第47讲 电磁感应中的新情境问题（复习讲义）（广东专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第47讲 电磁感应中的新情境问题 目录 01考情解码·命题预警 1 02体系构建·思维可视 2 03核心突破·靶向攻坚 3 考点 电磁感应中的新情境问题 3 知识点 电磁感应中的新情境问题 3 考向1 电磁感应在生活应用类的新情景 3 考向2 电磁感应在科技前沿类的新情景 7 04真题溯源·考向感知 11 考点 要求 考频 2025年 2024年 2023年 电磁感应在新情境中的应用 应用 中频 2025•广东T9 2024•广东T4 \ 考情分析： 1.命题形式：单选题非选择题 2.命题分析：高考命题强调创新性，其创新性是通过情境和情境活动两类载体来实现的。电磁感应中的情境创新问题一直是高考的热点和难点，试题难度中等偏上，有时也作为压轴题出现。 3.备考建议：熟练掌握动力学问题与电磁感应结合的综合问题处理，多注意模型归类的训练如单棒模型、线框模型，掌握能量转化的定量计算。多关注“真实问题解决能力”复习需紧扣 “力-电-能”三环联动，强化模型化归和数学工具应用。 4.命题情境：试题常取材于利用磁场加速和利用磁场减速这两类新情境，重点考查学生的物理建模能力和逻辑思维能力 5.常用方法：模型转化、类比迁移 复习目标： 1.学会从新情景中构建物理模型、分析模型解决问题 2.会用功能关系和能量守恒定律分析电磁感应中的能量转化 考点 电磁感应中的新情境问题 知识点 电磁感应中的新情境问题 1.新情景的界定：不是学生课堂上学习过的，但与高中阶段所学的物理知识有一定联系，且能够通过临场阅读获取信息进行合理推理与分析的问题情境。 2.新情境问题的特点：题干文字量大、综合性较强、部分答案可以从题干信息从直接获取。  3.解题策略： （1）仔细读题，构建物理模型 明确题中所给的物理情境要解决的问题，仔细分析该情境描述的研究对象。经历了什么过程？受哪些作用力？分析运动性质，遵循哪些规律？将此问题和学过的知识相关联，在大脑中调出所学过的关于这个问题所涉及的物理知识。 （2）挖掘破题关键解决实际问题，根据题目展示的物理情境，建立好物理模型之后，再看看我们需要解决什么问题，然后再次回到题目所给的信息中去挖掘破题关键信息，进行二次读题，最终查看问题是否得到解决。 （3）还有一些情境题为假情境，戴着情境的帽子，把这几句信息去掉对解题无影响，这样的题可以去掉情境，从中直接找出关键信息即可。 考向1 电磁感应在生活应用类的新情景 例1 （2025·广东揭阳·二模）如图是游乐场“自由落体塔”的模型简图，质量为m、匝数为N、半径为r、总电阻为R的线圈代表乘客座舱。线圈在无磁场区由静止下落高度h后进入足够长的辐向磁场区，再下落一段距离后速度稳定为v，并最终落到缓冲装置上。已知线圈在磁场区所经位置的磁感应强度大小均为（k为常量），忽略空气阻力，重力加速度为g，则线圈（　　） A．刚进入磁场区时感应电动势的大小为 B．刚进入磁场区时所受安培力的大小为 C．从小于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v D．从大于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v 【答案】B 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可得刚进入磁场区时感应电动势的大小为， 所以 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可得 刚进入磁场区时所受安培力的大小为 故B正确； CD．达到稳定速度时有，， 联立解得 由此可得，达到稳定速度v的大小与高度h无关，故CD错误。 故选B。 【变式训练1·变载体】在一期《加油向未来》节目中，节目组组装了三根长均为8.8m的竖直轨道，上部分4m均为相同的木质轨道，下部分分别为粗细相同的铜、铝和不锈钢轨道，且电阻率关系为，轨道上端均有三个22kg的相同小车（可视为质点），车内装有强磁铁，外壳为铝制框架，主持人触动装置按键，让小车同时静止释放。若不计一切摩擦和空气阻力，不锈钢未被磁化，小车下落过程中，下列说法正确的是（    ） A．前4m三个小车均做匀加速直线运动 B．三个小车外壳中始终有感应电流 C．下落4m时三根轨道中的感应电动势相等 D．不锈钢轨道上的小车最先落地 【答案】BD 【详解】A B．强磁铁相对金属导体运动，由电磁感应定律和楞次定律可知，在金属导体中会产生感应电流（涡流），该感应电流将对强磁铁的小车产生阻力作用，则小车前4m除了重力外，还受到下面金属导体产生的感应电流对强磁体小车的阻力，不会做匀加速的直线运动，同样，下方导体产生的感应电流产生的磁场，使得通过小车铝制框架的磁通量发生变化，小车铝制框架也会产生感应电流，故A错误，B正确； CD．由于三辆小车最初的机械能相同，而这三种金属中铜的电阻率最小，在相同条件下铜轨道的电阻也最小，感应电流最大，阻碍最强，机械能转化为电能的功率最大,则下落4m时，速度最小，则产生的感应电动势最小，故C错误； D．由于三辆小车最初的机械能相同，而这三种金属中铜的电阻率最小，在相同条件下铜轨道的电阻也最小，感应电流最大，阻碍最强，机械能转化为电能的功率最大，将最晚落到地面；而不锈钢轨道的电阻率最大，其感应电流最小，阻碍最弱，机械能转化为电能的功率最小，将最先落到地面，故D正确。 故选BD。 【变式训练2·时事热点与学科知识结合】海浪发电装置的俯视图可简化为图甲所示：圆柱体磁芯N极和外壳S极间形成均匀辐射状的磁场，它们可随着海浪上下浮动；磁芯与外壳的间隙中固定有环面水平的环形线圈，线圈半径为d、匝数为n、总电阻为r。当磁体随海浪上下浮动时，线圈切割磁感线，就会产生感应电动势对外供电。已知线圈所在处磁感应强度的大小恒为B，将线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，则当磁体的速度v随t按图乙的规律变化时，求： （1）线圈中的最大感应电动势Em； （2）线圈所受的最大安培力Fm； （3）内通过线圈的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，磁体的速度最大时，线圈中的感应电动势最大 （2）线圈中的感应电动势最大时，感应电流最大，由闭合电路欧姆定律 线圈所受的最大安培力 （3）内通过线圈的平均感应电动势 内通过线圈的平均感应电流 内通过线圈的电荷量 【变式训练3】（2025高三上·广东揭阳·开学考试）如图为某跑步机的测速原理图，绝缘橡胶带下面固定有间距L=0.6m、长度均为d=0.2m的两根水平平行金属导轨，导轨间矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，两导轨左侧间接有R=0.1Ω的定值电阻，橡胶带上嵌有长为L、间距为d的平行铜棒，每根铜棒的阻值均为r=0.1Ω，磁场区域中始终仅有一根铜棒与导轨接触良好且垂直，健身者在橡胶带上跑步时带动橡胶带水平向右运动，当橡胶带以v=5m/s的速度匀速运动时，理想电压表的示数为1.5×10-2V，下列说法正确的是（　　） A．铜棒切割磁感线产生的电动势为1.5×10-2V B．磁场的磁感应强度大小为1×10-2T C．每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，通过R的电荷量为6×10-3C D．每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，铜棒克服安培力做的功为9×10-4J 【答案】BC 【详解】AB．橡胶带以5m/s匀速运动时，铜棒切割磁感线产生的电动势为 代入数据解得 ， 故A错误，B正确； C．每根铜棒每次通过磁场区所用时间为 则通过R的电荷量大小为 故C正确； D．铜棒通过磁场时受到的安培力的大小为 每根铜棒每次通过磁场区时克服安培力做的功为 故D错误。 故选BC。 考向2 电磁感应在科技前沿类的新情景 例2（2025·广东茂名·模拟预测）如图甲所示为电子感应加速器的结构原理图：在上下两磁极线圈中通入图甲所示电流，两磁极间近似形成图乙（俯视图）所示的、II两个匀强磁场区域，其中区域为半径为的圆形区域，区域II为内径为，外径为的环形区域。区域和中磁感应强度大小随时间分别按规律变化。已知变化磁场会在空间中产生感生电场，其电场线是水平面内一系列以为圆心的同心圆，同一条电场线上电场强度大小为，其中为电场线所在圆的半径，为与电场线重合的单匝线圈所产生的电动势。设电子（质量为，电荷量为）在时刻从磁场中由静止释放后，恰好以为圆心沿图乙中虚线轨迹做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．图乙中区域I和II的匀强磁场方向垂直纸面向里 B．距离圆心为处的电场强度的大小为 C．电子沿图乙中虚线逆时针方向运动 D．电子沿图乙中虚线做圆周运动的半径为 【答案】AD 【详解】A．根据上下两磁极线圈中通入的电流方向，结合右手螺旋定则可知，图乙中区域I和II的匀强磁场方向垂直纸面向里，选项A正确； B．距离圆心为处的磁通量 感应电动势 则电场强度的大小为，选项B错误； C．根据左手定则可知，电子沿图乙中虚线顺时针方向运动，选项C错误； D．电子沿切线方向的加速度 在t时刻的速度 根据 解得电子沿图乙中虚线做圆周运动时根据的半径为，选项D正确。 故选AD。 【变式训练1·变考法】如图所示为自激式发电机的原理图，它由一个可以绕导电轴旋转的金属圆盘和两匝固定的线圈组成，线圈通过电刷与转轴、圆盘边缘均良好接触。开始转动前圆盘有较弱的剩磁，用外力驱动圆盘顺时针转动时（从上往下看），线圈中产生感应电流，感应电流的磁场使圆盘的磁场增强，线圈中产生更大的感应电流，圆盘磁场进一步增强，如此循环往复，从而实现自激发电。设开始转动时，圆盘剩磁的磁场方向向上，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的感应电流是顺时针方向（从上往下看） B．线圈中的感应电流在圆盘处激发的磁场与圆盘最初的剩磁方向相同 C．圆盘所受的磁场力的方向与圆盘转动的方向一致 D．圆盘逆时针转动也能实现可持续的自激式发电 【答案】B 【详解】A．以圆盘为参考系，则线圈逆时针转动，由右手定则可知，沿半径方向的导线切割产生的感应电流由内向外，即线圈中产生了逆时针电流，选项A错误； B．由安培定则可知，感应电流磁场方向与圆盘最初的剩磁方向一致，这样的磁场可以使圆盘进一步磁化，从而增强圆盘的磁性，选项B正确； C．圆盘中的感应电流沿半径向内，故由左手定则可知，圆盘所受线圈磁场的安培力为逆时针，与圆盘转动方向相反，另一方面讲，若圆盘所受安培力与圆盘转动方向相同的话，则圆盘不再需要外力驱动即可自行加速转动，这就是妥妥的永动机，选项C错误； D．由右手定则可知，圆盘逆时针转动时，线圈中产生的感应电流为顺时针，其磁场与圆盘最初的剩磁相反，将使圆盘磁性减弱，甚至消失，这将导致发电不可持续，选项D错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图(a)所示，虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长为L的正方形n匝导线框abcd放在光滑水平面上，质量为m，单位长度电阻为R0，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界处。从t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝B0＋kt(k为大于零的常数)，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是(　 ) A．t＝0时导线框中的电流为 B．导线框穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量为 C．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 D．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 【答案】AB 【解析】　t＝0时导线框中的感应电动势E＝nL2＝nkL2，导线框总电阻R＝4nLR0，导线框中的电流I＝＝，故A正确；穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量q＝t＝n＝，故B正确；搭载M后，对框和M整体由动能定理得W＝ΔEk＝(M＋m)v2，故C、D错误。 【变式训练3】（2025高三·广东珠海）某测量风速的装置由风杯组系统（图甲）和电磁信号产生系统（图乙）两部分组成。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于风轮转轴上的导体棒组成（点连接风轮转轴），磁场半径，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，导体棒长，电阻，风推动风杯组绕水平轴顺时针匀速转动，风杯中心到转轴距离为，导体棒每转一周端与弹性簧片接触一次。当导体棒与弹性簧片接触时电压传感器显示电压为，图乙外电路中电阻均为，其余电阻不计。 （1）判断导体棒上的电流方向，求电流的大小。 （2）求风杯的速率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）当导体棒在磁场中顺时针匀速转动时，导体棒相当于电源，根据右手定则可知，导体棒上的电流方向由，根据欧姆定律 （2）电源感应电动势 根据闭合电路的欧姆定律 则风杯的速率为 （2024·浙江·高考真题）如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻尼减振器组成。平台通过三根关于轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在点，三个相同的关于轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为B。处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图3所示。已知时速度为，方向向下，、时刻的振幅分别为，。平台和三个线圈的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，每个线圈半径为r、电阻为R。当弹簧形变量为时，其弹性势能为。不计空气阻力，求 （1）平台静止时弹簧的伸长量； （2）时，每个线圈所受到安培力F的大小； （3）在时间内，每个线圈产生的焦耳热Q； （4）在时间内，弹簧弹力冲量的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）平台静止时，穿过三个线圈的的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，线圈不受到安培力作用，O点受力平衡，因此由胡克定律可知此时弹簧的伸长量 （2）在时速度为，设每个线圈的周长为L，由电磁感应定律可得线圈中产生的感应电流 每个线圈所受到安培力F的大小 （3）由减震器的作用平台上下不移动，由能量守恒定律可得平台在时间内，振动时能量的减少量为，由能量守恒定律 在时间内，振动时能量的减少转化为线圈的焦耳热，可知每个线圈产生的焦耳热 （4）取向上为正方向，全程由动量定理可得 其中 联立解得弹簧弹力冲量的大小为 1 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第47讲 电磁感应中的新情境问题 目录 01考情解码·命题预警 1 02体系构建·思维可视 2 03核心突破·靶向攻坚 3 考点 电磁感应中的新情境问题 3 知识点 电磁感应中的新情境问题 3 考向1 电磁感应在生活应用类的新情景 3 考向2 电磁感应在科技前沿类的新情景 7 04真题溯源·考向感知 11 考点 要求 考频 2025年 2024年 2023年 电磁感应在新情境中的应用 应用 中频 2025•广东T9 2024•广东T4 \ 考情分析： 1.命题形式：单选题非选择题 2.命题分析：高考命题强调创新性，其创新性是通过情境和情境活动两类载体来实现的。电磁感应中的情境创新问题一直是高考的热点和难点，试题难度中等偏上，有时也作为压轴题出现。 3.备考建议：熟练掌握动力学问题与电磁感应结合的综合问题处理，多注意模型归类的训练如单棒模型、线框模型，掌握能量转化的定量计算。多关注“真实问题解决能力”复习需紧扣 “力-电-能”三环联动，强化模型化归和数学工具应用。 4.命题情境：试题常取材于利用磁场加速和利用磁场减速这两类新情境，重点考查学生的物理建模能力和逻辑思维能力 5.常用方法：模型转化、类比迁移 复习目标： 1.学会从新情景中构建物理模型、分析模型解决问题 2.会用功能关系和能量守恒定律分析电磁感应中的能量转化 考点 电磁感应中的新情境问题 知识点 电磁感应中的新情境问题 1.新情景的界定：不是学生课堂上学习过的，但与高中阶段所学的物理知识有一定联系，且能够通过临场阅读获取信息进行合理推理与分析的问题情境。 2.新情境问题的特点：题干文字量大、综合性较强、部分答案可以从题干信息从直接获取。  3.解题策略： （1）仔细读题，构建物理模型 明确题中所给的物理情境要解决的问题，仔细分析该情境描述的研究对象。经历了什么过程？受哪些作用力？分析运动性质，遵循哪些规律？将此问题和学过的知识相关联，在大脑中调出所学过的关于这个问题所涉及的物理知识。 （2）挖掘破题关键解决实际问题，根据题目展示的物理情境，建立好物理模型之后，再看看我们需要解决什么问题，然后再次回到题目所给的信息中去挖掘破题关键信息，进行二次读题，最终查看问题是否得到解决。 （3）还有一些情境题为假情境，戴着情境的帽子，把这几句信息去掉对解题无影响，这样的题可以去掉情境，从中直接找出关键信息即可。 考向1 电磁感应在生活应用类的新情景 例1 （2025·广东揭阳·二模）如图是游乐场“自由落体塔”的模型简图，质量为m、匝数为N、半径为r、总电阻为R的线圈代表乘客座舱。线圈在无磁场区由静止下落高度h后进入足够长的辐向磁场区，再下落一段距离后速度稳定为v，并最终落到缓冲装置上。已知线圈在磁场区所经位置的磁感应强度大小均为（k为常量），忽略空气阻力，重力加速度为g，则线圈（　　） A．刚进入磁场区时感应电动势的大小为 B．刚进入磁场区时所受安培力的大小为 C．从小于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v D．从大于h的高度处下落，在磁场区下落的稳定速度小于v 【变式训练1·变载体】在一期《加油向未来》节目中，节目组组装了三根长均为8.8m的竖直轨道，上部分4m均为相同的木质轨道，下部分分别为粗细相同的铜、铝和不锈钢轨道，且电阻率关系为，轨道上端均有三个22kg的相同小车（可视为质点），车内装有强磁铁，外壳为铝制框架，主持人触动装置按键，让小车同时静止释放。若不计一切摩擦和空气阻力，不锈钢未被磁化，小车下落过程中，下列说法正确的是（    ） A．前4m三个小车均做匀加速直线运动 B．三个小车外壳中始终有感应电流 C．下落4m时三根轨道中的感应电动势相等 D．不锈钢轨道上的小车最先落地 【变式训练2·时事热点与学科知识结合】海浪发电装置的俯视图可简化为图甲所示：圆柱体磁芯N极和外壳S极间形成均匀辐射状的磁场，它们可随着海浪上下浮动；磁芯与外壳的间隙中固定有环面水平的环形线圈，线圈半径为d、匝数为n、总电阻为r。当磁体随海浪上下浮动时，线圈切割磁感线，就会产生感应电动势对外供电。已知线圈所在处磁感应强度的大小恒为B，将线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，则当磁体的速度v随t按图乙的规律变化时，求： （1）线圈中的最大感应电动势Em； （2）线圈所受的最大安培力Fm； （3）内通过线圈的电荷量。 【变式训练3】（2025高三上·广东揭阳·开学考试）如图为某跑步机的测速原理图，绝缘橡胶带下面固定有间距L=0.6m、长度均为d=0.2m的两根水平平行金属导轨，导轨间矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，两导轨左侧间接有R=0.1Ω的定值电阻，橡胶带上嵌有长为L、间距为d的平行铜棒，每根铜棒的阻值均为r=0.1Ω，磁场区域中始终仅有一根铜棒与导轨接触良好且垂直，健身者在橡胶带上跑步时带动橡胶带水平向右运动，当橡胶带以v=5m/s的速度匀速运动时，理想电压表的示数为1.5×10-2V，下列说法正确的是（　　） A．铜棒切割磁感线产生的电动势为1.5×10-2V B．磁场的磁感应强度大小为1×10-2T C．每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，通过R的电荷量为6×10-3C D．每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，铜棒克服安培力做的功为9×10-4J 考向2 电磁感应在科技前沿类的新情景 例2（2025·广东茂名·模拟预测）如图甲所示为电子感应加速器的结构原理图：在上下两磁极线圈中通入图甲所示电流，两磁极间近似形成图乙（俯视图）所示的、II两个匀强磁场区域，其中区域为半径为的圆形区域，区域II为内径为，外径为的环形区域。区域和中磁感应强度大小随时间分别按规律变化。已知变化磁场会在空间中产生感生电场，其电场线是水平面内一系列以为圆心的同心圆，同一条电场线上电场强度大小为，其中为电场线所在圆的半径，为与电场线重合的单匝线圈所产生的电动势。设电子（质量为，电荷量为）在时刻从磁场中由静止释放后，恰好以为圆心沿图乙中虚线轨迹做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．图乙中区域I和II的匀强磁场方向垂直纸面向里 B．距离圆心为处的电场强度的大小为 C．电子沿图乙中虚线逆时针方向运动 D．电子沿图乙中虚线做圆周运动的半径为 【变式训练1·变考法】如图所示为自激式发电机的原理图，它由一个可以绕导电轴旋转的金属圆盘和两匝固定的线圈组成，线圈通过电刷与转轴、圆盘边缘均良好接触。开始转动前圆盘有较弱的剩磁，用外力驱动圆盘顺时针转动时（从上往下看），线圈中产生感应电流，感应电流的磁场使圆盘的磁场增强，线圈中产生更大的感应电流，圆盘磁场进一步增强，如此循环往复，从而实现自激发电。设开始转动时，圆盘剩磁的磁场方向向上，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的感应电流是顺时针方向（从上往下看） B．线圈中的感应电流在圆盘处激发的磁场与圆盘最初的剩磁方向相同 C．圆盘所受的磁场力的方向与圆盘转动的方向一致 D．圆盘逆时针转动也能实现可持续的自激式发电 【变式训练2·变考法】电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图(a)所示，虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长为L的正方形n匝导线框abcd放在光滑水平面上，质量为m，单位长度电阻为R0，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界处。从t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝B0＋kt(k为大于零的常数)，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是(　 ) A．t＝0时导线框中的电流为 B．导线框穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量为 C．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 D．若在导线框上加一质量为M的负载物，如图(b)所示，已知dc边穿出磁场时速度为v，穿出磁场所用时间为t，则安培力对导线框做的功为＋(M＋m)v2 【变式训练3】（2025高三·广东珠海）某测量风速的装置由风杯组系统（图甲）和电磁信号产生系统（图乙）两部分组成。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于风轮转轴上的导体棒组成（点连接风轮转轴），磁场半径，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，导体棒长，电阻，风推动风杯组绕水平轴顺时针匀速转动，风杯中心到转轴距离为，导体棒每转一周端与弹性簧片接触一次。当导体棒与弹性簧片接触时电压传感器显示电压为，图乙外电路中电阻均为，其余电阻不计。 （1）判断导体棒上的电流方向，求电流的大小。 （2）求风杯的速率。 （2024·浙江·高考真题）如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻尼减振器组成。平台通过三根关于轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在点，三个相同的关于轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为B。处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图3所示。已知时速度为，方向向下，、时刻的振幅分别为，。平台和三个线圈的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，每个线圈半径为r、电阻为R。当弹簧形变量为时，其弹性势能为。不计空气阻力，求 （1）平台静止时弹簧的伸长量； （2）时，每个线圈所受到安培力F的大小； （3）在时间内，每个线圈产生的焦耳热Q； （4）在时间内，弹簧弹力冲量的大小。 1 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $$