专题02 电磁感应（四川专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期中真题分类汇编

专题02 电磁感应 电磁感应现象 一、单选题 1．(22-23高二下·四川峨眉第二中学校·期中)在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述中不符合物理学史的是（　　） A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系 B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C．库仑最早通过扭秤实验精确测出了带电体之间的相互作用力 D．楞次经过长达十年的实验探索，发现了电磁感应现象 【答案】D 【来源】四川省峨眉第二中学校2022-2023学年高二下学期半期考试物理试题 【详解】A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A正确，不符合题意； B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，解释了磁化现象，故B正确，不符合题意； C．库仑最早通过扭称实验精确测出了带电体之间的相互作用力，即库仑定律，故C正确，不符合题意； D．法拉第经过长达十年的实验探索，发现了电磁感应现象，故D错误，符合题意。 故选D。 2．(22-23高二下·四川南充高级中学·期中)关于电磁感应，下列叙述正确的是（    ） A．电磁炉、电吹风、变压器、金属探测仪都是利用电磁感应原理制成的 B．只要穿过导体回路内的磁通量发生变化，就一定会产生感应电流 C．穿过回路的磁通量越大时，产生的感应电动势也一定越大 D．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现 【答案】D 【来源】四川省南充高级中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题 【详解】A．电磁炉、变压器、金属探测仪都是利用电磁感应原理制成的，电吹风是利用通电导体在磁场中受到力的作用和电流的热效应制成的，故A错误； B．产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化；或者闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量越大，感应电动势不一定越大，故C错误； D．楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能，所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程，故D正确。 故选D。 3．(23-24高二下·四川眉山东坡区二校·期中)一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中，下面几种情况，线圈中有产生感应电流的是（　　） A．线圈沿磁场方向上下运动，如图（a）所示 B．线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，如图（b）所示 C．线圈绕垂直于磁场的转动轴转动，如图（c）所示 D．线圈绕平行于磁场的转动轴转动，如图（d）所示 【答案】C 【来源】四川省眉山市东坡区二校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】A．线圈沿磁场方向上下运动，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，A错误； B．线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，B错误； C．线圈绕垂直于磁场的转动轴转动，线圈的磁通量不断变化，会产生感应电流，C正确； D．线圈绕平行于磁场的转动轴转动，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，D错误。 故选C。 二、多选题 4．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，在匀强磁场中，闭合等腰直角三角形线圈垂直磁场方向放置，下列情况中，线圈内一定能产生感应电流的是（　　） A．线圈在磁场中加速向上平移 B．磁场磁感应强度均匀减小 C．线圈以为轴匀速转动 D．磁场磁感应强度增大同时将线圈移出磁场的过程中 【答案】BC 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．线圈在磁场中加速向上平移时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项A错误； B．磁场磁感应强度均匀减小时，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中会产生感应电流，选项B正确； C．线圈以为轴匀速转动，则穿过线圈的磁通量不断变化，则线圈中会产生感应电流，选项C正确； D．磁场磁感应强度增大同时将线圈移出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量可能不变，线圈中不一定会产生感应电流，选项D错误。 故选BC。 三、实验题 5．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)安宁河联盟校某物理实验小组探究“影响感应电流方向的因素”。 （1）如图甲所示，小组成员用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转；从负接线柱流入，指针将向左偏转。 （2）如图乙所示，将条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，感应电流产生的磁场方向 （选填“向上”或“向下”），电流计指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。 （3）如图丙所示，将条形磁铁插入螺线管的过程中，电流计指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。 【答案】 向下 向左 向左 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】（2）[1][2] 将条形磁铁的N极从螺线管拔出时，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下,螺线管中感应电流沿顺时针（俯视）方向，即电流由“-”接线柱流入灵敏电流计，则指针向左偏转。 （3）[3] 将条形磁铁的S极插入螺线管的过程中，磁通量增大，由楞次定律可知，螺线管中感应电流沿顺时针（俯视）方向，即电流由“-”接线柱流入灵敏电流计，则指针向左偏转。 6．(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素的实验中，分别进行以下探究。 (1)图a中，将条形磁铁从图示位置先向上，后向下移动一小段距离，出现的现象是______。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 (2)通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 （选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 (3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 （选填“左”或“右”）端。若开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针 。（选填“不偏转”或“向左偏转”或“向右偏转”） 【答案】(1)B (2)向上 (3) 左 向右偏转 【来源】四川省凉山州西昌市2023-2024学年高二下学期期中检测物理试题 【详解】（1）条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选B。 （2）当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。 （3）[1]闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。 [2]开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转。 7．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)某同学用以下实验装置探究电磁感应现象中的感应电流，G为灵敏电流计（已知电流从“＋”接线柱流入，指针向右偏转；电流从“-”接线柱流入，指针向左偏转）。 (1)如图甲，当导体棒ab水平向右运动时，该同学观察到灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 (2)如图乙，闭合开关S的瞬间，该同学观察到灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 (3)如图乙，闭合开关S，电路稳定后，快速移动滑动变阻器的滑片与缓慢移动滑动变阻器的滑片相比，观察到灵敏电流计的指针偏角更 （填“大”或“小”）。 【答案】(1)向左偏转 (2)向左偏转 (3)大 【来源】四川省成都市蓉城名校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】（1）由右手定则可知，当导体棒水平向右运动时，感应电流方向为，电流从“-”接线柱流入，指针向左偏转。 （2）闭合开关S的瞬间，穿过右侧线圈的磁通量增大，感应电流的磁场与左侧线圈中电流产生的磁场方向相反，由右手螺旋定则可知，感应电流从灵敏电流计的“-”接线柱流入，故指针向左偏转。 （3）闭合开关S，电路稳定后，快速移动滑动变阻器的滑片，左侧线圈中电流变化得更快，电流产生的磁场也变化得更快，右侧线圈中的磁通量也变化得更快，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势更大，感应电流也更大，所以灵敏电流计的指针偏角更大。 8．(23-24高二下·四川成都第七中学·月考)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补接完整 。 (2)用此装置研究感应电流方向时：将原线圈A插入副线圈B后，如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针 （填“向左偏”、“向右偏”或“不偏”） (3)在闭合电键时，将原线圈A向下插入B中，线圈B对线圈A的作用力为 （填引力或斥力），线圈B对线圈A做 功（填正或负），实现了能量的转化。 【答案】(1) (2)向左偏 (3) 斥力 负 【来源】四川省成都市第七中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题 【详解】（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成闭合电路，灵敏电流计与线圈B组成另一个闭合电路，实物电路图如图所示 （2）如果在闭合电键时，穿过线圈B的磁通量增大，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈B的磁通量增大时灵敏电流计指针向右偏转。那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，滑动变阻器的阻值调大，流过线圈A的电流减小，线圈A中电流产生的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏转。 （3）[1] [2] 在闭合电键时，将原线圈A向下插入B中，依据来拒去留原则，线圈B对线圈A的作用力为斥力。线圈B对线圈A的作用力方向与线圈A的方向相反，线圈B对线圈A做负功。 感应电流方向的判断 一、单选题 1．(23-24高二下·四川内江第二中学·期中)矩形导线框ABCD竖直放置，当垂直线框平面向外的磁场的磁感应强度逐渐变大时（　　） A．线框中无感应电流 B．线框中有感应电流，方向为D→C→B→A→D C．线框中有感应电流，方向为D→A→B→C→D D．无法确定线框中有无感应电流 【答案】C 【来源】四川省内江市第二中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】由楞次定律可知，磁通量增加，线框中感应电流阻碍磁通量增加，由安培定则可知感应电流方向为D→A→B→C→D。 故选C。 2．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)对楞次定律内容中“阻碍”的含义理解正确的是（　　） A．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反 B．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同 C．感应电流形成的磁场会阻止引起感应电流的磁通量的变化 D．当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同 【答案】D 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】感应电流形成的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同，选项ABC错误，D正确。 故选D。 3．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一圆形导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。则在时间内，下列判断正确的是（　　） A．线框R整体所受安培力方向始终向左 B．线框R中感应电流在时改变方向 C．线框R的面积始终有扩张的趋势 D．线框R中感应电流的方向始终沿顺时针方向 【答案】D 【来源】四川省成都市第七中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】ACD．因为通电导线的磁感应强度大小正比于电流大小，故线框R中的磁感应强度与时间变化的关系与导线PQ中电流变化类似。 在时间内，导线PQ中电流从Q到P，电流逐渐减小，根据右手螺旋定则，此时导线在线框R处产生的磁场垂直向里，且磁场强度逐渐减小，根据楞次定律，线圈R感应电流产生的磁场方向也垂直向里（减同），且线圈R有扩张和向左运动的趋势，即线圈R整体所受安培力方向向左，根据右手螺旋定则，线圈R中的电流方向为顺时针方向； 在时间内，导线PQ中电流从P到Q，电流逐渐增大，根据右手螺旋定则，此时导线在线框R处产生的磁场垂直向外，且磁场强度逐渐增大，根据楞次定律，线圈R感应电流产生的磁场方向为垂直向里（增反），且线圈R有紧缩和向右运动的趋势，即线圈R整体所受安培力方向向右，根据右手螺旋定则，线圈R中的电流方向为顺时针方向，故AC错误，D正确； B．综合上述分析，在时间内，线圈R中感应电流的方向始终沿顺时针方向，在时没有改变方向，故B错误。 故选D。 4．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流，矩形线框位于直导线下侧，与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流始终为顺时针方向 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 【答案】B 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．直导线下方的磁场垂直纸面向里，距离直导线越远磁场越弱，可知线圈下落过程中穿过线框的磁通量逐渐减小，选项A错误； B．穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线框中感应电流始终为顺时针方向，选项B正确； C．根据楞次定律“来拒去留”可知，线框所受安培力的合力竖直向上，选项C错误； D．线框下落过程中，受安培力方向竖直向上，则安培力做负功，则线圈的机械能不断减小，选项D错误。 故选B。 5．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流正方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，则（    ） A．时刻，穿过线圈P的磁通量最大，但感应电流为零 B．时刻，线圈P中感应电流为0，等于G C．时间内，螺线管对线圈是吸引力，且一直增大 D．时间内，穿过线圈P的磁通量变小，且线圈P有扩张的趋势 【答案】A 【来源】四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．由图乙可知，t1时刻螺线管Q中电流为最大，电流的变化率为零，则t1时刻穿过线圈P磁通量最大，磁通量的变化率为零，P中感应电流为零，故A正确； B．由图乙可知，t2时刻螺线管Q中电流的变化率为最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，P中有感应电流，螺线管Q中电流为0，P不受到磁场力的作用，故等于G，故B错误； C．由图乙可知，t2时刻，螺线管Q中电流为0，电流的变化率最大，P中感应电流最大，二者之间没有安培力，t3时刻，螺线管Q中电流的变化率为0，P中无感应电流，二者之间没有安培力。t2~t3时间内通过Q的电流在变大，穿过P的磁通量在变大，两者相互排斥，则t2~t3时间内螺线管对线圈的是排斥力，且先增大后减小，故C错误； D．由图乙可知，t2~t3时间内，螺线管Q中电流增大，则穿过线圈磁通量增大，根据增缩减扩原理可知，线圈有收缩的趋势，故D错误。 故选A。 6．(23-24高二下·四川南充高级中学·月考)如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P、Q将相互远离 B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力 C．磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g D．磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量 【答案】D 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题 【详解】A．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增大，则由“增缩减扩”可得，P、Q将相互靠近，故A错误； BC．由于穿过回路的磁通量增大，则由“来拒去留”可得，竖直方向磁铁受到向上的力，由于力的作用是相互的，则P、Q棒受到向下的力，则磁铁下落的加速度肯定小于重力加速度，P、Q对导轨M、N的压力大于自身重力，故BC错误； D．由能量守恒可得，磁铁减小的重力势能等于磁铁增加的动能、导体棒增加的动能以及产生的焦耳热之和，则磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量，故D正确。 故选D。 7．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　） A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下，速度越来越小最终可以使轿厢停在图示位置 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 【答案】D 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】AB．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故AB错误； C．电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下速度逐渐减小，加速度也在减小，等到加速度减为零开始匀速下降，不能阻止磁铁的运动，故轿厢最终不能停在图示位置，故C错误； D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 故选D。 8．(22-23高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，从右向左看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是（　　）    A．逆时针，扩张趋势 B．逆时针，收缩趋势 C．顺时针，扩张趋势 D．顺时针，收缩趋势 【答案】A 【来源】四川省遂宁市射洪中学校2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】由图可知，圆环由A位置水平向右移到B位置的过程中，穿过圆环向右的磁感线条数变少，故说明磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环中感应电流产生的磁场方向向右，再根据安培定则知圆环中感应电流方向是逆时针绕向（从右向左看），根据楞次定律推论“增缩减扩”可知圆环有扩张趋势。 故选A。 二、多选题 9．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图，一条形磁铁竖直固定在水平地面上，在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面，桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方，在位置2时，条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中（　　） A．线圈产生的感应电流方向一直不变 B．从上往下看，线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C．线圈做减速直线运动 D．线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力 【答案】BC 【来源】四川省成都市蓉城名校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】AB．线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，穿过线圈的磁通量先向上增加后向上减小，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，产生的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向，故A错误，B正确； C．线圈所受安培力的方向与运动方向相反，线圈做减速直线运动，故C正确； D．线圈从位置1向位置2运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量增大，线圈有离开磁铁的趋势，线圈对桌面的压力小于线圈重力，在位置2时，线圈对桌面的压力等于线圈重力，从位置2向位置3运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量减小，线圈有靠近磁铁的趋势，线圈对桌面的压力大于线圈重力，故D错误。 故选BC。 法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．(23-24高二下·四川成都外国语·月考)如图所示， 空间中存在匀强磁场B，方向垂直纸面向里。一长度为l的铜棒以速度v向右匀速运动，速度方向与铜棒之间的夹角为30°，则铜棒ab两端的电势差Uab为（　　） A．Blv B．-Blv C． D． 【答案】D 【来源】四川省成都外国语2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷 【详解】铜棒切割磁感线产生感应电动势，ab相当于电源，根据右手定则，判断知a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，根据法拉第电磁感应定律，可得 故选D。 2．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，一边长L=10cm、匝数N=100匝、电阻r=2的正方形金属线框ABCD与阻值R=8的电阻组成闭合回路，其内三角形ECD区域存在垂直于纸面且随时间均匀变化的磁场（以垂直于纸面向外为正），E是AB边的中点，导线电阻不计，则t=0.1s时，通过电阻R的电流大小和方向是（　　） A．0 B．5.0A，a到b C．2．5A，a到b D．2.5A，b到a 【答案】D 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】由图可知磁场先向外减小，再向里增大，根据楞次定律知该电流由b到a通过R； 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 V=25V 由闭合电路的欧姆定律可知 A 故选D。 3．(23-24高二下·四川成都简阳实验学校（成都石室阳安学校）·期中)如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线阻值为，在到时间内，磁感应强度B随时间t的变化关系为，规定竖直向下为安培力的正方向，t=0s时的磁场垂直于金属框所在平面向外，则在0～6s内安培力随时间的变化关系图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】四川省成都市简阳实验学校（成都石室阳安学校）2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】金属框中的感应电动势为 金属框中的感应电流为 方向为逆时针，金属框受到的安培力为 根据左手定则可知，金属框受到的安培力向下，金属框受到的安培力向上。 故选A。 4．(23-24高二下·四川内江第六中学·期中)如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长，则下列说法正确的是（　　） A．在到时间内，金属框中的感应电动势为0.8V B．在时，金属框ab边受到的安培力的大小为0.16N C．在时，金属框ab边受到的安培力的方向垂直于ab向右 D．在到时间内，金属框中电流的电功率为0.064W 【答案】D 【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律 金属框的面积不变，磁场的磁感应强度变化，故 ， 解得 故A错误； B．感应电流为 在t=0.05s时，ab受到的安培力为 故B错误； C．根据楞次定律，感应电流阻碍磁通量的变化，线框有扩大的趋势，故ab受到的安培力水平向左，故C错误； D．在到时间内，金属框中电流的电功率为 故D正确。 故选D。 5．(22-23高二下·四川仁寿第一中学校（北校区）·期中)如图所示，半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，下列措施不能使电容器所带的电量增大的是（　　）    A．增大线圈的面积 B．增大磁感强度的变化率 C．电容器的两极板靠近些 D．使线圈平面与磁场方向成60°角 【答案】D 【来源】四川省仁寿第一中学校（北校区）2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为 电容器两端的电压为 电容器的电荷量为 联立可得 A．增大线圈的面积，可知电容器所带的电量增大，故A不满足题意要求； B．增大磁感强度的变化率，可知电容器所带的电量增大，故B不满足题意要求； C．电容器的两极板靠近些，根据 可知电容变大，电容器所带的电量增大，故C不满足题意要求； D．使线圈平面与磁场方向成60°角，则有效面积减小，可知电容器所带的电量减小，故D满足题意要求。 故选D。 6．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图所示，半径为r的闭合环形线圈，在t时间内，内部磁场从B₁减小到0；外部磁场从0增加到B₂，（B₁、B₂均大于0，垂直于纸面向内为正方向），则该过程线圈产生的平均感应电动势为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】闭合环形圈的磁通量的有效面积为 根据法拉第电磁感应定律可知 A正确。 故选A。 7．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，MN、PQ为水平光滑金属导轨（金属导轨电阻忽略不计），MN、PQ相距，导体棒AB在两轨道间的电阻为，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻，，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用水平外力F拉着AB棒向右以速度做匀速运动（  ） A．导体棒AB产生的感应电动势 B．导体棒AB两端的电压 C．导体棒AB受到的外力 D．定值电阻和的总电功率为6.4W 【答案】B 【来源】四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】A．导体棒AB产生的感应电动势 故A错误； B．并联电阻阻值 电路电流 导体棒AB两端的电压 故B正确； C．导体棒AB受到的安培力 导体棒匀速运动，外力平衡安培力，所以外力大小为1.6N，故C错误； D．定值电阻和的总电功率为外电路功率（电源的输出功率） 故D错误。 故选B。 8．(23-24高二下·四川南充嘉陵第一中学·期中)固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。内阻为R的金属棒一端与圆环接触良好，另一端通过电刷固定在竖直导电转轴上的P点（P为金属圆环的圆心），随轴以角速度顺时针匀速转动。在M点和电刷间接有阻值为R的电阻，不计其他电阻及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端的电压为 B．电路中的电流为 C．流过R的电流由M到N D．P点相当于电源的负极 【答案】B 【来源】四川省南充市嘉陵第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．金属棒产生的感应电动势为 金属棒两端的电压为 故A错误； B．电路中的电流为 故B正确； CD．由右手定则可知，流过R的电流由N到M，P点相当于电源的正极，故CD错误。 故选B。 二、多选题 9．(23-24高二下·四川成都成都外国语学校·期中)如图甲所示，导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。垂直框架面的磁场的方向向上，且磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在时间内，下列说法正确的是（　　） A．导体棒中电流恒定 B．电路中消耗的电功率一直增大 C．导体棒所受的安培力一直增大 D．导体棒所受的摩擦力一定先增大后减小 【答案】AC 【来源】四川省成都市成都外国语学校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】A．由图看出，磁感应强度均匀增大，穿过PQcb回路的磁通量均匀增加，回路中产生恒定的感应电动势，则回路的电流恒定，选项A正确； B．根据 可知，电路消耗的电功率恒定不变，选项B错误； C．根据楞次定律得知，导体棒PQ所受安培力方向沿斜面向下，由 可知，B增大，PQ所受安培力大小F增大，选项C正确； D．根据平衡条件得到，棒PQ受到的静摩擦力大小 F增大，f增大，选项D错误； 故选AC。 10．(23-24高二下·四川什邡中学·期中)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则（　　） A．θ＝0时，杆产生的感应电动势为2Bav B．θ＝时，杆产生的感应电动势为Bav C．θ＝0时，杆受的安培力大小为 D．θ＝时，杆受的安培力大小为 【答案】ACD 【来源】四川省什邡中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】AC．θ＝0时时，杆产生的电动势 根据闭合电路欧姆定律，可得 杆受的安培力 故AC正确； BD．θ＝时，根据几何关系可得此时导体棒的有效切割长度为 杆产生的电动势为 电路中总电阻为 杆受的安培力 故B错误；D正确。 故选ACD。 11．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，与水平面成，导轨两端均连接电阻，阻值，导轨间距。在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的变化规律如图乙所示。时刻，在右侧导轨斜面上与距离处，有一根阻值，的金属棒ab在导轨上由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中，流过的电流大小始终不变，重力加速度取，导轨电阻不计。下列说法正确的是 （　　） A．ab在磁场中运动的速度 B．流过的电流方向在时发生了改变 C．磁场上下边界、的距离 D．磁感应强度的最大值 【答案】AC 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】A．金属棒运动到磁场边界由牛顿第二定律可知 金属棒运动到磁场边界做匀加速直线运动，有 解得 金属棒进入磁场后匀速直线运动，速度为 解得 A正确； B．根据右手定则可知在内的电流方向为从左到右，后的电流方向为从左到右，即的电流方向未发生改变，B正确； D．金属棒进入磁场，金属棒产生的感应电动势为 金属棒通过的感应电流为 金属棒恰好匀速通过整个磁场区域，则 联立解得 D错误。 C．由于的电流大小始终不变，即两端的电压始终相等，即内产生的感生电动势等于后产生的动生电动势。金属棒还没进入磁场，此时产生的感应电动势为 则 解得 C正确。 故选AC。 12．(23-24高二下·四川达州通川区二校·期中)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘按图示方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，圆盘半径为r，圆盘匀速转动的周期为T。下列说法正确的是（　　） A．流过电阻R的电流方向为从a到b B．流过电阻R的电流方向为从b到a C．圆盘产生的电动势为 D．圆盘产生的电动势为 【答案】BC 【来源】四川省达州市通川区二校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】AB．转动的圆盘可看成由无数根沿着半径的导体棒组成，每根导体棒均切割磁感线，从而产生感应电动势（感应电流），根据右手定则可知，圆盘上感应电流从圆周边缘流向圆心，则流过电阻的电流方向为从到，故B正确，A错误； CD．根据法拉第电磁感应定律得圆盘产生的感应电动势 故C正确、D错误。 故选BC。 13．(22-23高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　）    A．圆盘逆时针匀速转动时，a点的电势高于b点的电势 B．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动 C．圆盘顺时针减速转动时，a点的电势高于b点的电势 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将受到向右的安培力 【答案】BD 【来源】四川省遂宁市射洪中学校2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．圆盘逆时针匀速转动时，产生恒定的感应电动势，通过线圈A的电流恒定，则线圈A产生稳定的磁场，穿过线圈B的磁通量不变，则线圈B不产生感应电动势，ab棒中没有感应电流，则a点的电势等于b点的电势，故A错误； B．圆盘顺时针加速转动时，由右手定则可知，圆盘中感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由安培定则可知ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，故B正确； C．同理可知，圆盘顺时针减速转动时，ab棒中感应电流方向由b→a，则b点的电势高于a点的电势，故C错误； D．圆盘逆时针加速转动时，由右手定则可知，圆盘中感应电流从流边缘向圆心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由安培定则可知ab棒中感应电流方向由b→a，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，故D正确。 故选BD。 14．(22-23高二下·四川南充高级中学·期中)在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体棒。有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1和I别表示图中该处导线中的电流，则当AB棒（    ）    A．匀速滑动时，I1 = 0，I2 = 0 B．匀速滑动时，I1 ≠ 0，I2 = 0 C．减速滑动时，I1 ≠ 0，I2≠ 0 D．减速滑动时，I1 = 0，I2 = 0 【答案】BC 【来源】四川省南充高级中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题 【详解】AB．电容器在电路中与等效电源并联，两端电压为AB端电压，所以当导体棒匀速滑动时，电容器两端电压不变，则，电阻R中电流不为零，则I1 ≠ 0，故B正确，A错误； CD．减速滑动时，电容器两端电压随导体棒速度的减小而减小，所以电容器一直在放电，放电电流不为零，通过电阻的电流也不为零，则I1 ≠ 0，I2≠ 0，故C正确，D错误。 故选BC。 三、解答题 15．(23-24高二下·四川宜宾第四中学校·期中)如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积，匝数，线圈电阻线圈与电阻R构成闭合回路，电阻，匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求： （1）0∼4.0s内通过电阻R的感应电流大小； （2）0∼6.0s内整个闭合电路中产生的热量。 【答案】（1）；（2）0.9J 【来源】四川省宜宾市第四中学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷（4.28） 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，0～4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电动势 即t1=2.0s时的感应电动势为5V，根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 （2）根据焦耳定律，0～4.0s内闭合电路中产生的热量 由图像可知，在4.0s～6.0s时间内，线圈中产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可知闭合回路中的感应电流 闭合电路中产生的热量 故0～6.0s内整个闭合电路中产生的热量 Q=Q1+Q2=0.9J 法拉第电磁感应定律的应用 一、单选题 1．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，倾角，导轨间距。导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，其上端接一阻值的电阻。现有一质量，接入电阻的导体棒垂直于导轨，在一平行于导轨方向的恒力作用下，以的速度沿导轨匀速下滑。导轨电阻不计，重力加速度取，，，则外力F的大小和方向是（　　） A．，平行于导轨向上 B．，平行于导轨向下 C．，平行于导轨向下 D．，平行于导轨向上 【答案】A 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】由题意，导体棒在外力作用下沿导轨匀速下滑，在平行导轨平面的方向上，受到外力F，沿导轨平面向上的安培力，以及导体棒重力的分力的共同作用，根据平衡条件有 结合 联立以上式子，代入相关已知数据求得 负号说明外力F的方向与重力沿导轨平面向下的方向相反，即外力F的大小为2N，平行于导轨向上。 故选A。 2．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，当导体棒通过的位移为时，下列说法正确的是（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流 C．通过导体棒某截面的电荷量为 D．导体棒的速度为 【答案】D 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】A．导体棒速度减小，感应电动势减小，电流减小，所受安培力减小，加速度减小，导体棒做变减速直线运动，故A错误； B．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流，故B错误； C．通过导体棒某截面的电荷量为 故C错误； D．安培力 根据动量定理 即 结合 得 故D正确。 故选D。 3．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，空间某区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为L=0.2 m，磁感应强度大小B=0.3 T。现有一直径为D=L=0.2 m、电阻为r =0.6 Ω的圆形导线框，从图示位置开始计时，在外力作用下以v =1 m/s水平向右匀速穿过磁场区域。选逆时针方向为正方向，线框中感应电流随时间变化的图像是（其中，A、B选项为圆弧曲线，C、D选项为正弦曲线。） （　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】在过程，线框进入磁场，所用时间为 此过程线框的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，感应电流为逆时针方向。此过程有效切割长度为圆周的弦长，所以感应电流大小大小按圆周弦长大小变化规律变化。在过程，线框出磁场，所用时间为 此过程线框的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向。此过程有效切割长度为圆周的弦长，所以感应电流大小大小按圆周弦长大小变化规律变化。故BCD错误，A正确。 故选A。 4．(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)如图所示，先后以恒定的速度和把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况（　　） A．通过线框某截面的电荷量之比 B．线框中的感应电流之比 C．线框中产生的热量之比 D．线框中的感应电动势之比 【答案】D 【来源】四川省凉山州西昌市2023-2024学年高二下学期期中检测物理试题 【详解】D．根据 可知线圈中感应电动势之比为 选项D正确； B．根据 可知，线框中的感应电流之比 选项B错误； A．根据 线框某截面的电荷量之比 选项A错误； C．根据 线框中产生的热量之比 选项C错误； 故选D。 5．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度，并且以的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度，在导轨上放着一金属棒MN，电阻，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量的重物。导轨的定值电阻，与P、Q端点相连组成回路。又知PN长。在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（    ） A．电阻R中电流的方向由Q到P B．电流的大小为0.1A C．从磁感应强度为开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉起 D．电阻R上产生的热量约为16J 【答案】C 【来源】四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】A．根据楞次定律可知电流方向为M→N→P→Q→M，故A错误； B．电流大小 故B项错误； C．要恰好把质量的重物拉起，则 则 解得 故C正确； D．电阻R上产生的热量为 故D错误。 故选C。 6．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图所示，两足够长光滑金属导轨平行固定在同一绝缘水平面内，垂直于导轨的虚线CD右侧区域有竖直向上的匀强磁场B。两长度略大于导轨宽度的相同金属杆a、b垂直导轨静止放置在导轨上，杆a在CD左侧，杆b在CD 右侧足够远处。现给杆a一水平向右的初速度，两杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，两杆没有发生碰撞，不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A．杆a最后将停在导轨上 B．若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a的位移是不将杆b固定时的2倍 C．若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中通过杆b的电荷量是不将杆b固定时的2倍 D．若在杆a 进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a 中产生的焦耳热是不将杆b固定时的4倍 【答案】C 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】设两杆的电阻均为，两导轨宽。 A．由右手定则可，杆进入磁场时，感应电流方向由指向，杆进入磁场时受到的安培力向左，向右做减速运动，杆受到向右的安培力，向右做加速运动，当两杆速度相等时，两杆中均无感应电流，不再受安培力的作用而做匀速直线运动，故A错误； D．杆不固定时，由于两杆中安培力大小总是相等，方向总是相反，所以两杆的动量守恒，有 两杆的共同速度大小 系统中产生的总焦耳热 杆中产生的焦耳热 若杆固定，杆中产生的焦耳热 故D错误； C．杆不固定时，对杆由动量定理有 所以 杆固定时，对杆由动量定理有 解得 故C正确； B．杆不固定时，从a进入磁场到两杆共速，对杆由动量定理有 所以 得 此后a继续做匀速直线运动，位移大于。 杆固定时，对杆由动量定理有 所以 得 故B错误。 故选C。 7．(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进武器。如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。一对足够长的光滑水平金属加速导轨M、N与可控电源相连，导轨电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场。装有“电磁炮”弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上，且始终与导轨接触良好，空气阻力不计。在某次试验发射时（　　） A．若要导体棒向右加速，则电流需从a端流向b端 B．导轨间磁场方向若改为水平向右导体棒仍可加速 C．若电源为恒压源，则导体棒可做匀加速直线运动 D．若电源为恒流源，则导体棒可做匀加速直线运动 【答案】D 【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】A．由左手定则知，若要导体棒向右加速，则电流需从b端流向a端，A错误； B．由左手定则知，导轨间磁场方向若改为水平向右，若电流方向b端流向a端，则电流产生安培力向下，若电流方向a端流向b端，则电流产生安培力向上，两种情况都不会使导体棒加速，B错误； C．若电源输出电压恒定，随着导体棒运动的速度增加，导体棒产生的反向电动势增加，从而回路电流强度减小，使棒受到的安培力减小，导体棒不会做匀加速直线运动，C错误； D．若电源为恒流源，导体棒所受安培力为 回路电流强度不变，使棒受到的安培力恒定，导体棒做匀加速直线运动，D正确； 故选D。 二、多选题 8．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)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的金属棒悬挂在一根固定的轻弹簧的下端，金属棒与导轨接触良好，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，金属棒电阻为r，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大小小于重力加速度g大小 B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→a C．金属棒的速度为v时，它所受的安培力的大小为 D．在金属棒运动的整个过程中，回路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量 【答案】BCD 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．释放瞬间金属棒的速度为零，没有感应电流产生，不受安培力，金属棒只受重力，所以金属棒的加速度为g。故A错误。 B．金属棒向下运动时切割磁感线，根据右手定则判断可知，流过电阻R的电流方向为b→a,故B正确； C．金属棒的速度为v时，回路中产生的感应电流为 金属棒所受的安培力大小为 故C正确。 D．由于金属棒产生感应电流，受到安培力的阻碍，系统的机械能不断减少，最终金属棒停止运动，此时弹簧具有一定的弹性势能，所以导体棒的重力势能转化为内能和弹簧的弹性势能，则根据能量守恒定律得知在金属棒运动的过程中，回路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量，故D正确。 故选BCD。 9．(23-24高二下·四川自贡第一中学校·期中)如图甲所示，将粗细均匀的导线做成的正方形线框abcd在磁场上方某高处由静止释放，cd边刚进入磁场时开始计时（），线框的图像如图乙所示，在时刻cd边刚离开磁场时速度也为，已知线框的质量为m、边长为L，两条水平虚线、相距为d（），虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里，磁场感应强度为B，重力加速度为g，则（    ） A．线框进入磁场过程中电流方向为adcba B．在时刻线框的速度为 C．cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为 D．线框穿过磁场的过程中产生的电热等于2mgd 【答案】AD 【来源】四川省自贡市第一中学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】A．根据楞次定律可得，线框中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，则线框进入磁场过程中电流方向为adcba，故A正确； B．在t0时刻线框完全进入磁场，从t0到3t0时间内做加速度为g的匀加速直线运动，由逆向思维，速度为 故B错误； C．cd边刚进入磁场时产生的感应电动势为 所以c、d两点间的电势差为 故C错误； D．线框从进入磁场到cd边刚到达磁场下边界过程中，根据能量守恒定律可得产生的焦耳热为 穿出和穿入磁场的过程中产生的焦耳热相等，则线框穿过磁场的过程中产生的电热为 故D正确。 故选AD。 10．(23-24高二下·四川江油太白中学·期中)如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好。重力加速度为g，则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．通过金属棒的电荷量为 B．流过定值电阻的电流方向是N→Q，流过金属棒的最大电流为 C．金属棒产生的焦耳热为 D．克服安培力做的功为mgh 【答案】AC 【来源】四川省江油市太白中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】AB．金属棒滑到底端时的速度向右，磁场方向竖直向上，根据右手定则可知，流过定值电阻的电流方向是Q→N，金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律，得 金属棒到达平直部分时的速度 v＝ 金属棒到达平直部分后做减速运动，刚到达平直部分时的速度最大，最大感应电动势 E=BLv 最大感应电流 通过金属棒的电荷量 故A正确，B错误； CD．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得 mgh－W安－μmgd＝0－0 克服安培力做的功 W安＝mgh－μmgd 克服安培力做的功转化为整个回路中的焦耳热，定值电阻与金属棒的电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热 故C正确，D错误。 故选AC。 11．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨PQ和，宽，放在倾角的绝缘斜面上，电阻，导轨的电阻不计，垂直于斜面向上的匀强磁场。金属杆质量为m，电阻，用轻绳通过定滑轮与质量的小物块相连，绳平行于斜面，系统恰能保持静止。现将的粘性橡皮泥粘在M上并由静止释放，经过一段时间后系统达到稳定状态，此过程金属杆移动的距离（g取10），下列说法中正确的是（　　） A．金属杆的质量 B．刚释放瞬间杆的加速度 C．稳定后金属杆的速度为 D．若从释放到系统达到稳定状态，电阻R产生的热量 【答案】BC 【来源】四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】A．对金属杆的受力分析，由平衡条件得 对小物块M，由平衡条件得 联立解得 故A错误； B．M释放瞬间，对金属杆，由牛顿第二定律得 对小物块，由牛顿第二定律得 联立解得 故B正确； C．系统稳定后，处于平衡状态，对金属杆，由平衡条件得 对小物块，由平衡条件得 联立解得 故 又 联立解得稳定后金属杆的速度为 故C正确； D．若从释放到系统达到稳定状态，设系统产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得 解得 由于金属棒与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律 得到它们产生的热量与电阻成正比，所以电阻R产生的热量产生的热量 故D错误。 故选BC。 12．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，虚线边界ab上方有无限大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。一正方形线框质量，电阻，边长，底边与磁场边界平行，从距离磁场边界高处由静止释放，在线框穿出磁场的过程中以下说法正确的是（）（    ） A．线框受到的安培力在一直增大 B．线框的速度将保持不变 C．线框的速度将一直减小 D．无论线框做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 【答案】BD 【来源】四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】ABC．线框底边到达磁场边界前，线框做自由落体运动，有 解得 此时线框的速度为 在线圈刚穿出磁场时，感应电动势 流过线圈的电流 线圈所受的安培力 可知线圈穿出磁场过程过匀速运动，线圈的速度保持不变，安培力保持不变，AC错误，B正确； D．根据功能关系，无论线框做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，D正确。 故选BD。 13．(23-24高二下·四川成都天府新区实外高级中学·期中)如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R1，电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒MN水平放置，质量为m，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．只闭合开关S1，金属棒MN做匀加速直线运动。 B．只闭合开关S2，金属棒MN做匀减速直线运动。 C．只闭合开关S1，金属棒MN下降高度为h时速度为v，则所用时间 D．只闭合开关S2，通过金属棒MN的电流 【答案】CD 【来源】四川省成都市天府新区实外高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】A．只闭合开关S1，金属棒MN刚释放时有 之后导体棒受重力和安培力共同作用，根据牛顿第二定律有 又 其中导体棒速度在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误； C．只闭合开关S1，金属棒MN下降高度为时速度为，在这个过程中对导体棒用动量定理有 又 联立解得 故C正确； BD．只闭合开关S2，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有 对导体棒，根据牛顿第二定律可得 联立解得 ， 可知导体棒做匀加速直线运动，故B错误，D正确。 故选CD。 14．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)随着我国航空母舰数量的增加，我国海上军事力量进一步加强，新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒ab，导轨间距为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰后与金属棒以共同速度进入磁场，轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，测得此过程中电阻R产生的焦耳热为Q，不计一切摩擦，则（　　） A．金属棒以速度进入磁场时的加速度大小为 B．整个过程中通过电阻R的电荷量为 C．经过位置时，金属棒克服安培力做功的功率小于 D．通过最后的过程中，金属棒上产生的焦耳热为 【答案】BD 【来源】四川省成都市第七中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．金属棒以速度进入磁场时产生的感应电动势为 回路中的感应电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒以速度进入磁场时的加速度大小为 故A错误； B．整个过程中对导体棒和飞机应用动量定理，规定初速度方向为正方向，有 通过电阻R的电荷量为 故B正确； C．根据D项分析可知，经过时的瞬时速度为，所以经过位置时金属棒克服安培力做功的功率为，故C错误； D．金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，此时速度为零，根据动量定理得 通过电阻R的电荷量为 磁通量的变化 联立，得 设经过时速度为v，通过最后的过程中,对金属杆和飞机应用动量定理，规定初速度方向为正方向，有 通过电阻R的电荷量为 磁通量的变化 解得 金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，测得此过程中电阻R产生的焦耳热为Q，根据能量守恒，有 通过最后的过程中，整个电路产生的焦耳热为 金属棒上产生的焦耳热为 故D正确。 故选BD。 15．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图所示，一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，绕其垂直于磁感线的对称轴OO'以角速度ω匀速转动，匀强磁场只分布于OO'的左侧区域，磁感应强度为B，外接电阻为R，从图示位置转180°的过程中，下列说法正确的是（    ） A．感应电动势的最大值 B．磁通量的变化量为零 C．通过电阻R的电荷量 D．电阻R中产生的焦耳热为 【答案】AD 【来源】四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．感应电动势的最大值为 Em=NBSω 故A正确； B．图示位置穿过线圈的磁通量最大为 转过180°，磁通量变为 故磁通量的变化量为 故B错误； C．通过电阻R的电荷量为 故C错误； D．电阻R中产生的焦耳热为 故D正确。 故选AD。 16．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图甲，两固定平行且光滑的金属导轨MN、PQ与水平面的夹角均为，M、P之间接电阻箱，电阻箱的阻值范围为0～9.9Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度大小为B=0.5T。一质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置，其电阻为r。现由静止释放金属杆ab，测得其速度最大值为，改变电阻箱的阻值R，得到与R的关系如图乙所示。已知金属杆ab的长度和导轨间距均为L=2m，重力加速度大小取，sin37°=0.6，cos37°=0.8，金属杆ab与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．金属杆ab的质量为m=0.5kg B．金属杆ab的电阻为r=2Ω C．当R=2Ω时，金属杆ab匀速下滑过程中电阻箱R两端的电压为6V D．当R=1Ω时，若用时2s金属杆ab达到最大速度，则此过程中金属杆ab下滑的高度为3.6m 【答案】BD 【来源】四川省成都市蓉城名校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】AB．当金属杆达到最大速度时，安培力等于重力沿导轨向下的分力即 当时，；当时，，代入上式解得 ， 故A错误，B正确； C．当时，，金属杆匀速下滑过程中电阻箱两端的电压 代入数据解得 故C错误； D．当时，由图乙可得最大速度为，对金属杆由动量定理得 又 表示金属杆沿导轨运动的位移大小，代入数据解得 则此过程中金属杆下滑的高度为 故D正确。 故选BD。 三、解答题 17．(23-24高二下·四川德阳外国语学校·期中)如图所示，边长为L的正方形金属框ABCD，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的下半部处于磁场内，磁场方向与线框平面垂直。磁场随时间变化规律为（）。求： （1）线框中感应电动势的大小； （2）t时刻的安培力大小和方向。 【答案】（1）；（2），方向向上 【来源】四川省德阳市外国语学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，则有 整理得 （2）根据安培力公式 又由闭合电路欧姆定律，则有 且 解得 线框所受安培力方向向上。 18．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)如图所示，有一对与水平面夹角为θ=53°的足够长平行倾斜粗糙导轨ab、cd，两导轨间距L=1m，顶端bc间连一电阻R，R=0.5Ω，在导轨与电阻构成的回路中有垂直轨道平面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小=1T。在导轨上横放一质量m=1kg，电阻r=0.5Ω、长度也为L的导体棒ef，导体棒与导轨始终接触良好，导体棒与导轨间动摩擦因素μ=0.5，又在导轨ab、cd的顶端通过导线连接一面积为S=m2，总电阻也为r、匝数N=100的带铁芯线圈（线圈中轴线沿竖直方向），在线圈内加上沿竖直方向，且均匀增加的磁场B（图中未画出），连接线圈电路上的开关K处于断开状态。不计导轨电阻，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2。求 (1)从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度是多少； (2)导体棒从静止释放到稳定运行的这段时间内，流过电阻R的电荷量q=6C，那么导体棒下滑的距离及R上产生的焦耳热是多少； (3)现闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上，那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小取值范围是多少？ 【答案】(1)5m/s (2)6m，8.75J (3)竖直向下， 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】（1）设最大速度为，当导体棒速度达到最大值时，有； 电流为 解得=5m/s （2）设导体棒下滑的距离为x，整个电路产生的焦耳热为，根据，，； 可得 解得 x=6m 导体棒从释放到稳定运行的过程中，根据能量守恒可得 解得=17.5J 则R上产生的焦耳热为 （3）设线圈中产生的感应电动势为，流过导体棒的电流为I′；对导体棒进行受力分析，导体棒静止，导体棒中通过的电流方向由e到f，当线圈产生得电动势较大时，导体棒有上滑的趋势，则摩擦力沿斜面向下； 有 解得I1=11A 此时，电路中的总电流为， 电动势为 解得=33T/s 当线圈产生得电动势较小时，导体棒有下滑的趋势，则摩擦力沿斜面向上； 有 解得I2=5A 此时，电路中的总电流为， 解得=15T/s 综上可得33T/s≥≥15T/s，由楞次定律可得，线圈中的磁场方向竖直向下。 19．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为的电阻，导轨宽度。金属棒ab紧贴导轨，现使ab由静止开始下滑，通过传感器记录ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示。金属棒ab和导轨电阻不计，。求： 时间t/s 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 下滑距离h/m 0 0.18 0.61 1.20 1.97 2.80 3.80 4.80 5.80 6.80 （1）在前的时间内，金属棒ab中的平均电动势； （2）金属棒的质量m； （3）在前1.20s的时间内，电阻R上产生的热量。 【答案】（1）0.16V；（2）0.032kg；（3）0.816J 【来源】四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】（1）根据题意，由表格数据可得，在时间内ab下滑的距离，设其中的电动势平均值为E1，则 解得 （2）从表格中可知，1.00s后棒做匀速运动，设速度为v，电动势为E，回路中的电流为I，金属棒受到的安培力为F，则有 又有 ，，， 解得 （3）从表格中可知，棒在1.20s的时间内下滑过程中，克服安培力做的功等于回路的焦耳热，根据能量守恒 解得 20．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，平行金属导轨由粗糙的倾斜部分和光滑的水平部分平滑连接而成，导轨倾斜部分动摩擦因数，与水平面的夹角。开始时，导体棒cd静止在水平导轨左侧，其右侧有磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab从高的倾斜轨道上由静止释放，冲上水平导轨后与导体棒cd发生弹性碰撞。导体棒ab的质量，电阻，导体棒的质量，电阻。两导体棒长度和导轨间距均为，且在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属导轨电阻忽略不计，重力加速度取，，，求： （1）导体棒ab与导体棒发生弹性碰撞后的瞬间，ab的速度大小和的速度大小； （2）从导体棒ab与导体棒发生弹性碰撞后至最终稳定的过程中，导体棒ab产生的焦耳热； （3）上述（2）问过程中，通过导体棒的电荷量。 【答案】（1）1m/s， 4m/s ；（2）1.8J ；（3）2C 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】（1）导体棒ab由h处静止下滑，由动能定理得 解得 v0=3m/s 导体棒ab与导体棒cd发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 解得 ， （2）导体棒ab与导体棒发生弹性碰撞后，在光滑的水平导轨上运动，直至两导体棒稳定，由动量守恒定律得 解得 该过程中，系统产生的焦耳热 解得 导体棒中产生的焦耳热 （3）导体棒与导体棒发生弹性碰撞后，在光滑的水平导轨上运动，直至两导体棒稳定，以导体棒为对象，由动量定理得 －BILΔt =m2v－m2v2 解得 q=IΔt=2C 21．(23-24高二下·四川江油太白中学·期中)在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，相距为d，构成一矩形回路。导轨间距为l，导体棒的质量都为m，电阻都为R，导轨部分电阻可忽略不计。设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0。 （1）从开始运动到最终稳定，求电路中产生的电能； （2）求cd棒开始运动的加速度和cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小； （3）求两棒之间的最大距离。 【答案】（1）；（2），；（3） 【来源】四川省江油市太白中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】（1）对两根导体棒ab和cd构成的系统，所受外力的合力为0，根据动量守恒定律有 从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能 解得 （2）cd棒开始运动时，回路的感应电动势 此时回路的感应电流 对cd棒进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 cd棒速度减为0.8v0时，对两根导体棒ab和cd构成的系统，根据动量守恒定律有 解得 此时回路的感应电动势 此时回路的感应电流 根据牛顿第二定律有 解得 （3）结合上述，对导体棒ab进行分析，根据动量定理有 其中感应电流的平均值为 从开始运动到最终稳定过程，两导体棒的相对位移 则两棒之间的最大距离 解得 22．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图甲，水平面上ab、cd两个导轨平行，电阻忽略不计，动摩擦因数为。bc处连接一电阻，质量为的导体杆ef静止，其电阻也为。以ef位置为坐标原点，水平向右为x轴，导轨平面存在如图乙所示，随x轴以正弦分布的磁场B，其峰值为，y轴方向的磁场与该位置x轴的磁场相同，已知。现用外力F拉动ef杆以速度匀速运动（忽略最开始的启动过程），求： （1）电流I随时间变化的表达式； （2）杆ef运动2L时，外力做的功W； （3）杆ef运动L时，流过R的电荷量q。 【答案】（1）；（2）3J；（3） 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】（1）由于杆ef匀速切割磁场，而磁场的变化成周期性变化，其一个周期所需要的时间为 由周期与角速度的关系，有 由于磁场周期性变化，其切割磁场速度为匀速，所以其产生感应电动势也是周期性变化，则其最大值为 电路中的电流最大值为 结合题图，其电流随时间变化的表达式为 （2）由之前的分析可知，电路中的电流可以类比于正弦式交变电流，其有效值为 杆运动2L距离，则正好是一个运动周期，则一个周期内，电路中产生的热量为Q 由功能关系有 解得 （3）将其类比为正弦交流电，在杆ef运动L距离内，即研究即其半个周期内的情况，先研究，有 又因为类比正弦式交流电，有 平均电动势有 平均电流为 电路定义式有 由于在半个周期内通过导体棒的电荷量相当于四分之一个周期内的两倍，所以有 23．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图a，一倾角为θ的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为L的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末端装有挡板 M、N，两根平行金属棒G、H垂直导轨放置，G的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A相连；初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。从开始，H在水平向右拉力作用下向右运动；t=2s时，H与挡板M、N相碰后立即被锁定。G在后的速度—时间图像如图b所示，其中1~2s段为直线。已知：磁感应强度大小。。G、H和A的质量均为0.2kg，G、H的电阻均为0.1Ω；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；H与挡板碰撞时间极短；整个运动过程A未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好；sinθ=0.25，cosθ=0.97，重力加速度大小取求： （1）在1~2s时间段内，通过G的电流大小； （2）t=1.5s时，棒H上拉力的瞬时功率； （3）在2~3s时间段内，棒G滑行的距离。 【答案】（1）6.5A；（2）16.15W；（3）2.53m 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】（1）设回路中的感应电流大小为I，由图像可得杆G和A一起做匀加速运动，对杆G 和A整体分析，由牛顿第二定律可得 由图可得 代入数据可得 I=6．5A （2）设1~2 s内某时刻棒 H的速度为vH，根据法拉第电磁感应定律可得，闭合回路中的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可得 联立并代入数据解得 由于G做匀加速运动，说明所受合外力不变，即回路中电流I不变，感应电动势E不变，则两棒速度差为 保持不变，两棒的加速度相同且均为 设棒H上的拉力大小为F，对棒H，由牛顿第二定律可得 联立并代入数据解得 F=1．7N 由v-t图像可得，t=1.5s时，棒G的速度为 此刻棒 H的速度为 棒H上拉力的瞬时功率 P=FvH=16.15W （3）棒H停止运动后，闭合回路的感应电动势由棒G切割磁感线产生，根据法拉第电磁感应定律可得，闭合回路中的感应电动势 E'=BLv 根据闭合电路欧姆定律可得，流经棒G 的电流大小 此时G所受安培力为 F=BI'L 假设不考虑绳的作用，对 G牛顿第二定律 BI'L=mGaG 可得 对A牛顿第二定律 可得 故无绳时 aG>aA 因为绳只能提供拉力，可知棒H停止后一段时间内绳子松弛，物块A做加速度大小为 的匀减速直线运动；对于棒G，做初始加速度为4m/s²，且加速度逐渐减小的减速运动。由t=3s时，A的速度为 所以2~3s时间内物块A速度始终大于棒G的速度，可得2~3s时间内绳子始终松弛。 故对棒G，根据动量定理有 由图像法微元求和可得 由法拉第电磁感应定律得 且 联立代入数据解得 x=2．53m 24．(23-24高二下·四川广安友实学校、邻水正大实验学校·期中)某游乐园中过山车进入停车区时利用磁力进行刹车，磁力刹车原理可以简化为如图所示的模型：水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，金属棒沿导轨向右运动的过程，对应过山车的磁力刹车过程，假设的运动速度代表过山车的速度，所受的安培力代表过山车所受的磁场作用力。已知过山车以速度进入磁场区域，过山车的质量为，平行导轨间距离为，整个回路中的等效电阻为，磁感应强度大小为；已知刹车过程中轨道对过山车的摩擦阻力大小恒为，忽略空气阻力，求： （1）刚进入磁场区域时，过山车的加速度； （2）当过山车运动速度减至时，位移为，求此过程中电路中产生的焦耳热； （3）若磁力刹车直至速度减为0的过程所用时间为，求此过程中摩擦力对过山车做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】四川省广安市友实学校、邻水正大实验学校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有 由闭合电路的欧姆定律有 而 则根据牛顿第二定律有 联立可得 （2）当速度减至时，有摩擦力做功 由动能定理，有 则电路中产生的焦耳热 （3）减速过程应用动量定理有 平均感应电流 摩擦力对过山车做的功 联立可得 25．(23-24高二下·四川成都成都外国语学校·期中)如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。（已知重力加速度大小为，）不计导轨电阻。求： （1）金属棒刚进入磁场时的速度v的大小； （2）金属棒刚进入磁场时的加速度a； （3）金属棒穿过磁场过程中，所用的时间t和金属棒上产生的电热Q。 【答案】（1）4m/s；（2）8m/s，方向平行导轨向上；（3），7J 【来源】四川省成都市成都外国语学校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】（1）金属棒从静止释放到刚进入磁场，机械能守恒，有 解得 m/s （2）根据      则金属棒受到的安培力 N 根据牛顿第二定律得 解得 方向平行导轨向上； （3）金属棒穿过磁场过程，由能量守恒得 金属棒匀速运动时 金属棒上产生的电热 对m在穿越磁场过程中由动量定理：取沿斜面向下为正，由微元再累加可得 且 得 26．(23-24高二下·四川达州通川区二校·期中)如图所示，间距的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一阻值的定值电阻，整个装置被固定在绝缘水平面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小。质量均为，电阻均为、长度均为的金属棒MN、CD垂直放在导轨上，金属棒CD与导轨间的动摩擦因数，现给金属棒MN施加一水平向左的作用力F，使金属棒MN从静止开始以加速度大小做匀加速直线运动，当金属棒CD将要发生滑动时撤去力F。取重力加速度大小，导轨的电阻不计，金属棒CD与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，金属棒MN与导轨间的摩擦力忽略不计，求： （1）撤去力F的瞬间，通过金属棒CD的电流； （2）力F的最大功率。 【答案】（1）；（2） 【来源】四川省达州市通川区二校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】（1）撤去力的瞬间，对金属棒受力分析，根据受力平衡有 ， 解得 （2）撤去力前瞬间，力的功率最大，对此时的金属棒受力分析，根据牛顿第二定律有 ， 根据电路特点可知 金属棒产生的感应电动势 根据电路特点有 根据闭合电路欧姆定律有 撤去力瞬间，力的功率 解得 27．(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为1m的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求： （1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度； （2）金属杆ab从开始运动的1.8s内所通过的位移； （3）从开始运动的1.8s内电阻R产生热量。 【答案】（1），；（2）；（3） 【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】（1）过程电流稳定金属棒速度达到最大值，通过导体棒电流 解得 导体棒匀速，对导体棒 解得 导体棒匀速时，导体棒电动势 欧姆定律 解得 （2）0~1.8s过程中 解得 （3）0~1.8s过程中由能量守恒得 0~1．8s电阻R产生热量 解得 自感和涡流 一、单选题 1．下面列举的四种器件中，在工作时没有利用了电磁感应的是（    ） A．电磁炉 B．日光灯 C．速度选择器 D．高频感应炉 【答案】C 【详解】ABD．电磁炉利用的是涡流、日光灯利用的是自感电动势、高频感应炉利用的是涡流，均利用了电磁感应，故ABD不符题意； C．速度选择器利用的是不计重力的带电粒子所受的电场力和磁场力平衡，没有利用电磁感应，故C符合题意。 故选C。 2．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成是为了增大涡流 B．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是利用了电磁阻尼的原理 C．机场用于安全检查的安全门能够检查出毒贩携带的毒品 D．摇动手柄使蹄形磁铁转动时，铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快 【答案】B 【详解】A．在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是减小涡流，故A错误； B．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故B正确； C．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，可知，安检门不能检查出毒贩携带的毒品，故C错误； D．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。 3．无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过发射线圈和接收线圈传输能量。手机的内置接收线圈可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　　） A．无线充电过程主要利用了电磁感应原理 B．在充电过程中只有电能间的相互转化 C．无线充电基座可以对所有手机进行充电 D．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电 【答案】A 【详解】A．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故A正确； B．充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，有电能损失，故B错误； C．如果手机内没有接收线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故C错误； D．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故D错误。 故选A。 4．如图所示，两个完全相同的小灯泡D1、D2分别与电感线圈和电阻串联后并联到电源的两端。已知电感线圈的自感系数很大，其直流电阻可忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，两灯同时亮 B．断开前后，灯D2中的电流方向相反 C．断开瞬间，灯D1立即熄灭 D．断开瞬间，灯D2不会闪亮 【答案】B 【详解】A．闭合开关S的瞬间，D2当中马上就有了电流，D2立即变亮，D1所在的电路上，线圈L会发生自感现象，产生自感电动势，阻碍电流的增大，所以通过D1的电流逐渐增大，即D1逐渐变亮，故A错误； B．闭合开关S，D2中电流从b到a，断开开关，线圈L中产生自感电动势，L就相当于电源，且自感电流的大小和方向与原电流相同，D2中电流从a到b，故B正确； CD．由于电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S，待电路稳定后通过D1的电流大于通过D2的电流，断开开关S后，D1所在电路的电流从原来的电流开始减小，所以D1逐渐熄灭，D2闪亮一下再逐渐熄灭，故CD错误。 故选B。 5．如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终的亮度比的亮度更亮。下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，灯逐渐变亮 B．若断开时，灯逐渐熄灭 C．若断开时，灯闪亮后再逐渐熄灭 D．滑动变阻器接入电路的电阻值与的电阻值相同 【答案】C 【详解】A．闭合瞬间，灯在干路上，干路立刻有电流通过，故立即变亮，故A错误； B．若断开时，干路电流瞬间为零，故灯立即熄灭，故B错误； C．稳定时的亮度比的亮度更亮，通过的电流比的电流大，断开S瞬间，电感线圈L、灯、灯和R构成回路，电流从同一值开始缓慢减小至为零，故灯闪亮后再逐渐熄灭，故C正确； D．稳定时的亮度比的亮度更亮，通过的电流比的电流大，滑动变阻器接入电路的电阻值比的电阻值大，故D错误。 故选C。 6．在如图所示的电路中，自感线圈的直流电阻很小，且小于灯泡的电阻。开关闭合后，灯泡正常发光。现断开开关S，以下说法正确的是（　　） A．断开S后，灯泡先变亮，再逐渐变暗 B．断开S后，灯泡在原来亮度基础上逐渐变暗 C．断开S的瞬间，灯泡立即熄灭 D．断开S的瞬间，通过灯泡的电流方向为从C到D 【答案】A 【详解】当灯泡正常发光时，线圈的直流电阻远小于灯泡的电阻，故线圈支路的电流大于灯泡电流，开关断开，则灯泡中的电流立即消失，但是L由于自感要阻碍自身电流的减小，L中的电流逐渐减小，由于L与灯泡组成回路，L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流突然变大且电流为反方向由D到C，然后逐渐减小到零，故灯泡闪亮一下再熄灭，故BCD错误，A正确。 故选A。 7．类比是研究问题的常用方法，在情景1中：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程描述，其中m为物体质量，G为其重力。在情境2中：如图所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中稳定后的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流随时间的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。从接通开关到电路稳定，关于该过程下列说法正确的是（　　） A．该变化规律是由于自感线圈中会产生阻止原电流变化的感应电流 B．其电流随时间的变化规律可用方程描述 C．电路中的电流变化率逐渐减小 D．电源提供的电能全部转化为了焦耳热 【答案】C 【详解】A．该变化规律是由于线圈中的电流变化引起磁通量的变化，导致在它自身激发感应电动势，从而阻碍原电流的变化，A错误； B．类比情景1，由闭合电路欧姆定律可知 B错误； C．由上式可知 由于、、不变，逐渐增大，则图像的斜率逐渐减小，即电路中的电流变化率逐渐减小，C正确。 D．电源提供的电能转化为了焦耳热和线圈的磁场能，D错误。 故选C。 二、多选题 8．如图，灯泡A的电阻小于灯泡B的电阻，线圈L的自感系数很大，直流电阻可忽略。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，A、B同时亮 B．闭合开关S，电路稳定后，A比B更亮 C．断开开关S后，A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗 D．断开开关S后，A、B中的电流方向均发生改变 【答案】BC 【详解】A．闭合开关S的瞬间，由于线圈的阻碍作用，A逐渐亮起来，B立即亮起来，故A错误； B．闭合开关S，电路稳定后，线圈相当于一根无电阻的导线，A、B并联，A的电阻小于B的电阻，A比B更亮，故B正确； C．断开开关S后，A、B与线圈组成闭合回路，电流以线圈原电流开始减小，A以原电流减小，B的电流突然增大，B闪亮一下然后逐渐变暗，故C正确； D．断开开关S后，A的电流方向不变，B的电流方向改变，故D错误。 故选BC。 9．如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的阻值为RL。由于自感线圈L的存在，电路在接通或断开时，会发生自感现象。则下列说法正确的是（　　） A．合上开关后，a、b、c三盏灯同时亮起来 B．合上开关后，a、b两盏灯先亮起来，c灯后亮起来 C．断开开关后，b灯会闪亮后熄灭 D．断开开关后，a灯先熄灭，b、c灯后熄灭 【答案】BD 【详解】AB．开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过c灯的电流逐渐增大，所以a、b两盏灯先亮起来，c灯后亮起来，故A错误，B正确； CD．断开开关后，a因回路被断而立刻熄灭，因自感线圈L的电流减小出现自感现象，从而阻碍回路的电流减小，由于自感线圈L、灯泡c、灯泡b组成回路，则b、c两盏灯电流会从c灯原来的电流逐渐减小，最后熄灭，故C错误，D正确。 故选BD。 10．如图所示，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；、是两个二极管，当电流从“+”流向“-”时能通过，反之不通过；是保护电阻，则（    ） A．闭合S之后，A灯慢慢变亮 B．闭合S之后，B灯一直不亮 C．断开S瞬间，B灯闪一下再慢慢熄灭 D．断开S瞬间，A灯闪一下再慢慢熄灭 【答案】BC 【详解】A．闭合S瞬间，A灯支路的二极管正向导通，A灯立即亮，之后线圈自感对电流变化的阻碍作用逐渐减弱，从线圈L流过的电流逐渐增大，A灯被短路后熄灭，故A错误； B．闭合S之后，B灯支路的二极管反向不能导通，B灯一直不亮，故B正确； CD．断开S瞬间，线圈L产生与原电流方向相同的自感电流，可通过二极管，故B灯闪一下再慢慢熄灭，而自感电流不能通过二极管，A灯不亮，故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题 11．下图是探究电磁感应规律的实验： (1)甲图中，闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转了一下。那么闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片突然向右滑动的过程，灵敏电流计的指针会向 偏转；闭合开关稳定后，将线圈从线圈中抽出的过程，灵敏电流计的指针会向 偏转。（选填“左”或“右”） (2)乙图中，为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环用轻绳竖直悬挂静止，并在长直螺线管的左侧且与其共轴。当光照加强时，金属环将向 （选填“左”或“右”）运动，并有 （选填“收缩”或“扩张”）的趋势。 (3)丙图（左）为某同学研究自感现象的实验电路图。先闭合开关，然后断开开关，观察开关断开时灯泡的亮度变化。该同学用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内通过线圈的电流随时间变化的图线，如丙图（右）所示。已知断电前通过线圈的电流，所用电源的电动势，内阻，灯泡，电阻，则线圈的直流电阻 。 【答案】(1) 左 右 (2) 左 收缩 (3)2 【详解】（1）甲图中，闭合开关瞬间，通过线圈A的电流增加，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向左偏转了一下。那么闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片突然向右滑动的过程，滑动变阻器的阻值减小，通过线圈A的电流也增加，则灵敏电流计的指针也会向左偏转；闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B中抽出的过程，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针会向右偏转。 （2）当光照加强时，光敏电阻的阻值减小，电路中的电流变大，则螺线管的磁场增强，根据楞次定律的推论“来拒去留”“增缩减扩”可知，金属环将向左运动，并有收缩的趋势。 （3）设路端电压为U，则 解得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 电磁感应 电磁感应现象 一、单选题 1．(22-23高二下·四川峨眉第二中学校·期中)在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述中不符合物理学史的是（　　） A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系 B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C．库仑最早通过扭秤实验精确测出了带电体之间的相互作用力 D．楞次经过长达十年的实验探索，发现了电磁感应现象 2．(22-23高二下·四川南充高级中学·期中)关于电磁感应，下列叙述正确的是（    ） A．电磁炉、电吹风、变压器、金属探测仪都是利用电磁感应原理制成的 B．只要穿过导体回路内的磁通量发生变化，就一定会产生感应电流 C．穿过回路的磁通量越大时，产生的感应电动势也一定越大 D．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现 3．(23-24高二下·四川眉山东坡区二校·期中)一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中，下面几种情况，线圈中有产生感应电流的是（　　） A．线圈沿磁场方向上下运动，如图（a）所示 B．线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，如图（b）所示 C．线圈绕垂直于磁场的转动轴转动，如图（c）所示 D．线圈绕平行于磁场的转动轴转动，如图（d）所示 二、多选题 4．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，在匀强磁场中，闭合等腰直角三角形线圈垂直磁场方向放置，下列情况中，线圈内一定能产生感应电流的是（　　） A．线圈在磁场中加速向上平移 B．磁场磁感应强度均匀减小 C．线圈以为轴匀速转动 D．磁场磁感应强度增大同时将线圈移出磁场的过程中 三、实验题 5．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)安宁河联盟校某物理实验小组探究“影响感应电流方向的因素”。 （1）如图甲所示，小组成员用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转；从负接线柱流入，指针将向左偏转。 （2）如图乙所示，将条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，感应电流产生的磁场方向 （选填“向上”或“向下”），电流计指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。 （3）如图丙所示，将条形磁铁插入螺线管的过程中，电流计指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。 6．(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素的实验中，分别进行以下探究。 (1)图a中，将条形磁铁从图示位置先向上，后向下移动一小段距离，出现的现象是______。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 (2)通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 （选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 (3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 （选填“左”或“右”）端。若开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针 。（选填“不偏转”或“向左偏转”或“向右偏转”） 7．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)某同学用以下实验装置探究电磁感应现象中的感应电流，G为灵敏电流计（已知电流从“＋”接线柱流入，指针向右偏转；电流从“-”接线柱流入，指针向左偏转）。 (1)如图甲，当导体棒ab水平向右运动时，该同学观察到灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 (2)如图乙，闭合开关S的瞬间，该同学观察到灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 (3)如图乙，闭合开关S，电路稳定后，快速移动滑动变阻器的滑片与缓慢移动滑动变阻器的滑片相比，观察到灵敏电流计的指针偏角更 （填“大”或“小”）。 8．(23-24高二下·四川成都第七中学·月考)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补接完整 。 (2)用此装置研究感应电流方向时：将原线圈A插入副线圈B后，如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针 （填“向左偏”、“向右偏”或“不偏”） (3)在闭合电键时，将原线圈A向下插入B中，线圈B对线圈A的作用力为 （填引力或斥力），线圈B对线圈A做 功（填正或负），实现了能量的转化。 感应电流方向的判断 一、单选题 1．(23-24高二下·四川内江第二中学·期中)矩形导线框ABCD竖直放置，当垂直线框平面向外的磁场的磁感应强度逐渐变大时（　　） A．线框中无感应电流 B．线框中有感应电流，方向为D→C→B→A→D C．线框中有感应电流，方向为D→A→B→C→D D．无法确定线框中有无感应电流 2．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)对楞次定律内容中“阻碍”的含义理解正确的是（　　） A．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反 B．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同 C．感应电流形成的磁场会阻止引起感应电流的磁通量的变化 D．当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同 3．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一圆形导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。则在时间内，下列判断正确的是（　　） A．线框R整体所受安培力方向始终向左 B．线框R中感应电流在时改变方向 C．线框R的面积始终有扩张的趋势 D．线框R中感应电流的方向始终沿顺时针方向 4．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流，矩形线框位于直导线下侧，与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流始终为顺时针方向 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 5．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流正方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，则（    ） A．时刻，穿过线圈P的磁通量最大，但感应电流为零 B．时刻，线圈P中感应电流为0，等于G C．时间内，螺线管对线圈是吸引力，且一直增大 D．时间内，穿过线圈P的磁通量变小，且线圈P有扩张的趋势 6．(23-24高二下·四川南充高级中学·月考)如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P、Q将相互远离 B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力 C．磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g D．磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量 7．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　） A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下，速度越来越小最终可以使轿厢停在图示位置 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 8．(22-23高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，从右向左看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是（　　）    A．逆时针，扩张趋势 B．逆时针，收缩趋势 C．顺时针，扩张趋势 D．顺时针，收缩趋势 二、多选题 9．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图，一条形磁铁竖直固定在水平地面上，在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面，桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方，在位置2时，条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中（　　） A．线圈产生的感应电流方向一直不变 B．从上往下看，线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C．线圈做减速直线运动 D．线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力 法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．(23-24高二下·四川成都外国语·月考)如图所示， 空间中存在匀强磁场B，方向垂直纸面向里。一长度为l的铜棒以速度v向右匀速运动，速度方向与铜棒之间的夹角为30°，则铜棒ab两端的电势差Uab为（　　） A．Blv B．-Blv C． D． 2．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，一边长L=10cm、匝数N=100匝、电阻r=2的正方形金属线框ABCD与阻值R=8的电阻组成闭合回路，其内三角形ECD区域存在垂直于纸面且随时间均匀变化的磁场（以垂直于纸面向外为正），E是AB边的中点，导线电阻不计，则t=0.1s时，通过电阻R的电流大小和方向是（　　） A．0 B．5.0A，a到b C．2．5A，a到b D．2.5A，b到a 3．(23-24高二下·四川成都简阳实验学校（成都石室阳安学校）·期中)如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线阻值为，在到时间内，磁感应强度B随时间t的变化关系为，规定竖直向下为安培力的正方向，t=0s时的磁场垂直于金属框所在平面向外，则在0～6s内安培力随时间的变化关系图像是（　　） A． B． C． D． 4．(23-24高二下·四川内江第六中学·期中)如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长，则下列说法正确的是（　　） A．在到时间内，金属框中的感应电动势为0.8V B．在时，金属框ab边受到的安培力的大小为0.16N C．在时，金属框ab边受到的安培力的方向垂直于ab向右 D．在到时间内，金属框中电流的电功率为0.064W 5．(22-23高二下·四川仁寿第一中学校（北校区）·期中)如图所示，半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，下列措施不能使电容器所带的电量增大的是（　　）    A．增大线圈的面积 B．增大磁感强度的变化率 C．电容器的两极板靠近些 D．使线圈平面与磁场方向成60°角 6．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图所示，半径为r的闭合环形线圈，在t时间内，内部磁场从B₁减小到0；外部磁场从0增加到B₂，（B₁、B₂均大于0，垂直于纸面向内为正方向），则该过程线圈产生的平均感应电动势为（　　） A． B． C． D． 7．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，MN、PQ为水平光滑金属导轨（金属导轨电阻忽略不计），MN、PQ相距，导体棒AB在两轨道间的电阻为，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻，，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用水平外力F拉着AB棒向右以速度做匀速运动（  ） A．导体棒AB产生的感应电动势 B．导体棒AB两端的电压 C．导体棒AB受到的外力 D．定值电阻和的总电功率为6.4W 8．(23-24高二下·四川南充嘉陵第一中学·期中)固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。内阻为R的金属棒一端与圆环接触良好，另一端通过电刷固定在竖直导电转轴上的P点（P为金属圆环的圆心），随轴以角速度顺时针匀速转动。在M点和电刷间接有阻值为R的电阻，不计其他电阻及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端的电压为 B．电路中的电流为 C．流过R的电流由M到N D．P点相当于电源的负极 二、多选题 9．(23-24高二下·四川成都成都外国语学校·期中)如图甲所示，导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。垂直框架面的磁场的方向向上，且磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在时间内，下列说法正确的是（　　） A．导体棒中电流恒定 B．电路中消耗的电功率一直增大 C．导体棒所受的安培力一直增大 D．导体棒所受的摩擦力一定先增大后减小 10．(23-24高二下·四川什邡中学·期中)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则（　　） A．θ＝0时，杆产生的感应电动势为2Bav B．θ＝时，杆产生的感应电动势为Bav C．θ＝0时，杆受的安培力大小为 D．θ＝时，杆受的安培力大小为 11．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，与水平面成，导轨两端均连接电阻，阻值，导轨间距。在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的变化规律如图乙所示。时刻，在右侧导轨斜面上与距离处，有一根阻值，的金属棒ab在导轨上由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中，流过的电流大小始终不变，重力加速度取，导轨电阻不计。下列说法正确的是 （　　） A．ab在磁场中运动的速度 B．流过的电流方向在时发生了改变 C．磁场上下边界、的距离 D．磁感应强度的最大值 12．(23-24高二下·四川达州通川区二校·期中)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘按图示方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，圆盘半径为r，圆盘匀速转动的周期为T。下列说法正确的是（　　） A．流过电阻R的电流方向为从a到b B．流过电阻R的电流方向为从b到a C．圆盘产生的电动势为 D．圆盘产生的电动势为 13．(22-23高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　）    A．圆盘逆时针匀速转动时，a点的电势高于b点的电势 B．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动 C．圆盘顺时针减速转动时，a点的电势高于b点的电势 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将受到向右的安培力 14．(22-23高二下·四川南充高级中学·期中)在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体棒。有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1和I别表示图中该处导线中的电流，则当AB棒（    ）    A．匀速滑动时，I1 = 0，I2 = 0 B．匀速滑动时，I1 ≠ 0，I2 = 0 C．减速滑动时，I1 ≠ 0，I2≠ 0 D．减速滑动时，I1 = 0，I2 = 0 三、解答题 15．(23-24高二下·四川宜宾第四中学校·期中)如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积，匝数，线圈电阻线圈与电阻R构成闭合回路，电阻，匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求： （1）0∼4.0s内通过电阻R的感应电流大小； （2）0∼6.0s内整个闭合电路中产生的热量。 法拉第电磁感应定律的应用 一、单选题 1．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，倾角，导轨间距。导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，其上端接一阻值的电阻。现有一质量，接入电阻的导体棒垂直于导轨，在一平行于导轨方向的恒力作用下，以的速度沿导轨匀速下滑。导轨电阻不计，重力加速度取，，，则外力F的大小和方向是（　　） A．，平行于导轨向上 B．，平行于导轨向下 C．，平行于导轨向下 D．，平行于导轨向上 2．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，当导体棒通过的位移为时，下列说法正确的是（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流 C．通过导体棒某截面的电荷量为 D．导体棒的速度为 3．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，空间某区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为L=0.2 m，磁感应强度大小B=0.3 T。现有一直径为D=L=0.2 m、电阻为r =0.6 Ω的圆形导线框，从图示位置开始计时，在外力作用下以v =1 m/s水平向右匀速穿过磁场区域。选逆时针方向为正方向，线框中感应电流随时间变化的图像是（其中，A、B选项为圆弧曲线，C、D选项为正弦曲线。） （　　） A． B． C． D． 4．(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)如图所示，先后以恒定的速度和把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况（　　） A．通过线框某截面的电荷量之比 B．线框中的感应电流之比 C．线框中产生的热量之比 D．线框中的感应电动势之比 5．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度，并且以的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度，在导轨上放着一金属棒MN，电阻，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量的重物。导轨的定值电阻，与P、Q端点相连组成回路。又知PN长。在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（    ） A．电阻R中电流的方向由Q到P B．电流的大小为0.1A C．从磁感应强度为开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉起 D．电阻R上产生的热量约为16J 6．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图所示，两足够长光滑金属导轨平行固定在同一绝缘水平面内，垂直于导轨的虚线CD右侧区域有竖直向上的匀强磁场B。两长度略大于导轨宽度的相同金属杆a、b垂直导轨静止放置在导轨上，杆a在CD左侧，杆b在CD 右侧足够远处。现给杆a一水平向右的初速度，两杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，两杆没有发生碰撞，不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A．杆a最后将停在导轨上 B．若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a的位移是不将杆b固定时的2倍 C．若在杆a进入磁场前将杆b固定，整个过程中通过杆b的电荷量是不将杆b固定时的2倍 D．若在杆a 进入磁场前将杆b固定，整个过程中杆a 中产生的焦耳热是不将杆b固定时的4倍 7．(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进武器。如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。一对足够长的光滑水平金属加速导轨M、N与可控电源相连，导轨电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场。装有“电磁炮”弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上，且始终与导轨接触良好，空气阻力不计。在某次试验发射时（　　） A．若要导体棒向右加速，则电流需从a端流向b端 B．导轨间磁场方向若改为水平向右导体棒仍可加速 C．若电源为恒压源，则导体棒可做匀加速直线运动 D．若电源为恒流源，则导体棒可做匀加速直线运动 二、多选题 8．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)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的金属棒悬挂在一根固定的轻弹簧的下端，金属棒与导轨接触良好，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，金属棒电阻为r，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大小小于重力加速度g大小 B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→a C．金属棒的速度为v时，它所受的安培力的大小为 D．在金属棒运动的整个过程中，回路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量 9．(23-24高二下·四川自贡第一中学校·期中)如图甲所示，将粗细均匀的导线做成的正方形线框abcd在磁场上方某高处由静止释放，cd边刚进入磁场时开始计时（），线框的图像如图乙所示，在时刻cd边刚离开磁场时速度也为，已知线框的质量为m、边长为L，两条水平虚线、相距为d（），虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里，磁场感应强度为B，重力加速度为g，则（    ） A．线框进入磁场过程中电流方向为adcba B．在时刻线框的速度为 C．cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为 D．线框穿过磁场的过程中产生的电热等于2mgd 10．(23-24高二下·四川江油太白中学·期中)如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好。重力加速度为g，则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．通过金属棒的电荷量为 B．流过定值电阻的电流方向是N→Q，流过金属棒的最大电流为 C．金属棒产生的焦耳热为 D．克服安培力做的功为mgh 11．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨PQ和，宽，放在倾角的绝缘斜面上，电阻，导轨的电阻不计，垂直于斜面向上的匀强磁场。金属杆质量为m，电阻，用轻绳通过定滑轮与质量的小物块相连，绳平行于斜面，系统恰能保持静止。现将的粘性橡皮泥粘在M上并由静止释放，经过一段时间后系统达到稳定状态，此过程金属杆移动的距离（g取10），下列说法中正确的是（　　） A．金属杆的质量 B．刚释放瞬间杆的加速度 C．稳定后金属杆的速度为 D．若从释放到系统达到稳定状态，电阻R产生的热量 12．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，虚线边界ab上方有无限大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。一正方形线框质量，电阻，边长，底边与磁场边界平行，从距离磁场边界高处由静止释放，在线框穿出磁场的过程中以下说法正确的是（）（    ） A．线框受到的安培力在一直增大 B．线框的速度将保持不变 C．线框的速度将一直减小 D．无论线框做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 13．(23-24高二下·四川成都天府新区实外高级中学·期中)如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R1，电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒MN水平放置，质量为m，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．只闭合开关S1，金属棒MN做匀加速直线运动。 B．只闭合开关S2，金属棒MN做匀减速直线运动。 C．只闭合开关S1，金属棒MN下降高度为h时速度为v，则所用时间 D．只闭合开关S2，通过金属棒MN的电流 14．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)随着我国航空母舰数量的增加，我国海上军事力量进一步加强，新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒ab，导轨间距为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰后与金属棒以共同速度进入磁场，轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，测得此过程中电阻R产生的焦耳热为Q，不计一切摩擦，则（　　） A．金属棒以速度进入磁场时的加速度大小为 B．整个过程中通过电阻R的电荷量为 C．经过位置时，金属棒克服安培力做功的功率小于 D．通过最后的过程中，金属棒上产生的焦耳热为 15．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图所示，一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，绕其垂直于磁感线的对称轴OO'以角速度ω匀速转动，匀强磁场只分布于OO'的左侧区域，磁感应强度为B，外接电阻为R，从图示位置转180°的过程中，下列说法正确的是（    ） A．感应电动势的最大值 B．磁通量的变化量为零 C．通过电阻R的电荷量 D．电阻R中产生的焦耳热为 16．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图甲，两固定平行且光滑的金属导轨MN、PQ与水平面的夹角均为，M、P之间接电阻箱，电阻箱的阻值范围为0～9.9Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度大小为B=0.5T。一质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置，其电阻为r。现由静止释放金属杆ab，测得其速度最大值为，改变电阻箱的阻值R，得到与R的关系如图乙所示。已知金属杆ab的长度和导轨间距均为L=2m，重力加速度大小取，sin37°=0.6，cos37°=0.8，金属杆ab与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．金属杆ab的质量为m=0.5kg B．金属杆ab的电阻为r=2Ω C．当R=2Ω时，金属杆ab匀速下滑过程中电阻箱R两端的电压为6V D．当R=1Ω时，若用时2s金属杆ab达到最大速度，则此过程中金属杆ab下滑的高度为3.6m 三、解答题 17．(23-24高二下·四川德阳外国语学校·期中)如图所示，边长为L的正方形金属框ABCD，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的下半部处于磁场内，磁场方向与线框平面垂直。磁场随时间变化规律为（）。求： （1）线框中感应电动势的大小； （2）t时刻的安培力大小和方向。 18．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)如图所示，有一对与水平面夹角为θ=53°的足够长平行倾斜粗糙导轨ab、cd，两导轨间距L=1m，顶端bc间连一电阻R，R=0.5Ω，在导轨与电阻构成的回路中有垂直轨道平面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小=1T。在导轨上横放一质量m=1kg，电阻r=0.5Ω、长度也为L的导体棒ef，导体棒与导轨始终接触良好，导体棒与导轨间动摩擦因素μ=0.5，又在导轨ab、cd的顶端通过导线连接一面积为S=m2，总电阻也为r、匝数N=100的带铁芯线圈（线圈中轴线沿竖直方向），在线圈内加上沿竖直方向，且均匀增加的磁场B（图中未画出），连接线圈电路上的开关K处于断开状态。不计导轨电阻，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2。求 (1)从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度是多少； (2)导体棒从静止释放到稳定运行的这段时间内，流过电阻R的电荷量q=6C，那么导体棒下滑的距离及R上产生的焦耳热是多少； (3)现闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上，那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小取值范围是多少？ 19．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为的电阻，导轨宽度。金属棒ab紧贴导轨，现使ab由静止开始下滑，通过传感器记录ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示。金属棒ab和导轨电阻不计，。求： 时间t/s 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 下滑距离h/m 0 0.18 0.61 1.20 1.97 2.80 3.80 4.80 5.80 6.80 （1）在前的时间内，金属棒ab中的平均电动势； （2）金属棒的质量m； （3）在前1.20s的时间内，电阻R上产生的热量。 20．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，平行金属导轨由粗糙的倾斜部分和光滑的水平部分平滑连接而成，导轨倾斜部分动摩擦因数，与水平面的夹角。开始时，导体棒cd静止在水平导轨左侧，其右侧有磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab从高的倾斜轨道上由静止释放，冲上水平导轨后与导体棒cd发生弹性碰撞。导体棒ab的质量，电阻，导体棒的质量，电阻。两导体棒长度和导轨间距均为，且在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属导轨电阻忽略不计，重力加速度取，，，求： （1）导体棒ab与导体棒发生弹性碰撞后的瞬间，ab的速度大小和的速度大小； （2）从导体棒ab与导体棒发生弹性碰撞后至最终稳定的过程中，导体棒ab产生的焦耳热； （3）上述（2）问过程中，通过导体棒的电荷量。 21．(23-24高二下·四川江油太白中学·期中)在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，相距为d，构成一矩形回路。导轨间距为l，导体棒的质量都为m，电阻都为R，导轨部分电阻可忽略不计。设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0。 （1）从开始运动到最终稳定，求电路中产生的电能； （2）求cd棒开始运动的加速度和cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小； （3）求两棒之间的最大距离。 22．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图甲，水平面上ab、cd两个导轨平行，电阻忽略不计，动摩擦因数为。bc处连接一电阻，质量为的导体杆ef静止，其电阻也为。以ef位置为坐标原点，水平向右为x轴，导轨平面存在如图乙所示，随x轴以正弦分布的磁场B，其峰值为，y轴方向的磁场与该位置x轴的磁场相同，已知。现用外力F拉动ef杆以速度匀速运动（忽略最开始的启动过程），求： （1）电流I随时间变化的表达式； （2）杆ef运动2L时，外力做的功W； （3）杆ef运动L时，流过R的电荷量q。 23．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图a，一倾角为θ的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为L的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末端装有挡板 M、N，两根平行金属棒G、H垂直导轨放置，G的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A相连；初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。从开始，H在水平向右拉力作用下向右运动；t=2s时，H与挡板M、N相碰后立即被锁定。G在后的速度—时间图像如图b所示，其中1~2s段为直线。已知：磁感应强度大小。。G、H和A的质量均为0.2kg，G、H的电阻均为0.1Ω；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；H与挡板碰撞时间极短；整个运动过程A未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好；sinθ=0.25，cosθ=0.97，重力加速度大小取求： （1）在1~2s时间段内，通过G的电流大小； （2）t=1.5s时，棒H上拉力的瞬时功率； （3）在2~3s时间段内，棒G滑行的距离。 24．(23-24高二下·四川广安友实学校、邻水正大实验学校·期中)某游乐园中过山车进入停车区时利用磁力进行刹车，磁力刹车原理可以简化为如图所示的模型：水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，金属棒沿导轨向右运动的过程，对应过山车的磁力刹车过程，假设的运动速度代表过山车的速度，所受的安培力代表过山车所受的磁场作用力。已知过山车以速度进入磁场区域，过山车的质量为，平行导轨间距离为，整个回路中的等效电阻为，磁感应强度大小为；已知刹车过程中轨道对过山车的摩擦阻力大小恒为，忽略空气阻力，求： （1）刚进入磁场区域时，过山车的加速度； （2）当过山车运动速度减至时，位移为，求此过程中电路中产生的焦耳热； （3）若磁力刹车直至速度减为0的过程所用时间为，求此过程中摩擦力对过山车做的功。 25．(23-24高二下·四川成都成都外国语学校·期中)如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。（已知重力加速度大小为，）不计导轨电阻。求： （1）金属棒刚进入磁场时的速度v的大小； （2）金属棒刚进入磁场时的加速度a； （3）金属棒穿过磁场过程中，所用的时间t和金属棒上产生的电热Q。 26．(23-24高二下·四川达州通川区二校·期中)如图所示，间距的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一阻值的定值电阻，整个装置被固定在绝缘水平面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小。质量均为，电阻均为、长度均为的金属棒MN、CD垂直放在导轨上，金属棒CD与导轨间的动摩擦因数，现给金属棒MN施加一水平向左的作用力F，使金属棒MN从静止开始以加速度大小做匀加速直线运动，当金属棒CD将要发生滑动时撤去力F。取重力加速度大小，导轨的电阻不计，金属棒CD与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，金属棒MN与导轨间的摩擦力忽略不计，求： （1）撤去力F的瞬间，通过金属棒CD的电流； （2）力F的最大功率。 27．(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为1m的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求： （1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度； （2）金属杆ab从开始运动的1.8s内所通过的位移； （3）从开始运动的1.8s内电阻R产生热量。 自感和涡流 一、单选题 1．下面列举的四种器件中，在工作时没有利用了电磁感应的是（    ） A．电磁炉 B．日光灯 C．速度选择器 D．高频感应炉 2．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成是为了增大涡流 B．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是利用了电磁阻尼的原理 C．机场用于安全检查的安全门能够检查出毒贩携带的毒品 D．摇动手柄使蹄形磁铁转动时，铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快 3．无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过发射线圈和接收线圈传输能量。手机的内置接收线圈可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　　） A．无线充电过程主要利用了电磁感应原理 B．在充电过程中只有电能间的相互转化 C．无线充电基座可以对所有手机进行充电 D．无线充电基座可以用稳恒直流电源充电 4．如图所示，两个完全相同的小灯泡D1、D2分别与电感线圈和电阻串联后并联到电源的两端。已知电感线圈的自感系数很大，其直流电阻可忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，两灯同时亮 B．断开前后，灯D2中的电流方向相反 C．断开瞬间，灯D1立即熄灭 D．断开瞬间，灯D2不会闪亮 5．如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终的亮度比的亮度更亮。下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，灯逐渐变亮 B．若断开时，灯逐渐熄灭 C．若断开时，灯闪亮后再逐渐熄灭 D．滑动变阻器接入电路的电阻值与的电阻值相同 6．在如图所示的电路中，自感线圈的直流电阻很小，且小于灯泡的电阻。开关闭合后，灯泡正常发光。现断开开关S，以下说法正确的是（　　） A．断开S后，灯泡先变亮，再逐渐变暗 B．断开S后，灯泡在原来亮度基础上逐渐变暗 C．断开S的瞬间，灯泡立即熄灭 D．断开S的瞬间，通过灯泡的电流方向为从C到D 7．类比是研究问题的常用方法，在情景1中：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程描述，其中m为物体质量，G为其重力。在情境2中：如图所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中稳定后的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流随时间的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。从接通开关到电路稳定，关于该过程下列说法正确的是（　　） A．该变化规律是由于自感线圈中会产生阻止原电流变化的感应电流 B．其电流随时间的变化规律可用方程描述 C．电路中的电流变化率逐渐减小 D．电源提供的电能全部转化为了焦耳热 二、多选题 8．如图，灯泡A的电阻小于灯泡B的电阻，线圈L的自感系数很大，直流电阻可忽略。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，A、B同时亮 B．闭合开关S，电路稳定后，A比B更亮 C．断开开关S后，A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗 D．断开开关S后，A、B中的电流方向均发生改变 9．如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，线圈的阻值为RL。由于自感线圈L的存在，电路在接通或断开时，会发生自感现象。则下列说法正确的是（　　） A．合上开关后，a、b、c三盏灯同时亮起来 B．合上开关后，a、b两盏灯先亮起来，c灯后亮起来 C．断开开关后，b灯会闪亮后熄灭 D．断开开关后，a灯先熄灭，b、c灯后熄灭 10．如图所示，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；、是两个二极管，当电流从“+”流向“-”时能通过，反之不通过；是保护电阻，则（    ） A．闭合S之后，A灯慢慢变亮 B．闭合S之后，B灯一直不亮 C．断开S瞬间，B灯闪一下再慢慢熄灭 D．断开S瞬间，A灯闪一下再慢慢熄灭 三、实验题 11．下图是探究电磁感应规律的实验： (1)甲图中，闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转了一下。那么闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片突然向右滑动的过程，灵敏电流计的指针会向 偏转；闭合开关稳定后，将线圈从线圈中抽出的过程，灵敏电流计的指针会向 偏转。（选填“左”或“右”） (2)乙图中，为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环用轻绳竖直悬挂静止，并在长直螺线管的左侧且与其共轴。当光照加强时，金属环将向 （选填“左”或“右”）运动，并有 （选填“收缩”或“扩张”）的趋势。 (3)丙图（左）为某同学研究自感现象的实验电路图。先闭合开关，然后断开开关，观察开关断开时灯泡的亮度变化。该同学用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内通过线圈的电流随时间变化的图线，如丙图（右）所示。已知断电前通过线圈的电流，所用电源的电动势，内阻，灯泡，电阻，则线圈的直流电阻 。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$