猜想05 电磁感应（9大题型45题）（考题猜想）--2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版）

猜想05 电磁感应（45题） 备注：本猜想所有题均选自去年全国各地名校的期末考试好题，每个题型均有5道题。本节内容共9种题型，共45题 01楞次定律 2 02楞次定律结论的推广应用 5 03法拉第电磁感应定律的表述和表达式 8 04动生电动势 12 05感生电动势 17 06单杆模型 21 07双杆模型 27 08线框模型 34 09自感和涡流 39 01楞次定律 1．（23-24高二下·福建泉州·期末）图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（    ） A．按住按钮不动，门铃可以持续响 B．按下按钮过程，螺线管A端电势较高 C．松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D．快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同 【答案】C 【详解】A．按住按钮不动，通过螺线管的磁通量不会发生变化，因此就不会产生感应电流，门铃就不会响，故A错误； B．按下按钮过程，螺线管中的磁通量要增大，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，结合安培定则可知，螺线管中电流的方向是A到B，螺线管相当于电源，因此可知螺线管B端电势较高，故B错误； C．松开按钮过程，通过螺线管的磁通量减小，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，结合安培定则可知，螺线管中电流的方向是B到A，通过门铃的电流方向是A到B，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律可知，快速按下按钮，螺线管中磁通量的变化率更大，产生的感应电动势更大，因此产生的感应电流更大，故D错误。 故选C。 2．（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，线圈M与电源、开关和滑动变阻器组成回路，线圈N与电流计G相连，当电流从电流计的正接线柱流入时，电流计指针向左偏转。以下操作过程可以观察到电流计指针向左偏转的是（　　） A．闭合开关的瞬间 B．开关闭合后，滑片P向左匀速移动 C．开关闭合后，滑片P向左加速移动 D．开关闭合后，线圈M与N相互远离 【答案】D 【详解】A．闭合开关的瞬间，上方回路产生逆时针方向增大的电流，根据右手螺旋定则可知，线圈M中产生向上增大的磁场，所以向上穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为逆时针方向，电流从右向左通过电流计，即指针向右偏转，故A错误； B．开关闭合后，滑片P向左匀速移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，上方回路产生逆时针方向增大的电流，根据右手螺旋定则可知，线圈M中产生向上增大的磁场，所以向上穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为逆时针方向，电流从右向左通过电流计，即指针向右偏转，故B错误； C．开关闭合后，滑片P向左加速移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，上方回路产生逆时针方向增大的电流，根据右手螺旋定则可知，线圈M中产生向上增大的磁场，所以向上穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为逆时针方向，电流从右向左通过电流计，即指针向右偏转，故C错误； D．开关闭合后，线圈M与N相互远离，向上穿过线圈N的磁通量减小，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为顺时针方向，电流从左向右通过电流计，即指针向左偏转，故D正确。 故选D。 3．如图所示，是绕有两个线圈的闭合铁芯，一个线圈接电流计，另一个线圈接导轨，金属棒可沿导轨左右滑动，且始终处于匀强磁场中，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流从下向上通过电流计的是（    ） A．向右匀速运动时 B．向左减速运动时 C．向左加速运动时 D．向右减速运动时 【答案】B 【详解】A．当向右匀速运动时，根据法拉第电磁感应定律，可知右边线圈会产生恒定的感应电流，铁芯内部的磁场恒定，左边的线圈中不会产生感应电流，故A错误； BCD．当向左减速运动时，根据法拉第电磁感应定律和右手定则，可知右边线圈会产生不断减小的感应电流，且感应电流方向是从到通过金属棒，又根据安培定则可知铁芯内部会产生一个沿顺时针方向的减小的磁场，可引起穿过左边线圈的磁通量减小，左边的线圈中产生感应电流，再根据楞次定律可判断左边线圈中的感应电流会从下到上通过电流计G，故B正确；同理，当向左加速运动时，可判断左边线圈中的感应电流会从上到下通过电流计G，当向右减速运动时，可判断左边线圈中的感应电流会从上到下通过电流计G，CD错误。 故选B。 4．（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　） A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为 B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为 C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为 D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为 【答案】D 【详解】A．将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误； B．将线框向纸面外平移，穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误； C．将线框以为轴向外转动60°，穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误； D．将线框以为轴向里转动，将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。 故选D。 5．（多选）（23-24高二下·云南昆明·期末）如图甲所示，水平放置的圆柱形绝缘棒绕有一线圈，线圈右侧固定有一金属圆环，规定从到为电流的正方向，线圈中的电流随时间按图乙所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（    ） A．时刻，中的感应电流最大 B．时刻，中的感应电流为零 C．时刻，从右往左看中的感应电流沿逆时针方向 D．时刻，从右往左看中的感应电流沿顺时针方向 【答案】BD 【详解】AB．时刻，线圈中的电流为正且最大，由安培定则可知此时通过金属圆环的磁通量最大，磁通量的变化率为零，由法拉第电磁感应定律可知此时感应电动势为零，中的感应电流最小，为零，故A错误，B正确； CD．时间内，线圈中的电流为正，且逐渐减小，由安培定则可知，通过金属圆环向左的磁通量逐渐减小，根据楞次定理，可知时刻，从右往左看中的感应电流沿顺时针方向，故C错误，D正确。 故选BD。 02楞次定律结论的推广应用 6．（24-25高二上·北京西城·期末）如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁N极靠近A 环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向 B．将磁铁靠近A 环的过程中，A环被吸引 C．将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功 D．将磁铁远离A 环的过程中，磁场力对磁铁做负功 【答案】D 【详解】A．磁铁N极靠近A环的过程中，铝环磁通量向里增加，由楞次定律知，感应电流磁场向外，根据安培定则可知，A环中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误； B．磁铁N极靠近A环的过程中，铝环中产生感应电流，由楞次定律知，A环会远离磁铁，故B错误； C．将磁铁靠近 A环的过程中，两者相互排斥，磁场力对磁铁做负功，故C错误； D．同理，将磁铁远离A 环的过程中，A环磁通量减小，由楞次定律知，两者会相互吸引，磁场力对磁铁做负功，故D正确。 故选D。 7．（多选）（24-25高二上·贵州贵阳·期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（　　） A．该磁体极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力 B．该磁体极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流 C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用 D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能 【答案】ACD 【详解】A．根据楞次定律可知，磁铁在向下运动的过程中受到向上的安培力，结合牛顿第三定律可知，该磁体极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力，故A正确； B．该磁体极靠近线圈时，磁场向下，磁通量增大，根据楞次定律可知，自上而下看线圈中有逆时针方向的感应电流，故B错误； C．根据楞次定律可知，该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，故C正确； D．根据能量守恒的内容可知，该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能，故D正确。 故选ACD。 8．（24-25高二上·贵州黔东南·期末）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，的左边有一闭合电路，当在外力的作用下运动时，向左运动，则所做的运动可能是（　　） A．向右匀速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 【答案】D 【详解】根据安培定则可知，ab右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，MN在安培力作用下向左运动，说明MN受到的安培力向左，由左手定则可知MN中电流N流向M，线圈L1中感应电流的磁场向下，由楞次定律可知，线圈L1中的磁场应该向上增强，或向下减弱，则线圈L2中的磁场向上增强，或向下减弱，由安培定则可知PQ中感应电方向由Q到P且增大，或PQ中感应电流方向由P到Q且减小，再由右手定则可知PQ可能向右加速运动或向左减速运动。 故选D。 9．（24-25高二上·安徽黄山·期末）如图，金属棒、放在水平金属导轨上，条形磁铁从 abcd上方某处由静止开始下落，在加速接近导轨过程中，金属棒、均未滑动。下列说法错误的是（　　） A．磁铁加速度小于g B．金属棒有c指向d的感应电流 C．导轨对金属棒的支持力大于金属棒的重力 D．金属棒受到向右的摩擦力 【答案】D 【详解】A．条形磁铁向下运动，穿过回路的磁通量增大，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流激发的磁场对条形磁铁的磁场力阻碍条形磁铁的相对运动，即该磁场力方向向上，可知，磁铁加速度小于g，故A正确，不符合题意； B．条形磁铁的磁场在回路所在位置的方向整体向下，磁通量增大，根据楞次定律可知，金属棒有c指向d的感应电流，故B正确，不符合题意； C．结合上述可知，条形磁铁的磁场对金属棒中的感应电流有安培力的作用，由于磁通量增大，根据楞次定律可知，该安培力使金属棒有向下运动的趋势，即安培力使金属棒有挤压导轨的效果，可知，导轨对金属棒的支持力大于金属棒的重力，故C正确，不符合题意； D．结合上述可知，条形磁铁的磁场对金属棒中的感应电流有安培力的作用，由于磁通量增大，根据楞次定律可知，该安培力使金属棒有向回路内侧运动的趋势，则金属棒受到向左的摩擦力，故D错误。 故选D。 10．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈有扩大的趋势 B．穿过线圈的磁通量变小 C．线圈对水平桌面的压力将增大 D．线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 【答案】C 【详解】B．滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电阻减小，电路中电流增大，通电螺旋管产生的磁场增强，可知，穿过线圈的磁通量变大，故B错误； D．根据安培定则，通电螺旋管产生的磁场在线圈位置的方向整体向下，滑动变阻器的滑片向下滑动，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故D错误； A．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈有收缩的趋势，故A错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈在通电螺旋管产生磁场的安培力作用下有向下运动的趋势，即线圈对水平桌面的压力将增大，故C正确。 故选C。 03法拉第电磁感应定律的表述和表达式 11．（24-25高三下·广东佛山·期末）无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．时两线圈之间的相互作用力最小 B．时受电线圈中感应电流最大 C．受电线圈中电流的有效值一定为20A D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 【答案】A 【详解】B．根据图乙可知，时，电流随时间的变化率为0，即穿过受电线圈的磁通量变化率为0，受电线圈中的感应电动势为零，感应电流为零，故B错误； A．结合上述，时受电线圈中的感应电流为0，此时受电线圈不受安培力，所以时两线圈之间的相互作用力为0，故A正确； C．供电线圈的电流有效值为20A，受电线圈中的电流由受电线圈产生的电动势及其所在回路决定，不一定是20A，故C错误； D．交流电的周期，一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为 故D错误。 故选A。 12．（23-24高二下·贵州毕节·期末）如图所示，虚线左侧有范围足够大的匀强磁场，矩形闭合导线框的一部分位于磁场中，磁场方向与线框平面垂直。下列说法正确的是（　　） A．线框向上平动时，会产生感应电流 B．线框绕轴小角度旋转时，会产生感应电流 C．线框向左平动时（未全部进入磁场），会产生顺时针方向的感应电流 D．线框向右平动时（未全部离开磁场），不会产生感应电流 【答案】B 【详解】A．线框上下平动时，线框中的磁通量没有发生变化，线框中没有感应电流，故A错误； B．线框绕MN轴小角度旋转时，线框中的磁通量发生变化，线框中有感应电流，故B正确； C．线框向左平动时（未全部进入磁场），根据右手定则，整个回路中电流方向为逆时针方向，故C错误； D．线框向右平动时（未全部离开磁场），线框中的磁通量变小，会产生感应电流，故D错误。 故选B。 13．（24-25高二上·北京昌平·期末）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构示意图如图1所示。两对永磁铁间存在磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场永磁铁可随发动机一起上下振动，边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。图2为侧视图（从右向左看）。下列说法正确的是（　　） A．图2中穿过线圈的磁通量为 B．永磁铁位置相对线圈位置下降时，线圈中一定产生逆时针方向的感应电流 C．永磁铁相对线圈位置变化越大，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 D．永磁铁相对线圈位置变化越快，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 【答案】D 【详解】A．由于分界线上下侧磁感应强度的方向相反，穿过线圈的磁通量大小为 故A错误； B．永磁铁位置相对线圈位置下降时，线圈相对于磁场向上运动，当线圈全部处于垂直于纸面向外的磁场中，或者线圈全部处于垂直于纸面向里的磁场中时，根据右手定则可知，线圈上下两边产生的感应电动势大小相等，方向相反，总的感应电动势为0，此时，线圈中没有感应电流，故B错误； C．结合上述，当永磁铁相对线圈位置变化非常大时，线圈全部处于垂直于纸面向外的磁场中，或者线圈全部处于垂直于纸面向里的磁场中，此时线圈总的感应电动势为0，此时，线圈中没有感应电流，回收能量越少，故C错误； D．结合上述，当线圈上部分位于垂直于纸面向外的磁场中，线圈下部分位于垂直于纸面向里的磁场中时，根据右手定则可知，线圈总电动势等于上下两边产生的电动势之和，线圈中有感应电流，根据法律的电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈位置变化越快，线圈中感应电动势越大，线圈中的感应电流越大，回收能量越多，故D正确。 故选D。 14．（多选）（24-25高二上·辽宁大连·期末）如图是常用的学生饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（    ）    A．线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B．线圈中磁通量变化量为 C．线圈中感应电动势大小为 D．AB边所受安培力变大 【答案】AD 【详解】A.磁感应强度向外均匀增大，由楞次定律可得感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里，根据安培定则可知感应电流为顺时针方向，故A正确； B.线框中磁通量变化量为 与线圈匝数无关，故B错误； CD.磁感应强度方向向外且由0均匀增大到电动势大小为 电动势大小不变，线框中产生的感应电流一直不变，磁感应强度变大，安培力逐渐变大，故C错误，D正确。 故选AD。 15．（24-25高二上·陕西渭南·期末）如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　） A．穿过金属环的磁通量一直减小 B．金属环中始终产生逆时针方向的感应电流 C．长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外 D．金属环中的感应电流先减小后增大 【答案】B 【详解】A．根据图乙可知，电流先减小后增大，则电流周围空间激发的磁场先减小后增大，可知，穿过金属环的磁通量先减小后增大，故A错误； B．根据图乙可知，内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小减小，穿过金属环的磁通量减小，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向沿逆时针方向，内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小增大，穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向沿逆时针方向，即金属环中始终产生逆时针方向的感应电流，故B正确； C．根据安培定则可知，内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向里，内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向外，故C错误； D．根据图乙可知，图像为一条倾斜的直线，则电流的变化率一定，可知，金属环所在位置的磁感应强度的变化率一定，根据法律的电磁感应定律可知，金属环中的感应电流一定，故D错误。 故选B。 04动生电动势 16．（24-25高二上·宁夏银川·期末）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，棒运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，金属棒内产生的感应电动势将（    ） A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．方向不变，大小改变 【答案】C 【详解】金属棒做平抛运动的过程中，水平方向的分速度不变，因而切割磁感线的速度不变，故棒上产生的感应电动势大小不变。 故选C。 17．（24-25高三下·安徽滁州·期末）如图所示，固定在竖直平面内半径均为1m的两金属圆环平行正对，相距为3m，圆环的电阻不计。导体棒ab搭在两环的最低点，接入电路的电阻为。用导线将一阻值为的电阻R与两圆环相连，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间存在磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场。若导体棒ab在外力作用下以的转速绕两圆环的中心轴紧贴圆环匀速转动，则导体棒ab在运动过程中，电压表的示数为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】导体棒在金属圆环上运动时，设导体棒与圆心连线与竖直方向夹角为，则导体棒切割磁感线产生的电动势为 峰值为，其中，，有效值为 交流电压表的示数显示的是有效值，为 故选D。 18．（24-25高二上·北京西城·期末）如图如示，横截面积为S、长度为l的导体棒CD，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以大小为v的速度做切割磁感线运动。棒中自由电荷带电量为-q，单位体积内自由电荷数为n，不考虑自由电荷的热运动。下列说法正确的是（　　） A．由于自由电荷的堆积，导体棒 C端的电势较低 B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 nSlqvB C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端所做的功W非=qvBl D．根据，可得导体棒两端电动势 E的大小为 nlvB 【答案】C 【详解】A．棒中自由电荷受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可知，洛伦兹力指向D端，故D端的电势较低，故A错误； B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 故B错误； C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端，根据动能定理可知 解得W非=qvBl 故C正确； D．根据，可得导体棒两端电动势 E的大小为 故D错误。 故选C。 19．（24-25高二上·广东深圳·期末）如图所示，上方足够长的水平轨道左端接一电源，电源电动势，内阻，导轨间距。下方两个相同的绝缘圆弧轨道、正对上方轨道放置，间距也为，半径、圆心角，并与下方足够长水平轨道相切于、两点。已知上方水平轨道区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导轨上放置一质量，电阻的金属棒。闭合开关后，金属棒能以最大速度从上方轨道水平抛出，恰能从处沿切线进入圆弧轨道。不计导轨电阻，所有轨道光滑，重力加速度取。 (1)求闭合开关瞬间通过金属棒的电流以及金属棒达到的最大速度； (2)求金属棒从开始运动到获得最大速度过程中，通过金属棒的电荷量； (3)下方水平导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导轨上放置质量、电阻为、长度为的另一金属棒。若要使两金属棒在运动过程中恰好不发生碰撞，求金属棒最终的速度和刚到达时两金属棒之间的距离。 【答案】(1)1.2A，1.6m/s (2) (3)1.5m/s，0.8m 【详解】（1）由题意，根据闭合电路欧姆定律，可得闭合开关瞬间通过金属棒的电流 闭合开关S后金属棒在水平导轨上向右运动至速度稳定时，金属棒能以最大速度从上方轨道水平抛出，此时有 代入数据求得金属棒达到的最大速度 （2）金属棒从开始运动到获得最大速度过程中，根据动量定理有 代入数据求得通过金属棒的电荷量 （3）闭合开关后，金属棒能以最大速度从上方轨道水平抛出，恰能从处沿切线进入圆弧轨道，根据平抛运动规律，可得金属棒到达处的速度大小为 根据机械能守恒定律可得金属棒到达水平轨道时，有 求得 当金属棒追上时二者速度恰好相同，两金属棒在运动过程中恰好不发生碰撞，根据动量守恒定律有 求得金属棒最终的速度 对金属棒利用动量定理有， 联立即可求得刚到达时两金属棒之间的距离为 20．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 【答案】(1)，逆时针 (2) (3) (4) 【详解】（1）设落地瞬间承重装置的速度为，感应电流大小为，则 方向为逆时针 （2）设流过线圈某截面的电荷量，则 得 （3）设承重装置做匀速运动速度的大小为，感应电流大小为，则 得 （4）设装置最终保持竖直静止状态时弹簧的压缩量为，则 弹性势能 设整个过程中线圈产生的热量为，由能量关系 得 05感生电动势 21．（多选）（24-25高二上·山西·期末）如图甲所示，面积为S，电阻为r的单匝金属线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线框与电阻为R的定值电阻相连形成闭合回路。下列说法正确的是（    ） A．线框有扩张的趋势 B．a点的电势高于b点的电势 C．时间内通过定值电阻的电流为 D．时间内通过定值电阻的电荷量为 【答案】BD 【详解】AB．穿过线框的磁通量在增大，根据楞次定律可知线框有缩小的趋势；结合安培定则可得感应电流沿逆时针方向，故流过电阻R的感应电流由a到b，电阻R为外电路，故a点的电势高于b点的电势，故A错误，B正确； C．穿过线圈的感应电动势为 时间内通过定值电阻的电流为 故C错误； D．时间内通过定值电阻的电荷量为 故D正确。 故选BD。 22．（多选）（24-25高三上·广东深圳·期末）一种电磁波接收器结构简化后，如图甲所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，若磁感应强度的图像如图乙所示（以向右为正方向），则（　　） A．感应电动势为 B．感应电流为 C．电阻两端的电压为 D．内，通过的感应电流方向为从到 【答案】BD 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可知，回路中产生的感应电流为 解得 故B正确； C．电阻R两端的电压 故C错误； D．根据楞次定律可知，内感应电流的方向为从点通过流向点，故D正确。 故选BD。 23．（多选）（24-25高三上·山东济南·期末）如图甲所示，用材料和粗细均相同的金属导线制成的单匝矩形线框固定在水平绝缘桌面上，线框两长边中点所在直线一侧区域存在匀强磁场，时磁场方向垂直于桌面向上，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。已知线框长为，宽为，单位长度电阻为，则在时间内，下列说法正确的是（　　） A．俯视桌面，线框中感应电流的方向始终为逆时针方向 B．线框中感应电流的大小为 C．线框受到的安培力大小恒为 D．通过导线某横截面的电荷量为 【答案】ABD 【详解】A．由图乙可知磁场先垂直桌面向上减小，后垂直于桌面向下增大，故磁通量先向上减小，后向下增大，由楞次定律定律可知，俯视桌面，线框中感应电流的方向始终为逆时针方向，故A正确； B．线框中感应电动势 感应电流 故B正确； C．左右两边线框受到的安培力大小相等，方向相反，故整个线框受到的安培力大小等于下边线框所受的安培力，因为电流恒定不变，磁感应强度大小在变化，故安培力为变力，故C错误； D．通过导线某横截面的电荷量 故D正确。 故选ABD。 24．（24-25高二上·陕西咸阳·期末）如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，在线圈外接一个阻值的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的圆形匀强磁场中，磁场的大小和线圈完全重合，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求： (1)时电阻上的电流大小和方向； (2)内电阻上产生的焦耳热； (3)其他条件不变，只将圆形磁场半径变为原来的，其磁感应强度随时间变化规律仍如图乙所示，求内通过电阻的电荷量。 【答案】(1)，从到 (2) (3) 【详解】（1）时，线圈内产生的感应电动势大小 感应电流的大小 由楞次定律可知，电阻上感应电流的方向为从到。 （2）内产生的感应电动势大小 感应电流的大小 电阻上产生的焦耳热 （3）把磁场半径缩小为原来的一半，面积内产生的平均感应电动势为 产生的平均感应电流为 内通过的电荷量为 25．（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，求： (1)导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向； (2)导体棒刚好进入磁场时的速度大小； (3)导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。 【答案】(1)，电流方向b到a (2)8m/s (3) 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，斜面顶部线圈产生的感应电动势为 产生的感应电流为 代入数据可得 根据楞次定律可得电流方向b到a。 （2）导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场中匀速下滑，由平衡条件可得 导体棒在中切割磁感线产生的感应电流方向为b到a， 回路中的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得 感应电动势大小为 解得 （3）由运动学公式可得 联立解得 06单杆模型 26．（24-25高二上·安徽阜阳·期末）如图所示，水平面内间距为L的平行光滑金属导轨右端接有电容器。金属棒PQ横跨在导轨上，金属棒通过水平细线绕过轻质小滑轮与小物体M相连。开始时托住小物体，系统静止小物体上方的细线刚好拉直且竖直。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为。释放小物体，金属棒开始运动。已知金属棒和小物体的质量均为m，电容器不会被击穿，金属棒和导轨电阻都不计，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．金属棒的加速度先增大后减小，最终匀速直线运动 B．金属棒做加速度减小的加速直线运动 C．金属棒做加速度增大的加速直线运动 D．金属棒做匀加速直线运动 【答案】D 【详解】把金属棒和小物块作为一个整体来研究，设经过非常短的时间，金属棒和小物块的速度变化量为，对整体运用动量定理有： 其中： 整理可得：（定值） 金属棒做匀加速直线运动。 故选D。 27．（24-25高三下·安徽滁州·期末）如图甲所示，一长直U型金属导轨在水平面内固定放置，导轨间距为L，电阻不计，在导轨的左端接有一个阻值为R的电阻。质量为m的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨之间的动摩擦因数为，接入电路中的电阻为 R。整个空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。在时刻，对金属棒施加一个水平拉力F，F随时间变化的图像如图乙所示，金属棒运动过程中与导轨接触良好。在时刻金属棒的速度达到最大值。已知重力加速度为g，假设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．金属棒的最大速度为 B．在时间内摩擦力的冲量大小为 C．在时间内金属棒的位移大小为 D．在时间内通过金属棒的电荷量为 【答案】C 【详解】A．对金属棒，达到最大速度时有： 又因为，，故最大速度 选项A错误； B．由图像可知，时刻，，故时间内，物体受到静摩擦力作用，大小等于F，故在时间内摩擦力的冲量大小 选项B错误； CD．在时间内，对导体棒，根据动量定理有： 其中外力F的冲量为 摩擦力的冲量为 安培力的冲量为 q为流过金属棒的电荷量，x为金属棒的位移，解得， 故C正确，D错误； 故选C。 28．（24-25高二上·安徽·期末）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。 29．（24-25高二上·浙江杭州·期末）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C．金属杆经过的速度小于 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 【答案】BD 【详解】AC．设平行金属导轨间距为L，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线有， 金属杆在区域运动的过程中根据动量定理有 则安培力的冲量 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则金属杆在区域安培力冲量的大小为 BB1处的速度为 设金属杆在区域运动的时间为，同理可得，则金属杆在区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过的速度大于，故AC错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过区域的速度比第一次大，故，可得 故D正确。 故选BD。 30．（24-25高二上·四川泸州·期末）如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的夹角，其宽度，导轨下端MP之间连接的电阻，上端NQ之间连接的电阻，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一根质量、电阻、长度的金属杆ab在导轨上由静止释放，下滑距离前已达到稳定速度。已知金属杆运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆与导轨间的动摩擦因数，，，重力加速度大小取。 (1)求磁感应强度B的大小； (2)当金属杆的速度时，求金属杆的加速度大小； (3)在金属杆从静止释放到下滑距离的过程中，求电路产生的总焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当金属杆ab达到稳定速度时，金属杆所受的重力沿斜面的分力、摩擦力和安培力达到平衡状态，设金属杆的速度为v时，有，， 外电阻为 联立可得安培力大小为 处于稳定状态时，根据平衡条件可得 代入数据解得 （2）当金属杆的速度时，安培力大小为 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 （3）在金属杆从静止释放到下滑距离的过程中，根据能量守恒可得 代入数据解得电路产生的总焦耳热为 07双杆模型 31．（24-25高二上·安徽·期末）如图，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，导轨间的距离为L，导轨上平行放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R，其他电阻忽略不计，导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0。两导体棒在运动中始终不接触。下列说法中正确的是（　　） A．cd棒开始运动时，ab棒中电流方向为b→a，大小为 B．当cd棒速度减为0.8v0时，ab棒的加速度大小为 C．从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为 D．ab棒的最终速度为v0 【答案】B 【详解】A．cd棒开始运动时，根据右手定则，cd棒电流方向由d到c，ab棒电流由a→b，电流大小为 故A错误； B．两棒组成的系统动量守恒，则有 解得 则此时回路电流为 ab棒受到的安培力为 ab棒的加速度大小为 故B正确； CD．稳定时两棒共速v，根据动量守恒可得 解得 根据能量守恒可得电路中产生的电能为 故CD错误。 故选B。 32．（23-24高二下·山东日照·期末）如图所示，两水平平行金属导轨由宽轨、，窄轨、两部分组成，宽轨部分间距为2L，窄轨部分间距为L。现将两根材料相同、横截面积相同的金属棒ab、cd分别静置在宽轨和窄轨上。金属棒ab的质量为m，电阻为R，长度为2L，金属棒cd的长度为L，两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。除金属棒的电阻之外其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长。金属导轨处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给金属棒ab水平向右的初速度，此后金属棒ab始终在宽轨磁场中运动，金属棒cd始终在窄轨磁场中运动，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A．金属棒ab刚开始运动时，ab棒中的电流方向为b→a B．当两金属棒匀速运动时，ab棒的速度为 C．金属棒ab从开始运动到匀速的过程中，通过ab棒的电荷量为 D．金属棒ab从开始运动到匀速的过程中，ab棒中产生的热量为 【答案】C 【详解】A．金属棒ab刚开始运动时，根据右手定则可知ab棒中的电流方向为a→b。故A错误； B．依题意，金属棒cd的质量为，电阻为匀速运动时，两棒切割产生的电动势大小相等 得末速度 对ab棒 对cd棒 解得 则 ， 故B错误； C．根据 联立，解得 故C正确； D．由能量关系，整个过程中产生的热量 又 联立，解得 故D错误。 故选C。 33．（23-24高二下·四川绵阳·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 【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。 34．（24-25高二上·浙江杭州·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。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，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质量为，金属杆N质量为m，两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。 (1)求M刚进入磁场时M两端的电压； (2)N在磁场内运动过程中N上产生的热量； (3)N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； (4)N在磁场内运动的时间t。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）M刚进入磁场时产生的感应电动势 则M两端的电压 （2）由动量守恒定律可知 系统的总热量 解得， N上产生的热量 （3）对M由动量定理可知 解得M在磁场中运动的距离 （4）对两棒的系统由动量守恒定律 即 解得 35．（24-25高二上·四川德阳·期末）如图所示，水平面内足够长的两光滑平行金属直导轨，左侧有电动势的直流电源、的电容器和的定值电阻组成的图示电路。右端和两半径的竖直面内光滑圆弧轨道在处平滑连接，与直导轨垂直，左侧空间存在竖直向上，大小为的匀强磁场。将质量为电阻为的金属棒静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为，距足够远，金属导轨电阻不计。开始时，单刀双掷开关断开，闭合开关，使电容器完全充电；然后断开，同时接“1”，从静止开始加速运动直至速度稳定；当匀速运动到与距离为时（速度已经稳定），立即将接“2”，并择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒，、恰好在处发生第1次弹性碰撞。已知之后与每次碰撞前均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，、始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度，求： (1)电容器完成充电时的电荷量； (2)稳定时的速度； (3)自发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒的总位移。 【答案】(1)3.6C (2)9m/s (3)0.18m 【详解】（1）根据电容的定义式有 求得 （2）金属棒M最终匀速直线时 对金属棒M应用动量定理可得 即 其中 联立求解得 （3）在开关接2时，对金属棒M应用动量定理 即 又由 联立求得 绝缘棒N滑到圆周最低点时，由动能定理可得 求得 金属棒M，绝缘棒N弹性碰撞， 求得， 发生第一次碰撞后，金属棒M向左位移为，根据动量定理可得 即 又由 则 由题可知，绝缘棒第二次与金属棒碰前速度为，方向水平向左，碰后速度为，金属棒的速度为，由弹性碰撞可得， 求得， 金属棒向左的位移，则 求得 同理可知，金属棒与绝缘棒第三次碰撞后的瞬时速度，则 金属棒M向左的位移，有 求得 以此类推，金属棒与绝缘棒第次碰撞后的瞬时速度，可知 金属棒M向左的位移，有 发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒的总位移 当趋于无穷大时 08线框模型 36．（24-25高三下·重庆·期末）如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方略靠前固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中以下说法正确的是（　　） A．线框中感应电流方向依次为 B．线框的磁通量为零的时，感应电流也为零 C．线框所受安培力的合力方向依次为向上向下 D．线框做自由落体运动 【答案】A 【详解】A．根据安培定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小。线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流。向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流新方向又变成了顺时针。所以线框中感应电流方向依次为：，故A正确； B．根据A中的分析，穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增加。所以这一过程中，线框中始终有感应电流存在，故B错误； CD．根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故受安培力的方向始终向上，安培力的合力不为零；因受到向上的安培力，所以线框的运动不是自由落体运动，故CD错误。 故选A。 37．（24-25高二上·贵州六盘水·期末）空间中存在如图所示的磁场，Ⅰ、Ⅱ区域的宽度均为2R，磁感应强度均为B（Ⅰ区域垂直纸面向里，Ⅱ区域垂直纸面向外），边长为的正方形导线框在外力作用下沿纸面以速度v匀速通过磁场区域，设导线框中电流为I（逆时针为正），从导线框刚进入Ⅰ区域开始计时，向右运动的位移为x，则下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在线框位移小于2R之前，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，感应电流为正值，大小为 由于有效切割磁感线的长度先增大后减小，则最大值 当位移大于2R小于4R时，线框右侧切割垂直于纸面向外的磁场，线框左侧切割垂直于纸面向里的磁场，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，感应电流为负值，大小为 由于有效切割磁感线的长度先增大后减小，则最大值 可知，只有选项B符合题意。 故选B。 38．（24-25高二上·河北衡水·期末）如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为l的匀强磁场，梯形abcd是位于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为2l，．从时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由楞次定律可知，在时间内感应电流方向沿逆时针方向，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，所以感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小；在时间内感应电流方向沿顺时针，只有ad边切割磁感线，有效切割长度不变，则感应电动势不变，故感应电流大小不变；在时间内感应电流方向沿顺时针，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，则感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小。 故选B。 39．（24-25高二下·全国·期末）在三角形ABC区域中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，三边电阻均为R的三角形导线框abc沿AB方向从A点以速度v匀速穿过磁场区域，如图所示，，，，。线框穿过磁场的过程中（　　） A．感应电流始终沿逆时针方向 B．感应电流先增大后减小 C．通过线框的电荷量为 D．c、b两点的最大电势差为 【答案】D 【详解】A．导线框穿越磁场的过程中，垂直线框平面向里的磁通量先增加后减小，根据楞次定律可知，感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误； B．线框进入磁场的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，产生的感应电动势先增大后减小，感应电流先增大后减小；线框刚完全进入磁场时，cb边和ca边产生等大、反向的感应电动势，线框中的总感应电动势为零，感应电流为零；线框穿出磁场的过程中，有效切割长度增大，产生的感应电动势增大，感应电流增大，综上可知感应电流先增大，后减小，再增大，故B错误； C．根据题意，由公式，和可得 因进入和出磁场时，磁通量的变化量大小相等，且感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，可知通过线框的电荷量为零，故C错误； D．当线框刚完全进入磁场时，c、b两点的电势差最大，为 故D正确。 故选D。 40．（24-25高二上·浙江台州·期末）如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直轨道放置，且离斜面底端足够远；轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度为。倾斜轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平轨道放置“］”形金属框，框的长宽均为L，质量为、电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度转动，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与定值电阻R连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，、、、、、，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求： (1)开关S和1接通： ①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小： ②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小； (2)开关S和2接通： ①闭合框刚进入磁场时的速度大小； ②导体棒在水平轨道运动过程中产生的焦耳热。 【答案】(1)①方向由a流向b，，②逆时针方向， (2)①，② 【详解】（1）①由于棒静止，则棒所受的安培力沿倾斜轨道向上，根据左手定则得流过棒的电流方向由a流向b，根据平衡条件 解得棒静止时，流过棒的电流大小为 ②根据右手定则结合电路分析得：金属棒的转动方向为逆时针方向根据电路图分析得： 由上式可知流经棒的电流，则电路中的总电流为，电动势 导体棒绕一端转动切割 解得两金属棒转动的角速度大小为 （2）①当开关S打到2时，导体棒与定值电阻连接，导体棒做变加速直线运动，由于倾斜轨道足够长，导体棒到达斜面底端时已经处于平衡状态，则 解得 导体棒与金属框相碰，由动量守恒定律 得闭合框刚进入磁场时的速度大小为 ②若闭合线框在磁场中能停止，则根据动量定理 解得 即闭合线框能出磁场。闭合线框经过磁场过程中，由动量定理 解得 根据系统能量守恒 解得 根据焦耳热分配定律 09自感和涡流 41．（24-25高二上·安徽合肥·期末）下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　） A．甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C．丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D．图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 【答案】A 【详解】A．根据电磁驱动原理可知，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框也顺时针转动，故A正确； B．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故B错误； C．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，线圈通电受力后带动铝框转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼的作用下，线圈很快停止摆动，故C错误； D．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘中产生涡流，铜盘受到电磁阻尼作用，铜盘的转速变小，故D错误。 故选A。 42．（24-25高二上·贵州贵阳·期末）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻很小，P、Q是两个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态，当开关S闭合后（　　） A．Q比P先发光 B．P与Q同时发光 C．P的亮度逐渐变亮 D．Q的亮度始终保持不变 【答案】B 【详解】当开关S闭合后，P与Q同时发光；由于线圈L产生自感电动势阻碍电流增加，则L相当断路，随着阻碍作用的减小，则流过L的电流增加，流过P灯的电流减小，则P灯逐渐变暗，最终熄灭，而Q灯变得更亮。 故选B。 43．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）如图所示，L为自感系数很大的线圈，但线圈的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合，A灯先亮，B灯后亮 B．开关S闭合，B灯先亮，A灯后亮 C．开关S断开，A灯和B灯同时熄灭 D．开关S断开，流过B灯的电流方向从右至左 【答案】D 【详解】AB．开关S闭合，由于线圈L的自感作用，故A、B同时亮，故AB错误； CD．在断开开关S前，在并联电路中，随着线圈L自感作用不断减小，流过线圈L的电流越来越大，因线圈的电阻几乎为零，故稳定后，B灯被短接，即B灯不亮，由于外电路的总电阻减小，故回路的电流更大，故A灯更亮；开关S断开，B灯与线圈形成闭合回路，故B灯不会立即熄灭，断开开关S前流过线圈L的电流是从左向右，故断开开关S后，根据楞次定律，可知线圈L产生从左向右的感应电流，该电流从右至左流过B灯，而A灯不处在闭合回路中，故断开开关S后，A灯立即熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 44．（24-25高二上·河北承德·期末）如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B．开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C．开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D．开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 【答案】C 【详解】A．开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，电阻的电流方向由流向，故A错误； B．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，灯泡与定值电阻并联，则灯泡L两端的电压等于电阻两端的电压，故B错误； C．开关S由断开到闭合时，由于线圈的自感作用，导致通过灯泡的电流逐渐增大，即灯泡L将逐渐变亮，故C正确； D．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，又由于，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值，则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流，开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡L逐渐变暗，不会闪亮一下，故D错误。 故选C。 45．（24-25高二上·河南漯河·期末）如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，L2先亮，L1逐渐变亮，最后两灯一样亮 B．断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 C．断开开关S后，电流从A到B通过L1 D．闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 【答案】D 【详解】A．闭合开关S后，L1和L2同时变亮，由于线圈电阻与小灯泡相同，稳定时，线圈相当于一个定值电阻与L1并联，则最后L2比L1亮一些，故A错误； B．结合上述，稳定时，线圈与L1并联，由于线圈电阻与灯泡电阻相等，可知，稳定时，通过线圈的电流等于通过L1的电流，断开开关S后，线圈与L1构成新的回路，L2先熄灭，L1逐渐熄灭，L1不会闪亮一下后熄灭，故B错误； C．结合上述，由于线圈的自感，断开开关S后，电流从B到A通过L1，故C错误； D．闭合开关时，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，结合上述可知，闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮，故D正确。 故选D。 6 / 7 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 猜想05 电磁感应（45题） 备注：本猜想所有题均选自去年全国各地名校的期末考试好题，每个题型均有5道题。本节内容共9种题型，共45题 01楞次定律 2 02楞次定律结论的推广应用 4 03法拉第电磁感应定律的表述和表达式 5 04动生电动势 7 05感生电动势 10 06单杆模型 12 07双杆模型 14 08线框模型 17 09自感和涡流 20 01楞次定律 1．（23-24高二下·福建泉州·期末）图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（    ） A．按住按钮不动，门铃可以持续响 B．按下按钮过程，螺线管A端电势较高 C．松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D．快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同 2．（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，线圈M与电源、开关和滑动变阻器组成回路，线圈N与电流计G相连，当电流从电流计的正接线柱流入时，电流计指针向左偏转。以下操作过程可以观察到电流计指针向左偏转的是（　　） A．闭合开关的瞬间 B．开关闭合后，滑片P向左匀速移动 C．开关闭合后，滑片P向左加速移动 D．开关闭合后，线圈M与N相互远离 3．如图所示，是绕有两个线圈的闭合铁芯，一个线圈接电流计，另一个线圈接导轨，金属棒可沿导轨左右滑动，且始终处于匀强磁场中，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流从下向上通过电流计的是（    ） A．向右匀速运动时 B．向左减速运动时 C．向左加速运动时 D．向右减速运动时 4．（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　） A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为 B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为 C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为 D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为 5．（多选）（23-24高二下·云南昆明·期末）如图甲所示，水平放置的圆柱形绝缘棒绕有一线圈，线圈右侧固定有一金属圆环，规定从到为电流的正方向，线圈中的电流随时间按图乙所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（    ） A．时刻，中的感应电流最大 B．时刻，中的感应电流为零 C．时刻，从右往左看中的感应电流沿逆时针方向 D．时刻，从右往左看中的感应电流沿顺时针方向 02楞次定律结论的推广应用 6．（24-25高二上·北京西城·期末）如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁N极靠近A 环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向 B．将磁铁靠近A 环的过程中，A环被吸引 C．将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功 D．将磁铁远离A 环的过程中，磁场力对磁铁做负功 7．（多选）（24-25高二上·贵州贵阳·期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（　　） A．该磁体极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力 B．该磁体极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流 C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用 D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能 8．（24-25高二上·贵州黔东南·期末）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，的左边有一闭合电路，当在外力的作用下运动时，向左运动，则所做的运动可能是（　　） A．向右匀速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 9．（24-25高二上·安徽黄山·期末）如图，金属棒、放在水平金属导轨上，条形磁铁从 abcd上方某处由静止开始下落，在加速接近导轨过程中，金属棒、均未滑动。下列说法错误的是（　　） A．磁铁加速度小于g B．金属棒有c指向d的感应电流 C．导轨对金属棒的支持力大于金属棒的重力 D．金属棒受到向右的摩擦力 10．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈有扩大的趋势 B．穿过线圈的磁通量变小 C．线圈对水平桌面的压力将增大 D．线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 03法拉第电磁感应定律的表述和表达式 11．（24-25高三下·广东佛山·期末）无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．时两线圈之间的相互作用力最小 B．时受电线圈中感应电流最大 C．受电线圈中电流的有效值一定为20A D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 12．（23-24高二下·贵州毕节·期末）如图所示，虚线左侧有范围足够大的匀强磁场，矩形闭合导线框的一部分位于磁场中，磁场方向与线框平面垂直。下列说法正确的是（　　） A．线框向上平动时，会产生感应电流 B．线框绕轴小角度旋转时，会产生感应电流 C．线框向左平动时（未全部进入磁场），会产生顺时针方向的感应电流 D．线框向右平动时（未全部离开磁场），不会产生感应电流 13．（24-25高二上·北京昌平·期末）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构示意图如图1所示。两对永磁铁间存在磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场永磁铁可随发动机一起上下振动，边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。图2为侧视图（从右向左看）。下列说法正确的是（　　） A．图2中穿过线圈的磁通量为 B．永磁铁位置相对线圈位置下降时，线圈中一定产生逆时针方向的感应电流 C．永磁铁相对线圈位置变化越大，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 D．永磁铁相对线圈位置变化越快，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 14．（多选）（24-25高二上·辽宁大连·期末）如图是常用的学生饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（    ）    A．线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B．线圈中磁通量变化量为 C．线圈中感应电动势大小为 D．AB边所受安培力变大 15．（24-25高二上·陕西渭南·期末）如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　） A．穿过金属环的磁通量一直减小 B．金属环中始终产生逆时针方向的感应电流 C．长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外 D．金属环中的感应电流先减小后增大 04动生电动势 16．（24-25高二上·宁夏银川·期末）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，棒运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，金属棒内产生的感应电动势将（    ） A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．方向不变，大小改变 17．（24-25高三下·安徽滁州·期末）如图所示，固定在竖直平面内半径均为1m的两金属圆环平行正对，相距为3m，圆环的电阻不计。导体棒ab搭在两环的最低点，接入电路的电阻为。用导线将一阻值为的电阻R与两圆环相连，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间存在磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场。若导体棒ab在外力作用下以的转速绕两圆环的中心轴紧贴圆环匀速转动，则导体棒ab在运动过程中，电压表的示数为（　　） A． B． C． D． 18．（24-25高二上·北京西城·期末）如图如示，横截面积为S、长度为l的导体棒CD，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以大小为v的速度做切割磁感线运动。棒中自由电荷带电量为-q，单位体积内自由电荷数为n，不考虑自由电荷的热运动。下列说法正确的是（　　） A．由于自由电荷的堆积，导体棒 C端的电势较低 B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 nSlqvB C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端所做的功W非=qvBl D．根据，可得导体棒两端电动势 E的大小为 nlvB 19．（24-25高二上·广东深圳·期末）如图所示，上方足够长的水平轨道左端接一电源，电源电动势，内阻，导轨间距。下方两个相同的绝缘圆弧轨道、正对上方轨道放置，间距也为，半径、圆心角，并与下方足够长水平轨道相切于、两点。已知上方水平轨道区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导轨上放置一质量，电阻的金属棒。闭合开关后，金属棒能以最大速度从上方轨道水平抛出，恰能从处沿切线进入圆弧轨道。不计导轨电阻，所有轨道光滑，重力加速度取。 (1)求闭合开关瞬间通过金属棒的电流以及金属棒达到的最大速度； (2)求金属棒从开始运动到获得最大速度过程中，通过金属棒的电荷量； (3)下方水平导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导轨上放置质量、电阻为、长度为的另一金属棒。若要使两金属棒在运动过程中恰好不发生碰撞，求金属棒最终的速度和刚到达时两金属棒之间的距离。 20．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 05感生电动势 21．（多选）（24-25高二上·山西·期末）如图甲所示，面积为S，电阻为r的单匝金属线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线框与电阻为R的定值电阻相连形成闭合回路。下列说法正确的是（    ） A．线框有扩张的趋势 B．a点的电势高于b点的电势 C．时间内通过定值电阻的电流为 D．时间内通过定值电阻的电荷量为 22．（多选）（24-25高三上·广东深圳·期末）一种电磁波接收器结构简化后，如图甲所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，若磁感应强度的图像如图乙所示（以向右为正方向），则（　　） A．感应电动势为 B．感应电流为 C．电阻两端的电压为 D．内，通过的感应电流方向为从到 23．（多选）（24-25高三上·山东济南·期末）如图甲所示，用材料和粗细均相同的金属导线制成的单匝矩形线框固定在水平绝缘桌面上，线框两长边中点所在直线一侧区域存在匀强磁场，时磁场方向垂直于桌面向上，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。已知线框长为，宽为，单位长度电阻为，则在时间内，下列说法正确的是（　　） A．俯视桌面，线框中感应电流的方向始终为逆时针方向 B．线框中感应电流的大小为 C．线框受到的安培力大小恒为 D．通过导线某横截面的电荷量为 24．（24-25高二上·陕西咸阳·期末）如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，在线圈外接一个阻值的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的圆形匀强磁场中，磁场的大小和线圈完全重合，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求： (1)时电阻上的电流大小和方向； (2)内电阻上产生的焦耳热； (3)其他条件不变，只将圆形磁场半径变为原来的，其磁感应强度随时间变化规律仍如图乙所示，求内通过电阻的电荷量。 25．（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，求： (1)导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向； (2)导体棒刚好进入磁场时的速度大小； (3)导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。 06单杆模型 26．（24-25高二上·安徽阜阳·期末）如图所示，水平面内间距为L的平行光滑金属导轨右端接有电容器。金属棒PQ横跨在导轨上，金属棒通过水平细线绕过轻质小滑轮与小物体M相连。开始时托住小物体，系统静止小物体上方的细线刚好拉直且竖直。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为。释放小物体，金属棒开始运动。已知金属棒和小物体的质量均为m，电容器不会被击穿，金属棒和导轨电阻都不计，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．金属棒的加速度先增大后减小，最终匀速直线运动 B．金属棒做加速度减小的加速直线运动 C．金属棒做加速度增大的加速直线运动 D．金属棒做匀加速直线运动 27．（24-25高三下·安徽滁州·期末）如图甲所示，一长直U型金属导轨在水平面内固定放置，导轨间距为L，电阻不计，在导轨的左端接有一个阻值为R的电阻。质量为m的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨之间的动摩擦因数为，接入电路中的电阻为 R。整个空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。在时刻，对金属棒施加一个水平拉力F，F随时间变化的图像如图乙所示，金属棒运动过程中与导轨接触良好。在时刻金属棒的速度达到最大值。已知重力加速度为g，假设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．金属棒的最大速度为 B．在时间内摩擦力的冲量大小为 C．在时间内金属棒的位移大小为 D．在时间内通过金属棒的电荷量为 28．（24-25高二上·安徽·期末）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 29．（24-25高二上·浙江杭州·期末）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C．金属杆经过的速度小于 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 30．（24-25高二上·四川泸州·期末）如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的夹角，其宽度，导轨下端MP之间连接的电阻，上端NQ之间连接的电阻，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一根质量、电阻、长度的金属杆ab在导轨上由静止释放，下滑距离前已达到稳定速度。已知金属杆运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆与导轨间的动摩擦因数，，，重力加速度大小取。 (1)求磁感应强度B的大小； (2)当金属杆的速度时，求金属杆的加速度大小； (3)在金属杆从静止释放到下滑距离的过程中，求电路产生的总焦耳热。 07双杆模型 31．（24-25高二上·安徽·期末）如图，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，导轨间的距离为L，导轨上平行放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R，其他电阻忽略不计，导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0。两导体棒在运动中始终不接触。下列说法中正确的是（　　） A．cd棒开始运动时，ab棒中电流方向为b→a，大小为 B．当cd棒速度减为0.8v0时，ab棒的加速度大小为 C．从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为 D．ab棒的最终速度为v0 32．（23-24高二下·山东日照·期末）如图所示，两水平平行金属导轨由宽轨、，窄轨、两部分组成，宽轨部分间距为2L，窄轨部分间距为L。现将两根材料相同、横截面积相同的金属棒ab、cd分别静置在宽轨和窄轨上。金属棒ab的质量为m，电阻为R，长度为2L，金属棒cd的长度为L，两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。除金属棒的电阻之外其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长。金属导轨处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给金属棒ab水平向右的初速度，此后金属棒ab始终在宽轨磁场中运动，金属棒cd始终在窄轨磁场中运动，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A．金属棒ab刚开始运动时，ab棒中的电流方向为b→a B．当两金属棒匀速运动时，ab棒的速度为 C．金属棒ab从开始运动到匀速的过程中，通过ab棒的电荷量为 D．金属棒ab从开始运动到匀速的过程中，ab棒中产生的热量为 33．（23-24高二下·四川绵阳·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 34．（24-25高二上·浙江杭州·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。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，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质量为，金属杆N质量为m，两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。 (1)求M刚进入磁场时M两端的电压； (2)N在磁场内运动过程中N上产生的热量； (3)N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； (4)N在磁场内运动的时间t。 35．（24-25高二上·四川德阳·期末）如图所示，水平面内足够长的两光滑平行金属直导轨，左侧有电动势的直流电源、的电容器和的定值电阻组成的图示电路。右端和两半径的竖直面内光滑圆弧轨道在处平滑连接，与直导轨垂直，左侧空间存在竖直向上，大小为的匀强磁场。将质量为电阻为的金属棒静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为，距足够远，金属导轨电阻不计。开始时，单刀双掷开关断开，闭合开关，使电容器完全充电；然后断开，同时接“1”，从静止开始加速运动直至速度稳定；当匀速运动到与距离为时（速度已经稳定），立即将接“2”，并择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒，、恰好在处发生第1次弹性碰撞。已知之后与每次碰撞前均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，、始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度，求： (1)电容器完成充电时的电荷量； (2)稳定时的速度； (3)自发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒的总位移。 08线框模型 36．（24-25高三下·重庆·期末）如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方略靠前固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中以下说法正确的是（　　） A．线框中感应电流方向依次为 B．线框的磁通量为零的时，感应电流也为零 C．线框所受安培力的合力方向依次为向上向下 D．线框做自由落体运动 37．（24-25高二上·贵州六盘水·期末）空间中存在如图所示的磁场，Ⅰ、Ⅱ区域的宽度均为2R，磁感应强度均为B（Ⅰ区域垂直纸面向里，Ⅱ区域垂直纸面向外），边长为的正方形导线框在外力作用下沿纸面以速度v匀速通过磁场区域，设导线框中电流为I（逆时针为正），从导线框刚进入Ⅰ区域开始计时，向右运动的位移为x，则下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 38．（24-25高二上·河北衡水·期末）如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为l的匀强磁场，梯形abcd是位于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为2l，．从时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 39．（24-25高二下·全国·期末）在三角形ABC区域中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，三边电阻均为R的三角形导线框abc沿AB方向从A点以速度v匀速穿过磁场区域，如图所示，，，，。线框穿过磁场的过程中（　　） A．感应电流始终沿逆时针方向 B．感应电流先增大后减小 C．通过线框的电荷量为 D．c、b两点的最大电势差为 40．（24-25高二上·浙江台州·期末）如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直轨道放置，且离斜面底端足够远；轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度为。倾斜轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平轨道放置“］”形金属框，框的长宽均为L，质量为、电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度转动，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与定值电阻R连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，、、、、、，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求： (1)开关S和1接通： ①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小： ②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小； (2)开关S和2接通： ①闭合框刚进入磁场时的速度大小； ②导体棒在水平轨道运动过程中产生的焦耳热。 09自感和涡流 41．（24-25高二上·安徽合肥·期末）下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　） A．甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C．丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D．图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 42．（24-25高二上·贵州贵阳·期末）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻很小，P、Q是两个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态，当开关S闭合后（　　） A．Q比P先发光 B．P与Q同时发光 C．P的亮度逐渐变亮 D．Q的亮度始终保持不变 43．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）如图所示，L为自感系数很大的线圈，但线圈的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合，A灯先亮，B灯后亮 B．开关S闭合，B灯先亮，A灯后亮 C．开关S断开，A灯和B灯同时熄灭 D．开关S断开，流过B灯的电流方向从右至左 44．（24-25高二上·河北承德·期末）如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B．开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C．开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D．开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 45．（24-25高二上·河南漯河·期末）如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，L2先亮，L1逐渐变亮，最后两灯一样亮 B．断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 C．断开开关S后，电流从A到B通过L1 D．闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 6 / 7 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 学科网（北京）股份有限公司 $$