专题04 三大观点在电磁感应现象中的应用（人教版2019）-【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（人教版2019）

专题04 三大观点在电磁感应现象中的应用 经典基础题 1 考点01线框类问题 1 考点02单棒类问题 7 考点03含容单棒类问题 12 考点04双棒类问题 17 优选提升题 22 考点01线框类问题 22 考点02单棒类问题 29 考点03含容单棒类问题 35 考点04双棒类问题 41 线框类问题 1．（23-24高二下·重庆渝中·期中）图甲为某商场电梯，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小相等，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a、总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为时，轿厢悬停；当磁场平动速度为时，轿厢最终竖直向上以速度u匀速运动。已知导线框和轿厢的总质量为m，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．方向向下，方向向上 B．轿厢从悬停到匀速上升的过程中，平均速度为 C．匀强磁场的磁感应强度 D．轿厢匀速上升的过程中，外界每秒钟需要给轿厢系统提供的能量 【答案】D 【详解】A．依题意，轿厢悬停或者竖直向上做匀速运动时，均需要竖直向上的安培力，由左手定则可知，磁场相对轿厢的运动方向均为竖直向上，即速度和的方向都是竖直向上。A错误； C．轿厢悬停时，导线框中的电流大小为 又 联立，解得 C错误； B．轿厢从悬停到匀速上升的过程中轿厢相对地面的速度为v，由牛顿第二定律 故轿厢做加速度逐渐减小的加速运动，平均速度不等于，B错误； D．当磁场平动速度为时，线框向上运动，当其加速度为零时，达到最大速度，有 电梯向上匀速运动时，外界每秒钟提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热与重力势能增加量之和，即 D正确。 故选D。 2．（23-24高二下·江苏连云港·期中）做过“跳楼机”的游客感觉很刺激，“跳楼机”的电磁式制动原理如图乙所示。“跳楼机”主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀强磁场（竖直面内），每块磁场区域的宽度均为1m，高度均相同，磁感应强度的大小均为0.5T，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈（竖直面内），线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与每块磁场区域高度相同，总电阻为10Ω。若某次“跳楼机”失去其他保护，由静止从高处突然失控下落（下述问题假设高度足够高），乘客与设备的总质量为1000kg，重力加速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．“跳楼机”做自由落体运动 B．“跳楼机”的最大速度为10m/s C．“跳楼机”速度最大时，线圈中发热功率是1.25×104W D．当“跳楼机”的速度为2m/s时，“跳楼机”的加速度大小是2m/s2 【答案】B 【详解】A．线圈运动过程中，还受安培力作用，不是自由落体运动，故A错误； BD．跳楼机由静止下落后受安培力与重力，有 由法拉第电磁感应定律与欧姆定律有 可得 随着速度的增加，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，以后跳楼机做匀速运动，当跳楼机速度最大时，安培力与重力平衡有 解得 m/s 当“跳楼机”的速度为2m/s时，“跳楼机”的加速度大小是 m/s2 故B正确，D错误； C．当跳楼机速度最大时，根据 解得 A 线圈的发热功率为 W 故C错误； 故选B。 3．（23-24高二下·重庆南岸·期中）如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框abcd，从磁场区域Ⅰ上方某一位置由静止释放，线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内，ab边始终水平。重力加速度大小g。下列说法正确的是（    ） A．线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热小于Q B．磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为 C．cd边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量不相等 D．线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量不相同 【答案】B 【详解】A．磁场宽度与正方形线框的边长都为L，则线框只有进出磁场两个过程，各位置的瞬时速度如图所示 因线框cd边刚要出磁场区域I和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同为，说明出磁场的运动过程一定是减速运动，且穿过磁场的运动过程完全相同，则有 线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q，则线框穿过区域Ⅰ是完全相同的运动过程，产生的焦耳热一定为Q，故A错误； B．设磁场区域间的距离为H，选择线框cd边刚出磁场区域I和刚出磁场区域Ⅱ的过程，由动能定理有 解得 故B正确； C．由通过截面的电荷量公式为 因cd边穿过两个磁场区域的过程通过线框截面的磁通量的变化量相同，则电荷量q相等，故C错误； D．线框穿过两个磁场区域的过程，由动量定理有 又 因运动过程相同，则时间相同，且电量相等，则线框的速度变化量一定相同，故D错误。 故选B。 4．（23-24高二下·江苏南京·期中）如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有匝数为n、半径为R的圆形线圈，在时线圈由静止释放，经时间t速度变为v，假设此时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为B，线圈导线单位长度的质量、电阻分别为m、r，重力加速度为g，则下列说法正确（　　） A．在t时刻线圈的加速度大小为 B．0~t时间内线圈下落高度为 C．0~t时间内通过线圈的电荷量为 D．线圈下落过程中，通过线圈的磁通量始终为零 【答案】B 【详解】A．在t时刻，线圈切割辐向磁场产生感应电动势 感应电流 线圈所受安培力 由牛顿第二定律得 解得 故A错误； C．从开始下落到t时刻，设线圈中的平均电流为，由动量定理得 又 综合解得 故C错误； B．从开始下落到t时刻，下落高度为h，由 由C项分析可知 联立，解得 故B正确； D．线圈下落过程中，N极内部有竖直向上的磁场，通过线圈的磁通量不始终为零。故D错误。 故选B。 单棒类问题 5．（24-25高二上·辽宁·期中）如图所示，两足够长的平行导轨竖直放置，水平部分粗糙并固定在绝缘水平面上，弯曲部分光滑，两部分平滑连接，空间中存在竖直向下的匀强磁场，导轨右端与定值电阻相连。让导体棒ab从弯曲导轨上某位置由静止开始下滑，在水平导轨上运动一段距离后静止，导体棒ab运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab运动过程中，回路中产生逆时针方向的电流（从上往下看） B．导体棒ab沿光滑弯曲导轨运动过程中，通过电阻的电流一直增加 C．导体棒ab沿弯曲导轨运动过程中，所受安培力方向沿导轨切线向上 D．导体棒ab运动过程中，其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的热量之和 【答案】D 【详解】A．导体棒ab运动过程中，根据右手定则可知，回路中产生顺时针方向的电流（从上往下看），故A错误； BC．导体棒ab沿光滑弯曲导轨运动过程中，由左手定则可知，所受安培力方向水平向左；当导体棒运动到最底端时，重力沿切线方向的分力为0；所以在弯曲导轨运动过程中，重力沿切线方向的分力先大于安培力沿切线方向的分力，导体棒的速率增加；当重力沿切线方向的分力等于安培力沿切线方向的分力时，导体棒的速率最大；之后重力沿切线方向的分力小于安培力沿切线方向的分力，导体棒的速率减小，根据 可知电流I先增大，后减小，故BC错误； D．根据能量守恒定律可知，导体棒ab运动过程中减少的机械能转化为回路中定值电阻和导体棒产生的热量之和以及在水平轨道因摩擦而产生的热量，故其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的热量之和，故D正确。 故选D。 6．（23-24高二下·安徽·期中）如图，间距为L的平行、足够长的光滑金属导轨固定于水平面上，左侧连接一定值电阻R，质量为m，长度也为L的金属棒垂直静置于导轨上。空间存在垂直于水平面向上。磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给金属棒一向左的垂直于棒的水平速度v0，同时对金属棒施加垂直于棒，水平向右的拉力F，使金属棒在导轨上做匀变速直线运动，经时间t0，恰好回到初位置。已知重力加速度为g，除左侧定值电阻R外其余电阻均不计，拉力的初始值为F0。关于这段时间内的运动过程，下列说法正确的是（　　） A．金属棒电流方向始终为顺时针方向 B．金属棒加速度大小为 C．金属棒回到初位置时拉力大小为 D．拉力随时间变化图像（F-t）为一条直线 【答案】D 【详解】A．金属棒向左运动时，电流方向为逆时针，金属棒向右运动时，电流方向为顺时针，故A错误； B．金属棒在导轨上做匀变速直线运动，经时间t0，返回原位置，加速度不变，故回到原位置的速度大小为v0，方向向右，取向左为正方向，则有 解得 故B错误； C．刚开始时，有 金属棒回到初位置时，有 解得 故C错误； D．金属棒向左运动时，有 金属棒减速为零时，有 金属棒向右运动时，有 全程来看，斜率不变，F随t均匀变化，故D正确。 故选D。 7．（23-23高二下·天津·期中）如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成θ角，两道轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab，从距离地面高度h处静止释放，下滑一段距离后达到最大速度vm并刚好到达轨道底端，若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，摩擦力恒为f。则从开始下滑到达到最大速度的过程中（　　） A．金属杆做匀加速直线运动 B．电路产生的焦耳热等于 C．金属杆损失的机械能等于 D．金属杆所受安培力的冲量大小为 【答案】C 【详解】A．设金属轨道宽度为L，金属杆运动速度为，对金属杆受力分析可得 ， 即 可得开始时金属杆下滑速度增大，加速度在减小，当加速度等于0时，此时速度达到最大值，故A错误； B．从开始下滑到达到最大速度的过程中，根据能量守恒可得电路产生的焦耳热为 故B错误； C．从开始下滑到达到最大速度过程，金属杆损失的机械能为 故C正确。 D．从开始下滑到达到最大速度的过程中，根据动量定理可得 可知金属杆所受安培力的冲量大小为 故D错误。 故选C。 8．（23-24高二下·山东临沂·期中）如图甲所示，左侧接有定值电阻R=1.5Ω的水平平行且足够长的光滑导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=1kg、接入电路的阻值r=0.5Ω的金属棒在拉力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。若金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，取g=10m/s2，则金属棒从静止开始向右运动位移x=1m的过程中，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电荷量为0.25C B．金属棒克服安培力做功为0.5J C．电阻R产生的焦耳热为0.125J D．金属棒做加速度减小的变加速运动 【答案】B 【详解】A．根据 求得 A错误； B．由速度位移图像得金属棒所受的安培力 求得 则知与x是线性关系，当时，，时，，从起点发生位移的过程中，克服安培力做功 B正确； C．根据功能关系知，整个电路产生的焦耳热等于克服安培力做功，所以整个电路产生的焦耳热 定值电阻R中产生的焦耳热 C错误； D．速度位移图像的斜率 得 则速度增大，金属棒的加速度也随之增大，金属棒做加速度增加的变加速运动，D错误。 故选B。 含容单棒类问题 9．（23-24高二下·江苏盐城·期中）如图甲，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动.电容器的带电量Q随时间t变化的图像如图乙，不计导体棒及导轨电阻，下列关于电容器两极板间的电势差U、导体棒ab的速度v、受到的外力F以及回路中的电流i随时间t变化的图像一定错误的是（    ）          A．B． C． D． 【答案】C 【详解】由图乙所示图象可知：Q与t成正比，设比例系数为k，则 Q=kt AB．根据电容的定义式可知 感应电动势与电容器两极板间的电势差相等，即 U=BLv 解得 则U与t成正比，v与t成正比，其图象是过原点的倾斜直线，故AB正确； CD．导体棒的速度为 则导体棒做匀加速直线运动，其加速度 电流 其图像是平行于t轴的直线，由牛顿第二定律得 F-BIL=ma 解得 其图像是平行于t轴的直线，故C错误，D正确。 本题选择错误选项； 故选C。 10．（23-24高二下·江苏苏州·期中）如图所示，竖直向上的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，不计电阻的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨垂直。时，棒在重物的牵引下开始向右运动，时，重物落地且不反弹，则棒的速度大小v、电容器所带的电荷量q、棒中安培力的冲量大小I、棒克服安培力做的功W与时间t的关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设重物质量m0，导体棒质量m，则在任意时刻，对导体棒和重物的整体，根据牛顿第二定律有 m0g-BIL=(m+m0)a 在极短一段时间Δt内，导体棒中的感应电流 Δq=CΔU 在Δt时间内，有 ΔU=ΔE=BLΔv 联立上式可得 则在重物落地之前导体棒一直做匀加速运动，重物落地后，因导体棒两端的电压等于电容器两板间的电压，则导体棒将匀速运动； A．由以上分析可知，导体棒先做匀加速运动，后做匀速运动，选项A正确； B．电容器所带的电荷量，开始时 随时间逐渐增加，当重物落地后导体棒匀速运动时，电容器两板间电压保持不变，选项B错误； C．棒中安培力的冲量大小 则在重物落地之前，棒中安培力的冲量随时间均匀增加，选项C错误； D．安培力的功 则在重物落地之前W-t图像为抛物线，重物落地后安培力为零，则安培力的功为零，选项D错误。 故选A。 11．（23-24高二下·江苏苏州·期中）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直。t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABCD．开关S由1掷向2，电容器放电，会在电路中产生电流，导体棒中有电流通过，会受到安培力的作用，产生加速度而加速运动，速度增大，导体棒切割磁感线产生感应电动势，感应电动势增大，则电路中电流减小，导体棒所受安培力减小，加速度减小，因导轨光滑，所以在有电流通过棒的过程中，棒一直加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大；当感应电动势等于电容器两端的电压时，电路中无电流，导体棒做匀速运动，加速度为零，速度达到最大值，此时电容器所带电荷量q=CU不为零。故A、B、C错误，D正确。 故选D。 12．（23-24高二下·四川成都·期中）两间距为的光滑导轨水平放置于的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一电容为的电容器与定值电阻分别接在1和2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质量为的金属棒与导轨垂直放置。将开关S接1，时刻起，金属棒ab在的恒力作用下由静止开始向右运动，经过时间t，ab的位移大小为。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（　　） A．ab棒做加速度逐渐减小的加速运动 B． C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒做匀减速运动 D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，R上消耗的焦耳热为8J 【答案】D 【详解】A．ab棒由牛顿第二定律得 又 ，， 得 则 做匀加速直线运动，故A错误； B．根据 得 ， 故B错误； C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒受到的安培力与 v成正比，故加速度越来越小，故 C错误； D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2， R上消耗的焦耳热为导体棒的动能转化而来，故 故 D正确。 故选D。 双棒类问题 13．（23-24高二下·山东临沂·期中）如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两导体棒、均垂直于导轨静止放置。已知导体棒质量为，导体棒质量为，长度均为l，电阻均为，其余部分电阻不计。现使导体棒获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法错误的是（　　） A．任何一段时间内，导体棒的动能增加量小于导体棒的动能减少量 B．全过程中，两棒共产生的焦耳热为 C．全过程中，通过导体棒的电荷量为 D．任何一段时间内，导体棒的动量改变量跟导体棒的动量改变量总是大小相等、方向相反 【答案】B 【详解】A．由能量关系可知，任何一段时间内，导体棒的动能减少量等于导体棒的动能增加量与回路产生的焦耳热之和，则导体棒的动能增加量小于导体棒的动能减少量，选项A正确，不符合题意； B．全过程中，由动量守恒定律可知 两棒共产生的焦耳热为 选项B错误，符合题意； C．全过程中，对导体棒b由动量定理 通过导体棒的电荷量为 选项C正确，不符合题意； D．对导体棒ab系统，受合外力为零，则系统动量守恒，则任何一段时间内，导体棒的动量改变量跟导体棒的动量改变量总是大小相等、方向相反，选项D正确，不符合题意。 故选B。 14．（23-24高二下·北京顺义·期中）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab、cd，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒ab以水平向右的初速度，则（　　） A．导体棒ab刚获得速度时受到安培力大小为 B．导体棒ab、cd均做匀变速直线运动 C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为 D．两导体棒最终速度都为零 【答案】C 【详解】A．导体棒ab刚获得速度时受到安培力大小为 可得 选项A错误； B．导体棒ab、cd只受等大反向的安培力，加速度均为 即导体棒ab做加速度减小的减速运动，导体棒cd做加速度减小的加速运动，最终共速做匀速运动，选项B错误； C．当两棒共速时满足 则两导体棒运动的整个过程中产生的热量为 选项C正确； D．两导体棒最终以速度做匀速运动，选项D错误。 故选C。 15．（23-24高二下·江苏镇江·期中）如图所示，ab杆与cd杆放置在光滑水平轨道上，时刻ab杆以初速度向右运动，直到两杆达到稳定状态。v、a、q、，x分别表示cd杆的速度、加速度、通过的电量、动能、位移，轨道电阻不计，杆与轨道始终接触良好，则下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．通过受力分析可知，运动过程中，ab受到向左的安培力，做减速运动，cd杆受到向右的安培力，做加速运动。设ab杆的速度为，杆长为，质量为，cd杆的速度为，杆长为，质量为，则整个回路的电动势为 因为减小，增大，故感应电动势逐渐减小，感应电流也逐渐减小。运动过程中，由牛顿第二定律，对ab杆有 故ab杆做初速度为，加速度减小的减速运动，对cd杆有 故cd杆做初速度为零，加速度减小的加速运动，且根据动量定理可得 即当 即 时，回路中电动势为零，电流为零。故A错误； B．图像的面积表示速度的大小，cd杆做初速度为零，加速度减小的加速运动，开始时加速度最大，随着时间的推移加速度逐渐变小，但是因杆的安培力越来越小，加速度随时间的变化应越来越小，故B错误； C．对cd杆，根据动量定理得 联立解得 又 但当二杆共速后，电流为0，电荷量为0，故C错误； D．对cd杆研究，根据动能定理可得 由于I减小，故图像的斜率随x的增大而减小直到速度不变，故D正确。 故选D。 16．（23-24高二下·河南郑州·期中）如图所示，间距分别为和的两组平行光滑导轨、和、用导线连接，它们处于磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，质量为、单位长度阻值为的两相同导体棒和垂直导轨分别置于导轨、和、上，现导体棒以初速度向右运动，不计导轨及导线电阻，两导轨足够长且导体棒始终在导轨、上运动，则下列说法正确的是（　　） A．当导体棒刚开始运动时，导体棒的加速度大小为 B．当导体棒刚开始运动时，导体棒的加速度大小为 C．当两导体棒速度达到稳定时，导体棒的速度为 D．当两导体棒速度达到稳定时，导体棒的速度为 【答案】B 【详解】AB．当导体棒刚开始运动时，回路产生的感应电动势 回路的电流 导体棒的加速度大小 导体棒的加速度大小 A错误，B正确； CD．由于两个导体棒中电流始终相等，因此安培力大小之比为2：1，对于导体棒ab，根据动量定理 对于导体棒cd，根据动量定理 又由于最终回路中没有感应电流，即两个导体棒产生的感应电动势大小相等 各式联立得 ，， CD错误。 故选B。 线框类问题 17．（23-24高二下·山东烟台·期中）在光滑水平桌面上存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁场边界如图所示。正方形单匝导体线框abcd的边长L=0.2m、质量m=0.2kg、电阻。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场SP边界平行且距离为L。现对线框施加一大小、方向与水平向右方向成的恒力，使其在图示水平桌面上由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，线框在垂直于SP方向上做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度g=10m/s2，从线框开始运动到线框全部进入磁场中，下列说法中正确的是（    ） A．匀强磁场磁感应强度B的大小为 B．全过程线框产生焦耳热0.4J C．整个回路通过的电荷量为 D．磁场区域的SP边宽度为0.65m 【答案】BCD 【详解】A．ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在沿ab方向有 max = Fcos 代入数据有 ax = 10m/s2 在沿da方向有 may = Fsin 代入数据有 ay = 10m/s2ab边进入磁场开始，ab边在沿da方向切割磁感线；ad边和bc边的部分也开始进入磁场，且在沿ab方向切割磁感线。但ad和bc边的进入磁场部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力沿ad方向，ad边的进入磁场部分受到的安培力沿ab方向，bc边的进入磁场部分受到的安培力沿ba方向，则ad边和bc边的进入磁场部分部分受到的安培力相互抵消，故线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的沿ad方向的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在垂直于SP方向线框做匀速运动，有 Fsin- BIL = 0 E = BLvy 联立有 故A错误； B．由题知，从ab边进入磁场开始，在沿da方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有 Q = W安 = BILy y = L Fsin= BIL 联立解得 Q = 0.4J 故B正确； C．整个回路通过的电荷量 故C正确； D．线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为 vy = ayt1 L = vyt2 t = t1 + t2 联立解得 t = 0.3s 线框在沿ab方向一直做匀加速直线运动，则在沿ab方向有 则磁场区域的SP边宽度 X = x + L = 0.65m 故D正确。 故选BCD。 18．（23-24高二下·山东聊城·期中）如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长，质量，电阻的单匝正方形线框甲，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场。另外在右边很远处（不会和线框甲相遇）有一个线框乙（边长小于d）。线框乙的上边框被替换成一个电容器（电容C足够大），在匀强磁场中由静止开始下落。下列说法正确的是（    ） A．线框甲刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为 B．线框甲从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为6.4J C．线框甲从开始进入场到竖直下落过程中能穿过6个完整磁场区域 D．线框乙做匀加速直线运动，其加速度大小一定小于线框甲的加速度大小 【答案】BCD 【详解】A．根据题意可得 E=Blv0 F=BIl 联立解得线框刚进入第一个磁场区域时受到的安培力为 F=2N 则线框的加速度大小为 故A错误； B．当线框水平速度减为零时竖直下落，线框受到安培力的合力水平向左，安培力对线框做的负功等于电路中产生的焦耳热，由功能关系可得 故B正确； C．水平方向安培力大小为 设水平向右为正，由水平方向动量定理可得 解得 x=6.4m 线框穿过1个完整磁场区域，有安培力作用的水平距离为2l，则有 则线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过6个完整磁场区域，故C正确； D．乙线圈下落时 解得 则线框乙做匀加速直线运动，其加速度大小一定小于线框甲的加速度大小，选项D正确。 故选BCD。 19．（23-24高二下·湖南邵阳·期中）如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。初速度为的线框abcd沿斜面加速下滑s后，bc边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，bc边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动，已知线框边长为l、匝数为n、总电阻为r，斜面与水平面的夹角为。过山车的总质量为m，所受摩擦阻力大小恒为f，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为逆时针方向 B．线框刚进入磁场时，线框受到安培力大小为 C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为 D．线框穿过磁场过程中产生的焦耳热 【答案】BC 【详解】A．根据右手定则可知，线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为顺时针方向，A错误； B．由动能定理可知，从初始位置到刚进入磁场时 解得 线框刚进入磁场时，产生的感应电动势为 此时线框受到的安培力为 解得 B正确； C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为 C正确； D．设边出磁场区域时线框匀速运动的速度为，则 线框穿过磁场过程中，根据动能定理可得 由功能关系可知 D错误。 故选BC。 20．（22-23高二下·河南周口·期中）在光滑绝缘水平面上有如图所示两部分的磁场区域Ⅰ和Ⅱ（俯视），分别存在着垂直纸面向里和垂直纸面向外的宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。边长为L的正方形单匝金属线框在水平向右的拉力F的作用下（图中未画出）以初速度进入，且能保持全过程匀速穿过磁场区域。已知线框的电阻为R，则在整个过程中（    ）    A．线框受到水平拉力的最大值为 B．线框受到水平拉力的最大值为 C．线框产生的焦耳热 D．线框产生的焦耳热 【答案】AD 【详解】AB．全过程中线框受到水平拉力的最大值为 ，， 整理得 选项A正确，B错误； CD．从线框右边框刚进入磁场Ⅰ到右边框刚进入磁场Ⅱ线框产生的焦耳热为 从线框右边框刚进入磁场Ⅱ到右边框刚要离开磁场Ⅱ线框产生的焦耳热为 从线框右边框刚要离开磁场Ⅱ到线框左边框离开磁场Ⅱ线框产生的焦耳热为 全过程中线框产生的焦耳热 选项C错误，D正确。 故选AD。 单棒类问题 21．（23-24高二下·四川成都·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 【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。 22．（23-24高二下·山东淄博·期中）如图甲，MN、PQ为两根间距为L的足够长固定平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间夹角，上端M、P间接一个阻值为R的定值电阻，两导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，长为L、质量为m的金属棒ab放置在导轨上。现将棒由静止释放，同时对棒施加一个沿导轨向下的恒定拉力F，当棒下滑距离d时，棒刚好达到匀速运动状态，此过程中棒的加速度大小随其速度变化的关系图像如图乙。重力加速度为g，金属棒及导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A．拉力的大小 B．匀强磁场的磁感应强度 C．金属棒加速过程中通过棒某一截面的电量为 D．金属棒加速过程中，电阻R上产生的焦耳热 【答案】ACD 【详解】AB．根据题意，由图乙可知，当棒的速度为0时，加速度为g，则有 当棒的速度为时，加速度为0，则有感应电动势为 感应电流为 金属棒受到的安培力为 又有 解得 ， 故A正确，B错误； C．根据题意，由公式、和可得，金属棒加速过程中通过棒某一截面的电量为 故C正确； D．根据题意，金属棒加速过程中，由能量守恒定律有 解得 故D正确。 故选ACD。 23．（23-24高二下·四川成都·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 【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。 24．（23-24高二下·山东青岛·期中）如图所示，间距为L的足够长光滑导轨水平放置，导轨左侧连接一定值电阻R，导轨所在区域存在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场。垂直导轨放置的导体棒ab在水平外力F作用下由静止开始运动，F随t变化的规律如图乙所示。已知在时间内，导体棒加速度恒定，运动过程中，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，棒和导轨的电阻不计，乙图中、、均为已知量。下列说法正确的是（  ） A．以后，导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动 B．以后，导体棒的最大速度为 C．时间内，通过导体棒横截面的电荷量为 D．时间内，导体棒的加速度大小为 【答案】AC 【详解】A．因在时间内导体棒做匀加速直线运动，则在时刻F2大于导体棒所受的安培力，在以后，外力保持不变，安培力逐渐变大，导体棒做加速度越来越小的加速运动，当加速度为0，即导体棒所受安培力与外力相等时，导体棒开始做匀速直线运动，故A正确； B．根据 得 故B错误； D．设在时间内导体棒的加速度为a，导体棒的质量为m，由牛顿第二定律得 其中 又 v=at 联立变形得 结合图乙得 解得 故D错误； C．通过导体棒横截面的电荷量 又 解得 故C正确。 故选AC。 含容单棒类问题 25．（24-25高二上·浙江杭州·期中）我国第三艘航母福建舰已正式下水，如图甲所示，福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型，直流电源的电动势为E，电容器的电容为C，两条相距L的固定光滑导轨，水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m，电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态，并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电，充电结束后，再将K置于b，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．空间存在的磁场方向为垂直纸面向外 B．金属滑块在轨道上运动的最大加速度为 C．金属滑块在轨道上运动的最大速度为 D．金属滑块滑离轨道的整个过程中流过它的电荷量为 【答案】BC 【详解】A．开关K置于b的瞬间，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，根据左手定则可知，空间存在的磁场方向应垂直纸面向里，故A错误； B．开关K置于b的瞬间，流过金属滑块的电流最大，此时对应的安培力最大，滑块的加速度最大，根据牛顿第二定律可得 解得 故B正确； CD．金属滑块运动后，切割磁感线产生电动势，当电容器电压与滑块切割磁感线产生电动势相等时，滑块速度不再变化，做匀速直线运动，此时速度达到最大，设金属滑块加速运动到最大速度时两端电压为U，电容器放电过程中的电荷量变化为∆q，放电时间为∆t，在金属块滑动过程中，由动量定理得 电容器放电过程的电荷量变化为 根据法拉第电磁感应定律可得 联立解得 ， 故C正确，故D错误。 故选AC。 26．（23-24高二下·四川成都·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 【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。 27．（23-24高二下·福建泉州·期中）如图所示，水平面内有两根间距为d的光滑平行导轨，右端接有电容为C的电容器。一质量为m的导体棒固定于导轨上某处，轻绳一端连接导体棒，另一端绕过定滑轮下挂一质量为M的物块。由静止释放导体棒，物块下落从而牵引着导体棒向左运动。空间中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B，不计导体棒和导轨的电阻，忽略绳与定滑轮间的摩擦。若导体棒运动过程中电容器未被击穿，导体棒始终与导轨接触良好并保持垂直，重力加速度为g，则在物块由静止到下落高度为h的过程中（　　） A．物块做匀加速直线运动 B．物块与导体棒组成的系统减少的机械能小于导体棒克服安培力做的功 C．轻绳的拉力大小为 D．电容器增加的电荷量为 【答案】ACD 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，导体棒产生的感应电动势为 电容器两端电压在时间内的变化量为 在时间内电容器储存的电荷量的变化量为 则回路中的电流为 导体棒所受安培力为 根据牛顿第二定律可得 联立解得 可知物块做匀加速直线运动，故A正确； B．根据能量守恒定律可知物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服安培力做的功，故B错误； C．对物块受力分析，由牛顿第二定律可知 解得 故C正确； D．电容器增加的电荷量为 又 解得 故D正确。 故选ACD。 28．（23-24高二下·山东枣庄·期中）如图所示，倾角的斜面上放置一间距的足够长光滑形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小、方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻不计的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中（电动势未达到电容器击穿电压），取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．电容器板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加 B．经后，导体棒的速度 C．回路中电流与时间的关系为 D．重物和导体棒在运动过程中减小的机械能转化为回路的焦耳热 【答案】AB 【详解】A．设运动过程中经时间导体棒的速度增加，对电容器，两极板的充电电流， 对导体棒受力分析，由牛顿第二定律有 对重物受力分析，有 解得 即重物的加速度恒定，所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动，电容器两极板所带电荷量 随时间均匀增加，由右手定则可知，板带正电，选项A正确； B．经后，导体棒的速度 选项正确； C．由项分析可知回路中电流恒定且 选项错误； D．重物和导体棒在运动过程中减小的机械能除了转化为回路的焦耳热，还会转化为电容器的电能，选项D错误。 故选AB。 双棒类问题 29．（23-24高二下·广西南宁·期中）如图所示，相距为L的光滑平行金属导轨固定于水平地面上，由竖直放置的半径为R的圆弧部分和水平平直部分组成。MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属棒ab和cd（长度均为L）垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触；cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半。已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．cd刚离开磁场前闭合回路中产生的感应电流方向为a→b→d→c B．cd在磁场中运动的速度不断变大，水平方向受力不断增大 C．cd刚离开磁场时，ab两端的电压为 D．从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为 【答案】AC 【详解】A．根据题意可知，在磁场中，cd刚离开磁场前金属棒ab的速度大于cd的速度，回路的面积减小，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律可知，闭合回路感应电流产生的磁场与原磁场方向相同，闭合回路中产生的感应电流方向为a→b→d→c，故A正确； B．金属棒ab的速度大于cd的速度，回路中的电动势为 对金属棒ab，根据右手定则，从上往下看感应电流方向为顺时针方向，根据左手定则，ab所受安培力方向向左，ab做减速运动，cd所受安培力方向向右，cd做加速运动，则感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，即cd在磁场中运动的速度不断变大，水平方向受力不断变小，故B错误； C．对金属棒ab在圆弧下滑过程有 对金属棒ab和cd有 此时感应电动势 ab两端的电压 解得 故C正确； D．从ab由静止释放至cd刚离开磁场过程，根据能量守恒有 cd上产生的焦热 解得 故D错误。 故选AC。 30．（23-24高二下·河北邢台·期中）如图，两平行光滑金属长导轨固定在水平面上，间距为L。导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，相同材质的金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度，a棒向右减速滑动。当a棒速度减为0时，解除b棒的固定并同时给b棒一个向右的初速度，又经足够长时间后，a、b间距离不变且与最初相等，且上述过程中a、b没有相碰。下列说法正确的是（　　）。 A． B．整个过程中b棒中产生的电热为 C．整个过程中b棒中产生的电热为 D．整个过程中通过b棒横截面的电荷量为0 【答案】ACD 【详解】材料相同的a和b质量分别为m、2m，长度均为L，a棒的电阻为R，根据可知，b的横截面积为a的2倍，根据电阻定律可知，b的电阻为0.5R。 A．b棒被固定在导轨上，对a分析，取向右为正方向，根据动量定理可得： b棒一个向右的初速度vb后，设二者达到的共同速度为v，取向右为正方向，对a根据动量定理可得 最后a、b间距离不变且与最初相等，则有 联立解得 取向右为正方向，对b根据动量定理可得 解得 故A正确； BC．第一个过程中b棒产生的电热为 第二个过程中b棒产生的电热为 解得 整个过程中b棒中产生的电热为 解得 故B错误，C正确； D．最后a、b间距离不变且与最初相等，磁通量变化为零，根据电荷量的计算公式可得 故D正确。 故选ACD。 31．（23-24高二下·福建泉州·期中）如图所示，宽度为的水平宽导轨左侧平滑连接倾斜导轨，右侧连接宽度为的水平窄导轨，宽窄导轨区域分别有竖直向上的匀强磁场和，。一质量为、电阻为的导体棒静止在窄导轨区域，另一质量为、电阻为的导体棒由倾斜导轨h高处静止滑下。宽窄导轨长度足够，不计导轨电阻和一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．导体棒进入水平宽导轨时的速度 B．两导体棒达到稳定状态后，导体棒的速度 C．整个过程在导体棒上产生的焦耳热 D．整个过程通过导体棒的电荷量 【答案】ACD 【详解】A．根据动能定理有 解得 故A正确； BD．两导体棒达到稳定状态时，设a、b导体棒的速度分别为，，则有 对a、b导体棒根据动量定理有 解得 ， 由于 解得 故B错误，D正确； C．根据能量守恒定律有 整个过程在导体棒上产生的焦耳热 解得 故C正确； 故选ACD。 32．（23-24高二下·重庆渝中·期中）如图所示，光滑平行金属导轨PQ，MN固定在水平地面上，其间距分别为2L和L，导轨电阻不计。金属棒a、b分别垂直放置在导轨PQ、MN上，其长度分别为2L和L，质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，导轨PQ区域磁感应强度为B，导轨MN区域磁感应强度为2B。棒a的初速度向左、棒b的初速度向右、大小均为，经过时间，b棒的速度减小为，方向向右。a棒始终在PQ轨道上运动，b棒始终在MN轨道上运动，下列说法正确的是（　　） A．金属棒a、b系统动量守恒 B．，棒a相对与棒b的位移大小为 C．，棒a的位移大小为 D．从开始运动到b棒的速率为的过程中流过金属棒a的电荷量可能为 【答案】AC 【详解】A．根据右手定则，可知a棒产生的感应电流与b棒产生的感应电流方向相同，设回路总电流为，a棒受到的安培力为 方向水平向右，b棒受到的安培力为 方向水平向左，故系统合外力为零，金属棒a、b系统动量守恒，故A正确； B．，对金属棒b，根据动量定理有 电量为 联立解得，棒a相对与棒b的位移大小为 故B错误； C．金属棒a、b系统动量守恒，则 则 可得 又 解得，棒a的位移大小为 故C正确； D．从开始运动到b棒的速率为的过程中流过金属棒a的总电荷量为 故从开始运动到b棒的速率为的过程中流过金属棒a的电荷量不可能为，故D错误。 故选AC。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 三大观点在电磁感应现象中的应用 经典基础题 1 考点01线框类问题 1 考点02单棒类问题 3 考点03含容单棒类问题 5 考点04双棒类问题 7 优选提升题 9 考点01线框类问题 9 考点02单棒类问题 12 考点03含容单棒类问题 14 考点04双棒类问题 16 线框类问题 1．（23-24高二下·重庆渝中·期中）图甲为某商场电梯，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小相等，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a、总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为时，轿厢悬停；当磁场平动速度为时，轿厢最终竖直向上以速度u匀速运动。已知导线框和轿厢的总质量为m，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．方向向下，方向向上 B．轿厢从悬停到匀速上升的过程中，平均速度为 C．匀强磁场的磁感应强度 D．轿厢匀速上升的过程中，外界每秒钟需要给轿厢系统提供的能量 2．（23-24高二下·江苏连云港·期中）做过“跳楼机”的游客感觉很刺激，“跳楼机”的电磁式制动原理如图乙所示。“跳楼机”主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀强磁场（竖直面内），每块磁场区域的宽度均为1m，高度均相同，磁感应强度的大小均为0.5T，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈（竖直面内），线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与每块磁场区域高度相同，总电阻为10Ω。若某次“跳楼机”失去其他保护，由静止从高处突然失控下落（下述问题假设高度足够高），乘客与设备的总质量为1000kg，重力加速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．“跳楼机”做自由落体运动 B．“跳楼机”的最大速度为10m/s C．“跳楼机”速度最大时，线圈中发热功率是1.25×104W D．当“跳楼机”的速度为2m/s时，“跳楼机”的加速度大小是2m/s2 3．（23-24高二下·重庆南岸·期中）如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框abcd，从磁场区域Ⅰ上方某一位置由静止释放，线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内，ab边始终水平。重力加速度大小g。下列说法正确的是（    ） A．线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热小于Q B．磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为 C．cd边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量不相等 D．线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量不相同 4．（23-24高二下·江苏南京·期中）如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有匝数为n、半径为R的圆形线圈，在时线圈由静止释放，经时间t速度变为v，假设此时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为B，线圈导线单位长度的质量、电阻分别为m、r，重力加速度为g，则下列说法正确（　　） A．在t时刻线圈的加速度大小为 B．0~t时间内线圈下落高度为 C．0~t时间内通过线圈的电荷量为 D．线圈下落过程中，通过线圈的磁通量始终为零 单棒类问题 5．（24-25高二上·辽宁·期中）如图所示，两足够长的平行导轨竖直放置，水平部分粗糙并固定在绝缘水平面上，弯曲部分光滑，两部分平滑连接，空间中存在竖直向下的匀强磁场，导轨右端与定值电阻相连。让导体棒ab从弯曲导轨上某位置由静止开始下滑，在水平导轨上运动一段距离后静止，导体棒ab运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab运动过程中，回路中产生逆时针方向的电流（从上往下看） B．导体棒ab沿光滑弯曲导轨运动过程中，通过电阻的电流一直增加 C．导体棒ab沿弯曲导轨运动过程中，所受安培力方向沿导轨切线向上 D．导体棒ab运动过程中，其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的热量之和 6．（23-24高二下·安徽·期中）如图，间距为L的平行、足够长的光滑金属导轨固定于水平面上，左侧连接一定值电阻R，质量为m，长度也为L的金属棒垂直静置于导轨上。空间存在垂直于水平面向上。磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给金属棒一向左的垂直于棒的水平速度v0，同时对金属棒施加垂直于棒，水平向右的拉力F，使金属棒在导轨上做匀变速直线运动，经时间t0，恰好回到初位置。已知重力加速度为g，除左侧定值电阻R外其余电阻均不计，拉力的初始值为F0。关于这段时间内的运动过程，下列说法正确的是（　　） A．金属棒电流方向始终为顺时针方向 B．金属棒加速度大小为 C．金属棒回到初位置时拉力大小为 D．拉力随时间变化图像（F-t）为一条直线 7．（23-23高二下·天津·期中）如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成θ角，两道轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab，从距离地面高度h处静止释放，下滑一段距离后达到最大速度vm并刚好到达轨道底端，若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，摩擦力恒为f。则从开始下滑到达到最大速度的过程中（　　） A．金属杆做匀加速直线运动 B．电路产生的焦耳热等于 C．金属杆损失的机械能等于 D．金属杆所受安培力的冲量大小为 8．（23-24高二下·山东临沂·期中）如图甲所示，左侧接有定值电阻R=1.5Ω的水平平行且足够长的光滑导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=1kg、接入电路的阻值r=0.5Ω的金属棒在拉力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。若金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，取g=10m/s2，则金属棒从静止开始向右运动位移x=1m的过程中，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电荷量为0.25C B．金属棒克服安培力做功为0.5J C．电阻R产生的焦耳热为0.125J D．金属棒做加速度减小的变加速运动 含容单棒类问题 9．（23-24高二下·江苏盐城·期中）如图甲，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动.电容器的带电量Q随时间t变化的图像如图乙，不计导体棒及导轨电阻，下列关于电容器两极板间的电势差U、导体棒ab的速度v、受到的外力F以及回路中的电流i随时间t变化的图像一定错误的是（    ）          A．B． C． D． 10．（23-24高二下·江苏苏州·期中）如图所示，竖直向上的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，不计电阻的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨垂直。时，棒在重物的牵引下开始向右运动，时，重物落地且不反弹，则棒的速度大小v、电容器所带的电荷量q、棒中安培力的冲量大小I、棒克服安培力做的功W与时间t的关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（23-24高二下·江苏苏州·期中）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直。t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 12．（23-24高二下·四川成都·期中）两间距为的光滑导轨水平放置于的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一电容为的电容器与定值电阻分别接在1和2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质量为的金属棒与导轨垂直放置。将开关S接1，时刻起，金属棒ab在的恒力作用下由静止开始向右运动，经过时间t，ab的位移大小为。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（　　） A．ab棒做加速度逐渐减小的加速运动 B． C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒做匀减速运动 D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，R上消耗的焦耳热为8J 双棒类问题 13．（23-24高二下·山东临沂·期中）如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两导体棒、均垂直于导轨静止放置。已知导体棒质量为，导体棒质量为，长度均为l，电阻均为，其余部分电阻不计。现使导体棒获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法错误的是（　　） A．任何一段时间内，导体棒的动能增加量小于导体棒的动能减少量 B．全过程中，两棒共产生的焦耳热为 C．全过程中，通过导体棒的电荷量为 D．任何一段时间内，导体棒的动量改变量跟导体棒的动量改变量总是大小相等、方向相反 14．（23-24高二下·北京顺义·期中）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab、cd，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒ab以水平向右的初速度，则（　　） A．导体棒ab刚获得速度时受到安培力大小为 B．导体棒ab、cd均做匀变速直线运动 C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为 D．两导体棒最终速度都为零 15．（23-24高二下·江苏镇江·期中）如图所示，ab杆与cd杆放置在光滑水平轨道上，时刻ab杆以初速度向右运动，直到两杆达到稳定状态。v、a、q、，x分别表示cd杆的速度、加速度、通过的电量、动能、位移，轨道电阻不计，杆与轨道始终接触良好，则下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 16．（23-24高二下·河南郑州·期中）如图所示，间距分别为和的两组平行光滑导轨、和、用导线连接，它们处于磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，质量为、单位长度阻值为的两相同导体棒和垂直导轨分别置于导轨、和、上，现导体棒以初速度向右运动，不计导轨及导线电阻，两导轨足够长且导体棒始终在导轨、上运动，则下列说法正确的是（　　） A．当导体棒刚开始运动时，导体棒的加速度大小为 B．当导体棒刚开始运动时，导体棒的加速度大小为 C．当两导体棒速度达到稳定时，导体棒的速度为 D．当两导体棒速度达到稳定时，导体棒的速度为 线框类问题 17．（23-24高二下·山东烟台·期中）在光滑水平桌面上存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁场边界如图所示。正方形单匝导体线框abcd的边长L=0.2m、质量m=0.2kg、电阻。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场SP边界平行且距离为L。现对线框施加一大小、方向与水平向右方向成的恒力，使其在图示水平桌面上由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，线框在垂直于SP方向上做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度g=10m/s2，从线框开始运动到线框全部进入磁场中，下列说法中正确的是（    ） A．匀强磁场磁感应强度B的大小为 B．全过程线框产生焦耳热0.4J C．整个回路通过的电荷量为 D．磁场区域的SP边宽度为0.65m 18．（23-24高二下·山东聊城·期中）如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长，质量，电阻的单匝正方形线框甲，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场。另外在右边很远处（不会和线框甲相遇）有一个线框乙（边长小于d）。线框乙的上边框被替换成一个电容器（电容C足够大），在匀强磁场中由静止开始下落。下列说法正确的是（    ） A．线框甲刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为 B．线框甲从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为6.4J C．线框甲从开始进入场到竖直下落过程中能穿过6个完整磁场区域 D．线框乙做匀加速直线运动，其加速度大小一定小于线框甲的加速度大小 19．（23-24高二下·湖南邵阳·期中）如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。初速度为的线框abcd沿斜面加速下滑s后，bc边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，bc边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动，已知线框边长为l、匝数为n、总电阻为r，斜面与水平面的夹角为。过山车的总质量为m，所受摩擦阻力大小恒为f，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为逆时针方向 B．线框刚进入磁场时，线框受到安培力大小为 C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为 D．线框穿过磁场过程中产生的焦耳热 20．（22-23高二下·河南周口·期中）在光滑绝缘水平面上有如图所示两部分的磁场区域Ⅰ和Ⅱ（俯视），分别存在着垂直纸面向里和垂直纸面向外的宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。边长为L的正方形单匝金属线框在水平向右的拉力F的作用下（图中未画出）以初速度进入，且能保持全过程匀速穿过磁场区域。已知线框的电阻为R，则在整个过程中（    ）    A．线框受到水平拉力的最大值为 B．线框受到水平拉力的最大值为 C．线框产生的焦耳热 D．线框产生的焦耳热 单棒类问题 21．（23-24高二下·四川成都·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 22．（23-24高二下·山东淄博·期中）如图甲，MN、PQ为两根间距为L的足够长固定平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间夹角，上端M、P间接一个阻值为R的定值电阻，两导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，长为L、质量为m的金属棒ab放置在导轨上。现将棒由静止释放，同时对棒施加一个沿导轨向下的恒定拉力F，当棒下滑距离d时，棒刚好达到匀速运动状态，此过程中棒的加速度大小随其速度变化的关系图像如图乙。重力加速度为g，金属棒及导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A．拉力的大小 B．匀强磁场的磁感应强度 C．金属棒加速过程中通过棒某一截面的电量为 D．金属棒加速过程中，电阻R上产生的焦耳热 23．（23-24高二下·四川成都·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 24．（23-24高二下·山东青岛·期中）如图所示，间距为L的足够长光滑导轨水平放置，导轨左侧连接一定值电阻R，导轨所在区域存在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场。垂直导轨放置的导体棒ab在水平外力F作用下由静止开始运动，F随t变化的规律如图乙所示。已知在时间内，导体棒加速度恒定，运动过程中，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，棒和导轨的电阻不计，乙图中、、均为已知量。下列说法正确的是（  ） A．以后，导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动 B．以后，导体棒的最大速度为 C．时间内，通过导体棒横截面的电荷量为 D．时间内，导体棒的加速度大小为 含容单棒类问题 25．（24-25高二上·浙江杭州·期中）我国第三艘航母福建舰已正式下水，如图甲所示，福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型，直流电源的电动势为E，电容器的电容为C，两条相距L的固定光滑导轨，水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m，电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态，并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电，充电结束后，再将K置于b，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．空间存在的磁场方向为垂直纸面向外 B．金属滑块在轨道上运动的最大加速度为 C．金属滑块在轨道上运动的最大速度为 D．金属滑块滑离轨道的整个过程中流过它的电荷量为 26．（23-24高二下·四川成都·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 27．（23-24高二下·福建泉州·期中）如图所示，水平面内有两根间距为d的光滑平行导轨，右端接有电容为C的电容器。一质量为m的导体棒固定于导轨上某处，轻绳一端连接导体棒，另一端绕过定滑轮下挂一质量为M的物块。由静止释放导体棒，物块下落从而牵引着导体棒向左运动。空间中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B，不计导体棒和导轨的电阻，忽略绳与定滑轮间的摩擦。若导体棒运动过程中电容器未被击穿，导体棒始终与导轨接触良好并保持垂直，重力加速度为g，则在物块由静止到下落高度为h的过程中（　　） A．物块做匀加速直线运动 B．物块与导体棒组成的系统减少的机械能小于导体棒克服安培力做的功 C．轻绳的拉力大小为 D．电容器增加的电荷量为 28．（23-24高二下·山东枣庄·期中）如图所示，倾角的斜面上放置一间距的足够长光滑形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小、方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻不计的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中（电动势未达到电容器击穿电压），取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．电容器板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加 B．经后，导体棒的速度 C．回路中电流与时间的关系为 D．重物和导体棒在运动过程中减小的机械能转化为回路的焦耳热 双棒类问题 29．（23-24高二下·广西南宁·期中）如图所示，相距为L的光滑平行金属导轨固定于水平地面上，由竖直放置的半径为R的圆弧部分和水平平直部分组成。MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属棒ab和cd（长度均为L）垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触；cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半。已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．cd刚离开磁场前闭合回路中产生的感应电流方向为a→b→d→c B．cd在磁场中运动的速度不断变大，水平方向受力不断增大 C．cd刚离开磁场时，ab两端的电压为 D．从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为 30．（23-24高二下·河北邢台·期中）如图，两平行光滑金属长导轨固定在水平面上，间距为L。导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，相同材质的金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度，a棒向右减速滑动。当a棒速度减为0时，解除b棒的固定并同时给b棒一个向右的初速度，又经足够长时间后，a、b间距离不变且与最初相等，且上述过程中a、b没有相碰。下列说法正确的是（　　）。 A． B．整个过程中b棒中产生的电热为 C．整个过程中b棒中产生的电热为 D．整个过程中通过b棒横截面的电荷量为0 31．（23-24高二下·福建泉州·期中）如图所示，宽度为的水平宽导轨左侧平滑连接倾斜导轨，右侧连接宽度为的水平窄导轨，宽窄导轨区域分别有竖直向上的匀强磁场和，。一质量为、电阻为的导体棒静止在窄导轨区域，另一质量为、电阻为的导体棒由倾斜导轨h高处静止滑下。宽窄导轨长度足够，不计导轨电阻和一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．导体棒进入水平宽导轨时的速度 B．两导体棒达到稳定状态后，导体棒的速度 C．整个过程在导体棒上产生的焦耳热 D．整个过程通过导体棒的电荷量 32．（23-24高二下·重庆渝中·期中）如图所示，光滑平行金属导轨PQ，MN固定在水平地面上，其间距分别为2L和L，导轨电阻不计。金属棒a、b分别垂直放置在导轨PQ、MN上，其长度分别为2L和L，质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，导轨PQ区域磁感应强度为B，导轨MN区域磁感应强度为2B。棒a的初速度向左、棒b的初速度向右、大小均为，经过时间，b棒的速度减小为，方向向右。a棒始终在PQ轨道上运动，b棒始终在MN轨道上运动，下列说法正确的是（　　） A．金属棒a、b系统动量守恒 B．，棒a相对与棒b的位移大小为 C．，棒a的位移大小为 D．从开始运动到b棒的速率为的过程中流过金属棒a的电荷量可能为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$