的速度最大时，根据平衡条件得 由以上各式解得 （2）根据能量守恒有 解得 （3）根据题意可知 所以两根导体棒整体动量守恒，根据动量守恒有 棒的速度大小为 此时电路的感应电动势为 感应电流为 对棒根据牛顿第二定律有 解得 考点十 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 41．（23-24高二上·辽宁大连·期末）关于下列四幅图的说法中正确的是（    ） A．如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属 B．如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器 C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理 D．如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向转动，且和磁铁转得一样快 【答案】B 【解析】A．如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故A错误； B．如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器，故B正确； C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故C错误； D．如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转的慢，故D错误。 故选B。 42．（23-24高二上·辽宁·期末）磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径、加速电压有关 B．图乙中，比荷相同的氦核与氘核，从容器A下方的小孔飘入，经电场加速再进入匀强磁场后会打在照相底片的同一个地方 C．图丙中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用 D．图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，但涡流的磁场不会影响线圈中的电流 【答案】B 【解析】A．题图甲中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 可得，最大动能为 可知，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A项错误； B．题图乙中，带电粒子在电场中加速时有 在磁场中，则有 解得 可知，比荷相同的氦核与氘核在磁场中运动的半径相同．比荷相同的氦核与氘核，从容器下方的小孔飘入，经电场加速再进入匀强磁场后会打在照相底片的同一个地方，故B正确； C．题图丙中磁电式仪表中的铝框能起电磁阻尼的作用，指针转动时铝框中会产生感应电流，铝框受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，故C项错误； D．题图丁中探雷器中有交变电流，其产生变化的磁场，其磁场会在金属物品中感应出涡流，而涡流产生的磁场又会反过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警，故D项错误。 故选B。 43．（23-24高二上·吉林·期末）下列四幅图对应的场景中，没有用到涡流原理的是（　　） A．高压作业工人穿戴含有金属织物的衣服工作 B．高频冶炼炉 C．电磁炉加热食物 D．探测金属地雷的探雷器 【答案】A 【解析】A．工人穿戴含有金属织物的衣服工作，可以避免人触电，利用了静电屏蔽原理，故A正确； B．高频冶炼炉利用了涡流原理，故B错误； A．电磁炉通入交流电从而使电磁炉上的铁锅产生涡流对食物进行加热，故C错误； D．用来探测金属地雷的探雷器是利用涡流原理，故D错误。 故选A。 44．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）电磁炉的基本结构图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．任何材质的锅具都适合在电磁炉上使用 B．电磁炉支板处产生涡流，锅体无涡流 C．电磁炉使锅体产生涡流，支板处无涡流 D．电磁炉通上恒定电流也可以加热食物 【答案】C 【解析】A．由于铜、铝的电阻比较小，在电磁感应中不能满足需要的发热功率，故铁质锅不能换成铜、铝锅，加热效果不同，故A错误； BC．电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电器烹饪器具；使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅底(铁锅)，在锅底中产生大量的涡流，从而产生烹饪所需的热，故B错误，C正确； D．电磁炉的工作原理为通电线圈中通入交变电流，其产生的周期性变化的磁场在锅底中产生涡流，锅底发热，通入恒定电流，不会产生涡流即感应电流，无法加热食物，故D错误。 故选C。 45．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）有关磁场和电磁感应在生活中的应用，说法正确的是（    ）    A．如图1所示，地磁场如果是因为地球自转形成的，则地壳应带正电 B．如图2所示，磁电式仪表中线圈顺时针转动过程中穿过铝框的磁通量减少 C．如图3所示，真空冶炼炉，它能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属 D．如图4所示，电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差 【答案】C 【解析】A．如图1所示，地磁场如果是因为地球自转形成的，根据安培定则可判断地壳应带负电，故A错误； B．如图2所示，磁电式仪表中线圈顺时针转动过程中穿过铝框的磁通量增加，故B错误； C．如图3所示，真空冶炼炉，它能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属，故C正确； D．如图4所示，电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的不能产生涡流，故D错误。 故选C。 考点十一 互感和自感（重点） 46．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A3的亮度更亮。下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同 B．闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大 C．若断开S时，灯A1逐渐熄灭 D．若断开S时，灯A3闪亮后再逐渐熄灭 【答案】D 【解析】A．最终A2的亮度比A3的亮度更亮，由图可知A2的支路电阻小，电流大，所以变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值不相同，故A错误； B．闭合S瞬间，由于L的自感作用，L中电流小于变阻器R中电流，故B错误； C．若断开S时，灯A1会立即熄灭，因为它没有和线圈组成闭合回路，故C错误； D．闭合S，电路稳定后，A2的亮度比A3的亮度更亮，因为稳定时A2的支路电阻小，电流大，故断开S的瞬间，电流从电感支路电流逐渐减小，并且感应电流流过A3，灯A3闪亮后再逐渐熄灭，故D正确。 故选D。 47．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图电路，与是完全相同的灯泡，电阻均为，自感线圈直流电阻，则（　　） A．闭合开关后，立即亮，逐渐亮 B．闭合开关后，立即亮，逐渐亮 C．断开开关的瞬间，有电流流过，方向向左 D．断开开关的瞬间，有电流流过，方向向右 【答案】B 【解析】AB．闭合开关后，立即亮，由于线圈的自感，含的这条支路电流会慢慢增大，逐渐亮，故A错误，B正确； CD．断开开关的瞬间，由于线圈的自感，电流会慢慢减小，和都有电流流过，根据楞次定律可知，的电流向右，的电流向左，故CD错误。 故选B。 48．（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈（直流电阻不计），A、B为两只相同的灯泡，下列说法中正确的是（   ） A．在S刚闭合时，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮 B．在S刚闭合时，两灯同时亮，然后A灯熄灭，B灯亮度不变 C．S闭合一段时间后，再将S断开，A、B两灯同时熄灭 D．S闭合一段时间后，再将S断开，A灯闪亮一下熄灭，B灯立即熄灭 【答案】D 【解析】AB．闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮，故AB错误； CD．断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭，故C错误、D正确。 故选D。 49．（23-24高二上·吉林长春·期末）在物理课堂上，老师组织全班同学进行了“千人震”实验，同学们手拉手与四节电动势不足1.5V串联的干电池组、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（    ） A．人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C．断开开关时流过人的电流方向从B→A D．断开开关时线圈中的电流突然增大 【答案】C 【解析】A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故A错误； B．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生很高的瞬间电压，与一队人组成自感回路，电流通过同学们身体有触电的感觉。而此时流过人体的电流是由线圈的自感电动势提供的，电流是从流过线圈的最大值逐渐减小的，故流过人体的电流不会大于线圈的电流。故B错误； C．当断开开关时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左即从B向A，故C正确； D．断开开关时，多匝线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。 故选C。 50．（23-24高二上·辽宁大连·期末）某学习小组研究自感现象实验如图所示，电源电动势为，人两手间电阻约为，L为自感系数很大的电感线圈，当开关和都闭合稳定时，电流表、的示数分别为和；当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为。电流表为理想电表，实验前先将两开关都断开； （1）由实验数据可以测得自感线圈L的直流电阻 ； （2）先将和闭合，稳定后再突然断开有可能出现的现象是 ； A．小灯泡闪亮一下逐渐熄灭    B．电流表被烧坏 C．小灯泡被烧坏        D．电流表被烧坏 （3）保持断开，先闭合待稳定后突然打开，此时人的两只手电势较高的是 手（选填“左”或“右”），A、B间瞬时电压是否能让人体产生触电的感觉 （选填“是”或“否”）。 【答案】0.875 A A 是 【解析】（1）[1]A．当开关S1和S2都闭合稳定时，电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A，电源电动势为1.5V，人两手间电阻为100kΩ，可知流过人体的电流值几乎可以忽略不计。可知流过灯泡的电流为0.2A，根据闭合电路欧姆定律可知 当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为 解得 （2）[2]先将和闭合，稳定后通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，则再突然断开时通过线圈的电流在线圈、灯泡和电流表A2中形成新的回路，则灯泡闪亮一下逐渐熄灭；电流表A1电流变为零，不会烧坏；电流表的电流逐渐减小，则不会被烧坏；故选A。 （3）[3][4]保持S2断开，先闭合S1待稳定后突然打开S1，因电流的减小，导致感应电动势，从而阻碍电流的减小，则线圈相当于瞬间电源的作用，此时A、B两点中电势较高的点A； 当突然打开S1，经过人的电流为0.4A，而人的电阻为100kΩ，由欧姆定律，可知人体上的电压 U=IR=0.4×100kV=40kV 即A、B间瞬时电压是能让人体产生触电的感觉。 51．（22-23高二上·辽宁沈阳·期末）半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒A端相当于电源正极 B．导体棒AB两端的电压大小为 C．流过R的电流大小为 D．外力的功率为 【答案】D 【解析】A．导体棒AB旋转时切割磁感线产生感应电动势，AB相当于电源，根据右手定则可知，导体棒AB中感应电流的方向是A→B，即A端相当于电源负极，B端相当于电源正极，故A错误； B．AB棒产生的感应电动势为 导体棒AB两端的电压为路端电压，则 故B错误； C．流过R的电流大小为 故C错误； D．外力的功率大小为 故D正确。 故选D。 52．（多选）（23-24高二上·吉林·期末）如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆在宽度为的平行金属导轨上以的速度沿导轨向右匀速滑动，电阻的阻值为，其他电阻不计。金属杆始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻的电流方向为 B．通过电阻的电流为 C．M端电势高于N端电势 D．若磁感应强度为，其他条件不变，中产生的感应电动势变为 【答案】ACD 【解析】AC．金属杆切割磁感线产生感应电动势，在闭合回路中产生感应电流，MN相当于电源，根据右手定则判断知，通过MN的电流从，在电源内部电流从低电势流向高电势，所以M端电势高于N端电势，通过电阻R的电流方向为，故AC正确； B．金属杆产生的电动势为 通过电阻R的电流为 故B错误； D．若磁感应强度为0.4T，其他条件不变，则MN中产生的感应电动势变为 故D正确。 故选ACD。 53．（多选）（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图甲所示，两根水平的粗糙平行金属轨道，左端接有电阻R，处于竖直向上的匀强磁场中，一导体杆从时刻开始在水平外力F的作用下由静止开始向右运动，运动过程中闭合电路的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示，图线是一条抛物线。不计金属轨道和导体杆的电阻，导体杆的速度大小的平方随位移x的变化关系图线，外力F随时间t的变化关系图线，正确的是（    ） A．   B．   C．   D．   【答案】BD 【解析】AB．设两根水平的粗糙平行金属轨道之间的距离为，导体杆与电阻构成的闭合回路，经过时间，磁通量的变化量为 由图像是抛物线可知不变，导体杆做匀加速直线运动，由速度与位移的关系式可得 因此图像为原点的倾斜直线，故A错误，B正确； CD．感应电动势为 感应电流为 由牛顿第二定律 可知 故C错误，D正确； 故选BD。 54．（多选）（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是（　　） A．通过R1的电流方向为自下而上 B．感应电动势大小为 C．理想电压表的示数为 D．理想电流表的示数为 【答案】AD 【解析】A．根据右手定则可知，通过的电流方向为自下而上，故A正确； B．由题意可知，辐条在转动过程中，只有一个长度与半径相等的金属棒转动切割磁感线，所以产生的感应电动势为 故B错误； CD．由闭合电路欧姆定律可知，回路中总电流为 由电路并联规律可知，理想电流表的示数为 由欧姆定律可知，理想电压表的示数为 故C错误，D正确。 故选AD。 55．（23-24高二上·黑龙江·期末）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L＝0.5m，导轨平面与水平面夹角θ＝30°，N、Q两端和M、P两端分别接R＝4Ω的相同定值电阻。一根金属棒ab垂直导轨放置，棒ab的两端与导轨始终接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B＝4T的匀强磁场中，金属棒ab在平行于导轨向上、大小为F＝4N的拉力作用下，由静止沿导轨开始向上运动x＝0.6m时达到最大速度。已知金属棒ab的质量m＝0.4kg，电阻r＝2Ω，重力加速度g取，其他电阻不计，求： （1）金属棒ab的最大速度； （2）此过程中，流过M、P间定值电阻的电荷量； （3）此过程中，金属棒ab产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）金属棒ab达到最大速度时，由法拉第电磁感应定律有 由欧姆定律有 其中 根据受力平衡可得 联立解得 （2）金属棒ab从开始运动到最大速度的过程中根据 则此过程中流过M、P间定值电阻的电荷量为 （3）金属棒ab从开始运动到最大速度的过程中由能量守恒有 解得回路中总的发热量为 Q＝0．4J 则金属棒ab产生的焦耳热为 56．（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图所示，两相互平行足够长的光滑金属导轨固定在水平面上，空间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。开始两导体棒和静置于导轨上，导体棒质量、阻值，导体棒质量、阻值，两导体棒间距和轨道间距均为，轨道电阻忽略不计。现给一向右的初速度，求： （1）导体棒开始运动瞬间通过导体棒的电流大小； （2）从开始运动到两棒均稳定状态的过程中导体棒产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）导体棒开始运动瞬间切割磁感线，感应电动势 闭合回路中的感应电流 通过导体棒的电流 （2）将导体棒和看成整体，稳定后二者的速度均为，水平方向动量守恒 二者整体产生的焦耳热 导体棒产生的焦耳热 解得 57．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面夹角为，导轨间距。导体棒a、b垂直导轨放置，现用一根不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。物体c的质量为，a、b棒的质量均为电阻均为两根棒与导轨间的动摩擦因数均为现将a、b两棒和物体c同时由静止释放，在以后的运动过程中物体c始终不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求： （1）b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小和速度大小； （2）经过足够长的时间后，b棒的加速度大小； （3）b棒在开始运动之前，如果已知通过b棒的电荷量为1.5C，求在b棒开始运动时，a棒已经向下运动的时间和此过程中总共产生的焦耳热（用分数表示）。 【答案】（1），；（2）；（3）， 【解析】（1）对b棒分析，刚释放时 对a棒 静止释放后，a、b棒受力分析，如图所示 a棒开始加速下滑，b棒开始受向下安培力和沿导轨向上的静摩擦力。 当b棒刚要开始运动时，有 设此时a棒的速度为v，加速度为a，有 ， 联立可解得 ， （2）最终a棒、b棒、c物体三者均以相同的加速度运动，a、b两棒保持不变的速度差，整个系统达到平衡，设最终b棒的加速度为，对a、b棒整体 对物体c 解得 （3）设b棒开始运动之前，a棒运动的时间为t，a棒沿着斜面下滑的距离为x，对a棒，由动量定理 即 解得 对a棒，由动能定理 又 得 此过程总焦耳热为 58．（23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末）如图甲所示，间距为的长直平行导轨固定在水平面上，虚线与导轨垂直，在其右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量均为的金属棒P、Q垂直放在导轨上，P、Q与导轨间的动摩擦因数均为，P棒到存在一段距离，时刻起，P棒始终受到一方向水平向右、大小为的恒定拉力作用，其运动的图像如图乙所示，其中到的图像为直线。已知P、Q棒接入电路的总电阻为，运动过程中两棒未发生碰撞，不计导轨的电阻，重力加速度取。求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数大小； （2）P棒刚进入磁场时的加速度大小； 【答案】（1）0.2；（2） 【解析】（1）对导体棒受力分析，水平方向上有 从图像可以读出，0~3s的倾斜直线的斜率即为加速度大小，即 联立可得 （2）刚进入磁场的导体棒受到运动方向的F，滑动摩擦力和导体棒所受安培力，此时有 其中 联立可得 即加速度大小为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 电磁感应 考点一 楞次定律的应用 1．（23-24高二上·辽宁朝阳·期末）如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A．环中将产生俯视顺时针的感应电流 B．环对桌面的压力将减小 C．环有面积减小的趋势 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 2．（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图所示，将甲、乙、丙三个线圈在薄强磁铁的正上方相同高度H处由静止释放，各线圈下落过程中不翻转，甲是闭合的铝线圈，乙是有缺口的铝线圈，丙是闭合的塑料线圈，忽略空气阻力。关于落地时间正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（23-24高二上·吉林长春·期末）两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（　　） A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点 B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点 C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点 D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点 4．（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有两个大小不等的圆环M、N连接而成的导线框，分别处于左右两个磁场B1、B2中。减小右侧磁场B2过程中，关于M环中感应电流的方向和M环的形变趋势的说法中正确的是（　　） A．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势 B．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势 C．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势 D．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势 5．（23-24高二上·吉林长春·期末）如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响，让检测线圈（位于水平面内）从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是（   ） A．感应电流的方向先顺时针后逆时针，然后再顺时针 B．感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针 C．检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D．检测线圈所受安培力的方向一直向南 考点二 实验探究影响感应电流方向的因素 6．（23-24高二上·吉林·期末）刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片 （填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁 （填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 （填“相同”或“相反”）。 7．（23-24高二上·辽宁阜新·期末）如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置： （1）用笔画线代替导线将实验电路补充完整 （2）某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转 。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度 （选填“更大”或“更小”或“不变”）。 （3）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。 8．（22-23高二上·吉林白城·期末）（1）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 ①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速抽出B线圈中，电流计指针将 偏转。（填“向左”“向右”或“不”） ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是 。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间 （2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下”）；图（4）中的条形磁铁下端为 极（填“N”、“S”）。 考点三 法拉第电磁感应定律的表述和表达式 9．（23-24高二上·吉林·期末）如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在竖直放置的长玻璃管上。将强磁铁从离玻璃管上端高为h处由静止释放，磁铁在玻璃管内下落并穿过线圈。如图乙所示是实验中观察到的线圈中电流随时间变化的图像，则（    ） A．t1~t3过程中线圈对磁铁作用力方向先向上后向下 B．磁铁上下翻转后重复实验，电流方向先负向后正向 C．线圈匝数加倍后重复实验，电流峰值将加倍 D．h加倍后重复实验，电流峰值将加倍 10．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）关于下列磁场和电磁感应的认识，说法正确的是（    ） A．法拉第发现了电磁感应现象，得出了感应电动势计算公式 B．穿过线圈的磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大 C．电荷在磁场中运动时一定受洛伦兹力 D．根据公式可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零 11．（多选）（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）浮桶式灯塔模型如图甲，其由带空腔的磁体和一个连着灯泡的线圈组成，磁体在空腔产生的磁场如图乙所示，磁体通过支柱把磁体固定在暗礁上，线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，则（　　） A．当海面平静时，灯泡不发光 B．当海水水平匀速流动时，灯泡稳定发光 C．海水上下振荡幅度越大，灯泡越亮 D．海水上下振荡速度越快，灯泡越亮 12．（多选）（22-23高二上·黑龙江大庆·期末）市场上某款“自发电”门铃的原理如图所示，当按下门铃按钮时，夹着永磁铁的铁块向下移动改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场发生改变。松开门铃按钮时，弹簧可使之复位。由此可判断（　　） A．未按下按钮时，线圈a、b两点间没有电势差 B．按下按钮过程中，线圈中的磁通量一直在减小 C．按钮复位过程中，线圈a、b两点间没有电势差 D．按键复位过程中，弹簧的弹性势能有一部分转化为电能 考点四 由B-t图象计算感生电动势 13．（多选）（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，则在的时间内与的时间内（　　） A．金属圆环中感应电流的方向相反 B．金属圆环中感应电流大小之比为 C．通过金属圆环中某一截面电荷量之比为 D．金属圆环中产生的焦耳热之比为 14．（多选）（23-24高二上·辽宁大连·期末）在如图（a）所示的电路中，电阻，圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻也为R，电容器的电容为C，半径为的圆形区域内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（b）所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计。时闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（    ） A．电容器下极板带正电 B．时刻电容器所带的电荷量为 C．线圈中产生的感应电动势的大小为 D．稳定后线圈两端的电压为 15．（多选）（23-24高二上·吉林·期末）如图甲所示，单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5Ω，边长L=20cm，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．线框中的感应电流沿逆时针方向，大小为0.24A B．0~2s内通过ab边横截面的电荷量为 C．3s时ab边所受安培力的大小为 D．0~4s内线框中产生的焦耳热为 16．（多选）（23-24高二上·吉林松原·期末）如图甲所示，电阻r=25Ω、匝数n=200匝的线圈两端A、B与电阻R相连，R=75Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（    ） A．通过R的电流方向为由B通过R到A B．线圈两端的电压为100V C．R的电功率为75W D．0．1s时间内通过电阻R的电荷量为0.1C 17．（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）截面积，市数匝的线圈，处在如图甲所示的磁场中，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，规定向里为正方向。电路中，线圈电阻不计。 （1）闭合稳定后，求通过的电流大小和方向； （2）闭合一段时间后再断开，求断开后通过的电荷量。 考点五 导体棒转动切割磁感线产生的动生电动势 18．（23-24高二上·吉林·期末）法拉第发明了世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，原理图如图所示。半径为的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（　　） A．由到， B．由到， C．由到， D．由到， 19．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图甲所示，金属导轨abc和deO水平放置，bc段是以O为圆心的圆弧。ad之间连接电阻为R的灯泡，abed构成边长为l的正方形，。t＝0时刻，导体棒绕O沿圆弧由b向c匀速转动，角速度为，转动时间为。已知在扇形Obc区域内分布着方向垂直纸面向外、大小恒为的匀强磁场；abed区域内匀强磁场B随时间变化如图乙所示，其方向垂直纸面向里。不计其它的电阻。下列说法正确的是（　　） A．在时间内灯泡中电流方向由a→d B．在时间内灯泡两端电压为 C．在时间内abed区域中的磁通量均匀减小 D．若时间内灯泡中无电流，则图乙中B的变化率为 20．（23-24高二上·黑龙江·期末）1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．回路中的电流方向为a→b B．C、D两端的电势差为 C．定值电阻的功率为 D．圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 21．（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）2023年12月18日，甘肃积石山县发生6.2级地震时，某军区直升机在灾区上空悬停进行搜救侦查。其长度为L的螺旋桨叶片在水平面内逆时针以角速度为匀速转动（俯视），叶片的近轴端为P，远轴端为Q。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（    ） A．，P端电势高于Q端 B．，P端电势低于Q端 C．，P端电势高于Q端 D．，P端电势低于Q端 考点六 电磁感应中的图像问题（高频） 22．（23-24高二上·辽宁大连·期末）如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（　　） A．  B．  C．  D．  23．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图所示，在直角坐标系的第一象限中，有一等腰直角，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，点在轴上，点在轴上，各点间距离。边长也为的正方形导线框的边在轴上，时刻，该导线框恰好位于图中所示位置（边与轴重合），此后导线框在外力的作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。若规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则导线框通过磁场区域的过程中，导线框中的感应电流、外力沿轴方向的分量随导线框的位移变化的图像（图中曲线均为抛物线的一部分）中正确的是（　　） A．B．C．D． 24．（多选）（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，水平桌面上有一个半径为的导线框，虚线右侧存在垂直于桌面向下的匀强磁场。导线框在外力的作用下沿垂直方向匀速进入磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的为正，外力向右为正，则以下关于线框中的感应电流i、外力、电功率随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 25．（多选）（22-23高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用、分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列图像可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化规律的是（　　） A．B．C．D． 考点七 线框进出磁场的相关计算 26．（23-24高二上·吉林长春·期末）如图所示，以速度和匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况下（　　） A．线圈中的感应电动势之比 B．线圈中的感应电流之比 C．线圈中产生的焦耳热之比 D．通过线圈某截面的电荷量之比 27．（多选）（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，两水平虚线之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，边长为a的正方形导体框由磁场上方a处静止释放，导体框的上、下边始终保持与磁场的边界平行，当导体框的下边与磁场的上边界重合时导体框开始匀速运动．已知磁场的磁感应强度大小为B，磁场的宽度为，导体框的质量为m、电阻值为R，重力加速度为g，忽略一切阻力．则下列说法正确的是（    ） A．导体框进入磁场过程中导体框中产生的焦耳热为 B．导体框进入磁场过程中，通过导体框某一横截面的电荷量均为 C．导体框下边出磁场时的速度为 D．导体框出磁场的过程中做加速运动 28．（多选）（23-24高二上·吉林长春·期末）如图所示，平行虚线M、N间，N、P间有垂直于光滑水平面、方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，每个磁场的宽度均为L。边长为L、质量为m、电阻为R的粗细均匀的单匝金属线框静止在水平面上，边离虚线M的距离也为L，用水平拉力F（大小未知）作用在金属线框上，使金属线框在水平面上向右做初速度为零的匀加速直线运动，线框运动过程中边始终与M平行，边刚进磁场的一瞬间，受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（　　） A．线框运动的加速度大小为 B．线框穿过虚线N的过程中，通过线框导线横截面的电量为0 C．线框进左边磁场过程中安培力的冲量小于出右边磁场过程中安培力的冲量 D．线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为 29．（23-24高二上·辽宁丹东·期末）在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为分别为，的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L=1m，一个质量为1kg、电阻为、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑至JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度做匀速直线运动。g=10m/s²，求： （1）线框刚开始下滑时ab边距GH的距离x； （2）线框ab边刚越过JP时的加速度大小； （3）从ab开始进入GH到下滑至MN与JP的中间位置的过程中，线框产生的热量（结果保留到整数）。 30．（23-24高二上·吉林·期末）如图所示，倾角为、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有一系列间距均为的水平虚线（图中仅画出部分），虚线1、2间存在垂直斜面向下的匀强磁场（包括虚线），从虚线2向下每间隔在两虚线间存在垂直斜面向下的与虚线1、2间相同的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻值为、边长为的正方形线框从虚线1上方某位置由静止释放，边始终与虚线平行，当线框的边刚好到达虚线1时，线框的加速度大小为，方向沿斜面向下，重力加速度取。整个过程中线框始终没有发生转动。求： （1）从释放线框到线框的边刚好到达虚线1时的速度； （2）线框的最大速度； （3）若从边刚好到达虚线1到线框的速度达到最大，所用的时间为，则此过程中线框中产生的焦耳热为多少？ 考点八 单杆＋导轨（重点） 31．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，电阻不计的两条足够长的光滑平行金属导轨放置在同一水平面内，导轨间距为，与导轨连接的定值电阻，质量为、垂直于导轨放置的金属棒接入电路中的电阻为，整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。某时刻，金属棒在与导轨平行的外力作用下以恒定加速度由静止开始向右匀加速运动，初始，则 （1）金属棒的加速度？ （2）时，外力的大小 （3）内，通过导体棒的电荷量为？ 32．（23-24高二上·辽宁抚顺·期末）固定在水平桌面上的水平粗糙导轨处于垂直桌面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T，导轨间距L=1m。左侧接有定值电阻R=2Ω。如图甲所示（俯视图），一质量m=2kg、阻值r=2Ω的金属棒在水平拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v-x图像如图乙所示。若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，则金属棒在从起点出发到发生x=1m位移的过程中，取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）金属棒克服安培力做的功W1； （2）拉力F做的功W； （3）整个过程系统产生的总热量Q。 33．（23-24高二上·吉林长春·期末）如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面间的夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，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。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，经历时间t滑至最高点，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力，当地重力加速度为g，题目中给定的物理量均为已知量，试求： （1）金属杆ab刚开始运动时的加速度a的大小； （2）金属杆ab能上升的最大高度h。 34．（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）如图所示，倾角为α的绝缘斜面体固定在水平面上，顶端放有一“U”形导体框HEFG，导体框质量为2m，电阻忽略不计，EH、FG两边足够长。导体框的EF边长为L，与斜面底边平行。导体框与斜面间的动摩擦因数为μ = tanα。质量为m、电阻为R的光滑金属棒CD的两端置于导体框上，构成矩形回路。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。t = 0时刻金属棒与导体框均以初速度v0沿斜面向下运动；t = t0时刻后金属棒开始匀速运动，此时导体框仍沿斜面向下运动。金属棒与导体框始终接触良好且平行于EF边，重力加速度为g。 （1）求在0 < t < t0时间内同一时刻金属棒与导体框的加速度大小之比； （2）t = t0时刻金属棒CD的速度为多大； （3）从t = 0到t = t0时间内，导体框沿斜面下滑了距离x0，求此段时间内金属棒CD克服安培力做的功。 35．（23-24高二上·辽宁·期末）如图甲所示，两根完全相同的平行长直导轨固定，长直导轨构成的平面与水平面的夹角θ=30°，导轨上端、下端分别连接电阻、，在导轨所在斜面的矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻在导轨斜面上上方x=2.25m处由静止释放金属棒ab，金属棒恰好匀速通过整个磁场区域。已知导轨间距L=1.0m，磁场上边界与下边界间的距离d=4.5m，金属棒与导轨接触的两点间的电阻r=4Ω，，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数，取重力加速度大小，不计空气阻力，金属棒到达磁场下边界前电路中一直有感应电流。求： （1）金属棒的质量m； （2）时间内通过电阻的电荷量； （3）从金属棒被释放到金属棒到达磁场下边界的过程中，电阻产生的焦耳热Q。 36．（23-24高二上·辽宁大连·期末）如图甲，MN与PQ为间距的平行导轨，导轨的上部分水平长度，下部分足够长且处于倾角的绝缘斜面上，水平导轨的左端接一阻值的电阻，水平部分处于竖直向上的、磁感应强度随时间t按图乙所示规律变化的匀强磁场中，倾斜部分处于垂直导轨平面向上的、磁感应强度的匀强磁场中。在时将一质量、电阻的金属棒静止放在倾斜导轨部分的上端，金属棒恰好静止，已知金属棒与两导轨间的动摩擦因数处处相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在时给金属棒一个沿斜面向下的拉力F使金属棒从静止开始匀加速度运动，拉力F的大小与金属棒运动的速度大小的关系式为，其中k为定值，金属棒在运动过程中与两导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导轨的电阻，重力加速度g取，，求： （1），电阻R中电流大小及方向； （2）金属棒与导轨间的动摩擦因数； （3）k的值为多大； （4）到时间内流过电阻R截面的电量。 考点九 双杆＋导轨（难点） 37．（多选）（23-24高二上·吉林长春·期末）如图，足够长的光滑平行金属导轨（电阻不计）水平放置，左右两侧导轨的间距分别为l、2l，导轨间存在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场。把一根质地均匀的导体棒分成质量分别为m、2m两段a、b，均垂直导轨放置，回路总电阻保持不变。a、b两棒分别以、的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持接触良好，a总在窄轨上运动，b总在宽轨上运动，从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是（　　） A．在此过程中，a棒上产生的焦耳热是b棒的一半 B．a棒的加速度始终等于b棒的加速度的一半 C．在此过程中产生总的焦耳热为 D．稳定时a棒的速度大小为 38．（多选）（23-24高二上·辽宁丹东·期末）如图，电阻不计足够长的金属导轨水平平行放置，处于方向竖直向下的匀强磁场中。与导轨等宽的导体棒MN和PQ垂直于导轨放置，MN质量为m，PQ质量为2m，导体棒电阻不同，它们与导轨间的动摩擦因数均为μ。现对MN施加一水平恒力F作用，则下列说法正确的是（　　） A．只要F大于，时间足够长，PQ一定会向右运动 B．只要F大于，时间足够长，PQ一定会向右运动 C．若MN向右匀加速，则PQ一定也向右匀加速但两者加速度不相同 D．若PQ向右匀加速，则MN一定也向右匀加速，且两者加速度相同 39．（23-24高二上·辽宁大连·期末）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L，区域与区域均有方向竖直向上的匀强磁场，区域磁场的磁感应强度大小为2B，区域磁场的磁感应强度大小为B。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场区域内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M的质量为、金属杆N的质量为m，两金属杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两磁场区域足够长。求： （1）M刚进入磁场时的加速度大小； （2）从M刚进入磁场到两金属杆达到稳定状态的过程中M产生的焦耳热Q； （3）从M刚进入磁场到两金属杆距离最近的过程中通过M的电荷量q。 40．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取。 （1）求棒的最大速度大小； （2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小； （3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力（未画出），并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。 考点十 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 41．（23-24高二上·辽宁大连·期末）关于下列四幅图的说法中正确的是（    ） A．如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属 B．如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器 C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理 D．如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向转动，且和磁铁转得一样快 42．（23-24高二上·辽宁·期末）磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径、加速电压有关 B．图乙中，比荷相同的氦核与氘核，从容器A下方的小孔飘入，经电场加速再进入匀强磁场后会打在照相底片的同一个地方 C．图丙中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用 D．图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，但涡流的磁场不会影响线圈中的电流 43．（23-24高二上·吉林·期末）下列四幅图对应的场景中，没有用到涡流原理的是（　　） A．高压作业工人穿戴含有金属织物的衣服工作 B．高频冶炼炉 C．电磁炉加热食物 D．探测金属地雷的探雷器 44．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）电磁炉的基本结构图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．任何材质的锅具都适合在电磁炉上使用 B．电磁炉支板处产生涡流，锅体无涡流 C．电磁炉使锅体产生涡流，支板处无涡流 D．电磁炉通上恒定电流也可以加热食物 45．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）有关磁场和电磁感应在生活中的应用，说法正确的是（    ）    A．如图1所示，地磁场如果是因为地球自转形成的，则地壳应带正电 B．如图2所示，磁电式仪表中线圈顺时针转动过程中穿过铝框的磁通量减少 C．如图3所示，真空冶炼炉，它能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属 D．如图4所示，电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差 考点十一 互感和自感（重点） 46．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A3的亮度更亮。下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同 B．闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大 C．若断开S时，灯A1逐渐熄灭 D．若断开S时，灯A3闪亮后再逐渐熄灭 47．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图电路，与是完全相同的灯泡，电阻均为，自感线圈直流电阻，则（　　） A．闭合开关后，立即亮，逐渐亮 B．闭合开关后，立即亮，逐渐亮 C．断开开关的瞬间，有电流流过，方向向左 D．断开开关的瞬间，有电流流过，方向向右 48．（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈（直流电阻不计），A、B为两只相同的灯泡，下列说法中正确的是（   ） A．在S刚闭合时，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮 B．在S刚闭合时，两灯同时亮，然后A灯熄灭，B灯亮度不变 C．S闭合一段时间后，再将S断开，A、B两灯同时熄灭 D．S闭合一段时间后，再将S断开，A灯闪亮一下熄灭，B灯立即熄灭 49．（23-24高二上·吉林长春·期末）在物理课堂上，老师组织全班同学进行了“千人震”实验，同学们手拉手与四节电动势不足1.5V串联的干电池组、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（    ） A．人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C．断开开关时流过人的电流方向从B→A D．断开开关时线圈中的电流突然增大 50．（23-24高二上·辽宁大连·期末）某学习小组研究自感现象实验如图所示，电源电动势为，人两手间电阻约为，L为自感系数很大的电感线圈，当开关和都闭合稳定时，电流表、的示数分别为和；当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为。电流表为理想电表，实验前先将两开关都断开； （1）由实验数据可以测得自感线圈L的直流电阻 ； （2）先将和闭合，稳定后再突然断开有可能出现的现象是 ； A．小灯泡闪亮一下逐渐熄灭    B．电流表被烧坏 C．小灯泡被烧坏        D．电流表被烧坏 （3）保持断开，先闭合待稳定后突然打开，此时人的两只手电势较高的是 手（选填“左”或“右”），A、B间瞬时电压是否能让人体产生触电的感觉 （选填“是”或“否”）。 51．（22-23高二上·辽宁沈阳·期末）半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒A端相当于电源正极 B．导体棒AB两端的电压大小为 C．流过R的电流大小为 D．外力的功率为 52．（多选）（23-24高二上·吉林·期末）如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆在宽度为的平行金属导轨上以的速度沿导轨向右匀速滑动，电阻的阻值为，其他电阻不计。金属杆始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻的电流方向为 B．通过电阻的电流为 C．M端电势高于N端电势 D．若磁感应强度为，其他条件不变，中产生的感应电动势变为 53．（多选）（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图甲所示，两根水平的粗糙平行金属轨道，左端接有电阻R，处于竖直向上的匀强磁场中，一导体杆从时刻开始在水平外力F的作用下由静止开始向右运动，运动过程中闭合电路的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示，图线是一条抛物线。不计金属轨道和导体杆的电阻，导体杆的速度大小的平方随位移x的变化关系图线，外力F随时间t的变化关系图线，正确的是（    ） A．   B．   C．   D．   54．（多选）（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是（　　） A．通过R1的电流方向为自下而上 B．感应电动势大小为 C．理想电压表的示数为 D．理想电流表的示数为 55．（23-24高二上·黑龙江·期末）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L＝0.5m，导轨平面与水平面夹角θ＝30°，N、Q两端和M、P两端分别接R＝4Ω的相同定值电阻。一根金属棒ab垂直导轨放置，棒ab的两端与导轨始终接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B＝4T的匀强磁场中，金属棒ab在平行于导轨向上、大小为F＝4N的拉力作用下，由静止沿导轨开始向上运动x＝0.6m时达到最大速度。已知金属棒ab的质量m＝0.4kg，电阻r＝2Ω，重力加速度g取，其他电阻不计，求： （1）金属棒ab的最大速度； （2）此过程中，流过M、P间定值电阻的电荷量； （3）此过程中，金属棒ab产生的焦耳热。 56．（23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末）如图所示，两相互平行足够长的光滑金属导轨固定在水平面上，空间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。开始两导体棒和静置于导轨上，导体棒质量、阻值，导体棒质量、阻值，两导体棒间距和轨道间距均为，轨道电阻忽略不计。现给一向右的初速度，求： （1）导体棒开始运动瞬间通过导体棒的电流大小； （2）从开始运动到两棒均稳定状态的过程中导体棒产生的焦耳热。 57．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面夹角为，导轨间距。导体棒a、b垂直导轨放置，现用一根不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。物体c的质量为，a、b棒的质量均为电阻均为两根棒与导轨间的动摩擦因数均为现将a、b两棒和物体c同时由静止释放，在以后的运动过程中物体c始终不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求： （1）b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小和速度大小； （2）经过足够长的时间后，b棒的加速度大小； （3）b棒在开始运动之前，如果已知通过b棒的电荷量为1.5C，求在b棒开始运动时，a棒已经向下运动的时间和此过程中总共产生的焦耳热（用分数表示）。 58．（23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末）如图甲所示，间距为的长直平行导轨固定在水平面上，虚线与导轨垂直，在其右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量均为的金属棒P、Q垂直放在导轨上，P、Q与导轨间的动摩擦因数均为，P棒到存在一段距离，时刻起，P棒始终受到一方向水平向右、大小为的恒定拉力作用，其运动的图像如图乙所示，其中到的图像为直线。已知P、Q棒接入电路的总电阻为，运动过程中两棒未发生碰撞，不计导轨的电阻，重力加速度取。求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数大小； （2）P棒刚进入磁场时的加速度大小； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$