专题09 法拉第电磁感应定律的应用（期末真题汇编，陕晋宁青专用）（期末真题汇编，陕晋青宁专用）高二物理上学期

专题09 法拉第电磁感应定律的应用 4大高频考点概览 考点01 线框模型 考点02 单杆模型 考点03 双杆模型 考点04 互感和自感 1．如图（a）所示，倾角为θ的光滑斜面上有两个磁场区域，磁感应强度大小都为B，沿斜面宽度都为d，区域I的磁感应强度方向垂直斜面向上，区域II的磁感应强度方向垂直斜面向下，两磁场区域间距为d。斜面上有一矩形导体框，电阻为R，导体框ab、cd边长为L，bc、ad边长为1.5d。刚开始时，导体框cd边与磁场区域I的上边界重合；t=0时刻，静止释放导体框；t1时刻ab边恰进入磁场区域II，框中电流为I1；随即沿平行斜面垂直于cd边对导体框施加力，使框中电流均匀增加，到t2时刻框中电流为I2。此时，cd边未出磁场区域I，框中电流如图（b）所示，重力加速度为g。地 城 考点01 线框模型 （1）在t1-t2时间内，通过导体框截面的电量为多少？ （2）t1时刻导体框速度为多少？导体框的质量为多少？ （3）求金属框在t1-t2时间内运动的加速度； （4）令t1-t2时间内导体框加速度为a、导体框的质量为m，写出t1-t2时间内施加在导体框上的力F与时刻t的函数式，并定性分析F大小的变化情况。    2．(22-23高二上·陕西宝鸡金台区·期末)如图所示，闭合导体线框的质量可以不计，将它从图示位置匀速向右拉出匀强磁场。若第一次用速度v1拉出，线圈产生的热量为Q1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用速度v2（v2>v1）拉出，线圈产生的热量为Q2，通过导线横截面的电荷量为q2，则（　　） A．Q1>Q2 B．Q1<Q2 C．q1<q2 D．q1=q2 3．(23-24高二下·陕西天一大联考·期末)如图所示，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为L，磁场Ⅰ下边界到磁场Ⅱ上边界间距为，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为B。边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框abcd在垂直于磁场的竖直平面内，开始时ab边离磁场Ⅰ上边界距离为，由静止释放金属线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且ab边始终水平，线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ，重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列判断正确的是（　　） A．金属线框的质量为 B．磁场Ⅱ的磁感应强度大小为 C．线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热小于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热 D．线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为 4．(24-25高二下·山西运城·期末)如图所示，将电阻为、质量为的单匝正方形闭合线圈水平放置在顺时针运行的水平传送带的最左端，其边长为。边界、与传送带运行方向垂直，在、区域内加一个垂直于传送带平面向下、磁感应强度为的匀强磁场，边界、间距为。线圈在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其与传送带间的动摩擦因数为，线圈边进入磁场区域前已和传送带共速，传送带的速度为。时刻，线圈边与重合，时刻，线圈边与重合，时刻线圈边与重合。已知重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)时刻，线圈中的感应电流大小； (2)时刻，线圈的速度大小； (3)时间内，线圈中产生的焦耳热。 5．(24-25高二下·山西吕梁·期末)如图，光滑水平面上存在方向竖直向上、宽度为的匀强磁场，磁感应强度大小为。某个合金导线框的质量为，长为，宽为，电阻为。已知，线框在光滑水平面上以初速度进入磁场。求 (1)线框刚进入磁场区域时，所受安培力的大小； (2)线框完全进入磁场区域时的速度大小； (3)线框进入磁场区域的过程与离开磁场区域的过程产生的焦耳热之比。 6．(24-25高二上·山西长治·期末)如图所示，光滑斜面上方的某个区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，虚线1、2是磁场的两条边界线且与斜面垂直，一直立固定在平板上的正方形导线框从斜面的最高点无初速度释放，经过一段时间，线框通过磁场区域．已知磁场边界线的长度与磁场边界线之间的距离均大于线框的边长，斜面足够长。下列说法正确的是（　　） A．线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向 B．线框有可能一直匀速穿过磁场区域 C．线框进入和穿出磁场的过程中，线框产生的焦耳热相等 D．线框进入和穿出磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量相等 7．(24-25高二上·山西阳泉·期末)地球表面存在着不均匀磁场（磁场方向平行于地面），已知地球表面的磁感应强度为B，从地面起每升高l磁感应强度均匀减小。科学家设想用地磁场对飞行器的速度进行干扰，若在飞行器下方固定一个边长同为l的正方形单匝线框（线框面积不变），如图所示。已知线框的电阻阻值为R，当飞行器竖直降落至地面时速度为v（线框上下两边始终处于水平），则此时（　　） A．线框受到的安培力向下 B．线框中的电流为逆时针 C．线框中的电流为 D．线框受到的安培力为 8．(23-24高二下·山西大同·期末)如图所示，光滑绝缘的水平面上边界PQ的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现给正方形刚性导线框abcd一水平向右的初速度，线框恰能完全进入磁场区域。已知线框边长为L，质量为m，每个边长的电阻均为R，则（    ）    A．线框的初速度大小为 B．在进入磁场的全过程中，通过线框横截面的电荷量为 C．在进入磁场的全过程中，线框产生的总焦耳热为 D．线框刚进入磁场时，cd两点间的电势差为 9．(23-24高二下·山西运城·期末)航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求： （1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小； （2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。 10．(23-24高二上·山西运城·期末)如图所示，相距为的两条水平虚线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、边长为的正方形金属框从磁场上方某处自由下落，之后匀速进入磁场区域，重力加速度g取，求： （1）金属框自由下落的高度h； （2）穿过磁场区域的过程中，金属框中产生的焦耳热Q。 11．(24-25高二上·青海名校联盟·期末)某轨道检测车由一节普通车厢改装而成，其进站时的电磁制动原理如图所示，在站台轨道虚线右侧有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在车身下方固定着由粗细均匀的合金材料制成的长为2L、宽为L的单匝矩形线框abcd。检测车的线框ab边进入磁场瞬间的速度为，cd边进入磁场时检测车恰好停止。检测车（含线框）的总质量为m，线框总电阻为R，检测车所受铁轨及空气阻力的合力沿水平方向、大小恒为f，站台轨道上匀强磁场区域足够长，忽略车身在磁场中的电磁感应现象。求： (1)当检测车的速度减为时，ab两端的电压； (2)当检测车的速度减为时，检测车的加速度大小a； (3)从ab边进入磁场到检测车停止，bc边产生的焦耳热Q。 12．(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗县平罗中学·期末)如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的正方形导线框abcd，边长，质量，总电阻，从距离宽度的匀强磁场区域上边缘高处自由下落。当线框下边ab刚进入匀强磁场区域时，线框开始做匀速运动。（g取）求： (1)磁感应强度B的大小； (2)下边ab刚进入匀强磁场区域时，ab边两端的电压大小； (3)线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热： (4)下边ab通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量q。 13．如图所示金属导轨abc、def平行放置间距L=2m，且b处和e处为小圆弧平滑连接。ab，de与水平方向夹角为，动摩擦因数，ad之间的固定电阻阻值为R=3Ω。bc和ef为光滑导轨，它们之间有竖直方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T，现有一金属棒MN质量为2kg，电阻r=1Ω，长为L=2m，MN从倾斜导轨上距be为4m处由静止滑下，最终停在水平导轨上距be为2m处。求：地 城 考点02 单杆模型 （1）整个过程中金属棒MN中产生的焦耳热； （2）通过定值电阻R的电荷量q。 14．(23-24高二上·宁夏吴忠中学·期末)如图所示，在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，有一水平放置的光滑金属框架，宽度为，框架上放置一质量为0.5kg、接入电路的阻值为的金属杆cd和一阻值为的定值电阻，金属杆长度也为0.5m且与框架垂直并接触良好，框架电阻不计．若cd杆在水平外力的作用下以恒定速度向右沿框架做匀速直线运动，并计时开始．求： （1）在内平均感应电动势和水平外力分别是多少； （2）2s后撤去外力F，从开始到金属杆静止时，全过程中金属杆上产生的焦耳热是多少？ 15．(24-25高二下·陕西汉中·期末)据报道，中国第三艘航母福建舰进行海试。该舰首次采用电磁弹射技术，图为电磁弹射装置的等效电路图（俯视图）。两根相互平行的光滑长直导轨固定在水平面上，在导轨的左端接入充满电的超级电容器，此时超级电容器的电荷量为Q，超级电容器的电容为C。将阻值为R的导体棒MN静置于导轨上，闭合开关S后，电容器释放储存的电能，所产生的强大电流经过导体棒MN，导体棒MN在强磁场的作用下加速。导体棒MN始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（　　） A．超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变 B．在电容器放电过程中，电容器的电容不断减小 C．通过导体棒MN电流的最大值为 D．导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大 16．(24-25高二下·陕西咸阳·期末)如图1所示，在倾角的光滑平行导轨上，有一长度恰好等于导轨宽度的均匀导体棒MN，平行于斜面底边由静止释放。导轨下端接有一只电阻为的小灯珠（设其电阻不随温度变化）。在MN下方一定距离处的矩形区域内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场沿导轨方向的长度为，磁感应强度随时间变化的规律如图2所示，导体棒MN在时恰好进入磁场区域。已知导体棒MN的质量，电阻，导轨足够长，重力加速度。若导体棒MN从开始运动到出磁场过程中，小灯珠亮度始终不变，则在该过程中（　　） A．导体棒MN中的电流方向为 B．导轨宽度为1m C．通过导体棒MN的总电荷量为0.8C D．小灯珠的电功率为0.27W 17．(24-25高二下·陕西商洛·期末)如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨水平固定，导轨的电阻忽略不计，两导轨之间的距离，整个空间存在与水平方向成的匀强磁场，磁感应强度大小。导体棒的质量，导体棒的质量，两导体棒的阻值均为，长度均为，均垂直导轨放置且与磁场垂直。 (1)若导体棒锁定，在导体棒上施加大小、方向水平向右的恒力。 ①求导体棒的最大速度； ②若在导体棒的速度由0增大到的过程中，导体棒上产生的热量为，求此过程通过导体棒的电荷量。 (2)若导体棒不锁定，初始时两导体棒的间距为0，给导体棒一水平向右、大小的初速度，求两导体棒稳定时的间距。 18．(23-24高二下·陕西咸阳·期末)航母舰载机返回甲板时有多种减速方式，其中一种电磁减速方式简要模型如图所示，足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，导轨（电阻不计）固定在水平面上，且处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。将舰载机等效为质量为m、电阻为r的导体棒ab，导体棒ab垂直导轨放置给导体棒ab一个水平向右的动量p，向右减速运动直至速度为0，则此过程中（　　） A．导体棒ab做匀减速直线运动 B．电阻R上产生的焦耳热为 C．通过导体棒ab横截面的电荷量为 D．导体棒ab减速过程中通过的位移大小为 19．(23-24高二上·陕西汉中汉台区·期末)如图甲所示，水平面上固定一个20匝的边长为L=10cm、电阻为r=2.0Ω的正方形线圈，线圈端点a、b通过导线与间距为d=0.5m的足够长平行倾斜金属导轨相连，导轨与水平方向的夹角θ=30°，金属杆MN质量为m=0.1kg，电阻为R=1Ω，放在导轨足够高处与导轨垂直且接触良好。已知整个线圈处于竖直向下磁场中，磁感应强度B0随时间的变化如图乙所示，从t0=0.2s时刻起该磁场不再变化；倾斜导轨处于垂直于轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。忽略其余电阻，重力加速度为g=10m/s2，已知0~t0时间内金属杆MN刚好不上滑，设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求： （1）0~t0时间内，ab两点之间的电势差Uab； （2）t0时刻后，MN从静止开始下滑，求MN所能达到的最大速度vm及此时ab两点之间的电势差。 20．(24-25高二上·山西名校联考·期末)如图所示，水平面上固定着两根间距的光滑平行金属导轨MN、PQ，M、P两点间连接一个阻值的电阻，一根与平行导轨间距等长、电阻的金属棒ab垂直于导轨静止放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，金属棒进入磁场后恰好匀速通过磁场，金属棒通过磁场的过程中通过金属棒任一横截面的电荷量，金属棒运动过程中与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，求： (1)金属棒通过磁场区域时的速度大小v； (2)磁场的长度d。 21．(24-25高二上·山西晋中·期末)如图所示，两根倾斜平行金属导轨、与水平面的夹角，两导轨间距为，金属棒的质量为，放在导轨上且与导轨垂直。磁场的磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向下，电源的电动势为，为滑动变阻器（最大阻值为），除滑动变阻器外其他电阻均不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度取，。调节滑动变阻器，使金属棒在导轨上静止。 (1)求滑动变阻器接入电路的阻值范围； (2)若滑动变阻器电阻突然调到，求金属棒瞬间加速度的大小和方向。 22．(24-25高二上·山西阳泉·期末)游乐园里的儿童过山车深受小朋友的喜爱，小朋友坐到轨道车中，利用电磁弹射的原理将车弹射出去，上升到一定的高度。现将电磁弹射车的原理简化为如图所示。ABEF和CDGH为两个宽度均为的水平光滑平行金属导轨，BDEG间有一段绝缘轨道连接（图中阴影区域），EF和GH斜面右侧有导线连接，ABCD间为足够长的“加速区”，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，绝缘轨道右侧有个“减速区”，“减速区”有n个连续宽度为的匀强磁场（磁场间距离也为d），磁感应强度均为。轨道的左端分别连有电动势为的电源，内阻忽略不计，电容，弹射车的下端连有一根导体棒（弹射车未画出），当单刀双掷开关拨至“1”时，电源对电容充电，充满电后将开关拨至“2”，在导体棒的推动下弹射车的速度达到稳定后进入绝缘轨道右侧，经过若干磁场区域后速度减小为，冲上右侧斜面才能保证小朋友的安全；已知弹射车和导体棒的总质量为，导体棒的有效电阻，其他电阻忽略不计，重力加速度g取，不考虑磁场间的相互影响。求： (1)电容器储存的最大电荷量； (2)弹射车弹出“加速区”时的速度与该区域的磁感应强度的关系； (3)“减速区”的磁场最少的个数。 23．(24-25高二上·山西阳泉·期末)一个光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距为d，两导轨间通有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨左端连接着一个定值电阻，现有四根导体棒放在导轨上均以速度做匀速直线运动，则下列四根导体棒产生的感应电动势不等于的是（　　）    A．A B．B C．C D．D 24．(24-25高二上·山西长治·期末)如图所示，两间距m、足够长的光滑平行倾斜金属导轨固定在水平面上，两导轨的倾角均为，两导轨的顶端用阻值Ω的定值电阻相连，水平虚线MN的下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，质量kg、长为1m、阻值Ω的金属棒紧靠虚线MN静止释放，经过一段时间后金属棒以速度m/s匀速下滑，该过程中流过定值电阻的电荷量C。整个过程金属棒始终与导轨垂直，不计导轨的电阻值，重力加速度m/s2，。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量； (3)若仅将定值电阻R换成电F的电容器，仍将金属棒紧靠虚线MN静止释放，2s末金属棒的速度大小。 25．如图所示，水平面内固定放置两足够长的光滑平行金属导轨AB和CD，在导轨上有垂直导轨放置的完全相同的直导体P和Q，质量均为m，有竖直方向的匀强磁场垂直穿过导轨平面。在直导体P上作用一与导轨平行的水平恒力F，使P由静止开始运动，经一段时间t，P向右的位移大小为x，P和Q还没有达到稳定状态，此时P和Q的瞬时速度分别是和，瞬时加速度分别为和，这一过程直导体P上产生的热量为E，两直导体始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。则关于这一过程，下列关系式正确的是（    ）地 城 考点03 双杆模型 A． B． C． D． 26．(24-25高二上·陕西师范大学附属中学·期末)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，以直线MN为分界线，MN左、右两侧导轨的间距分别为l、2l。导轨处在竖直向上的匀强磁场中，其中MN左侧磁场的磁感应强度大小为2B、MN右侧磁场的磁感应强度大小为B。质量分别为m、2m的导体棒a、b均垂直导轨放置，两导体棒接入电路中的阻值均为R，其余电阻不计。初始时两导体棒均静止，现对a棒施加水平向左的恒力F1，同时对b棒施加水平向右的恒力F2。且 两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触。已知从开始运动到两棒运动状态刚好稳定的过程中b棒的位移大小为x，则此过程中（　　） A．同一时刻a棒的加速度大小等于b棒加速度大小 B．运动状态稳定时a棒做匀加速运动 C．运动状态稳定时b棒的速度大小为 D．a棒产生的焦耳热为 27．(23-24高二下·山西长治·期末)如图所示，两根足够长的金属直导轨水平平行放置，导轨间距为，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将质量均为的金属棒a、b垂直导轨放置，a、b金属棒接入导轨之间的电阻分别为R、3R，。a棒光滑，b棒与轨道间动摩擦因数，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2，当给a棒施加水平向右恒定的拉力，则： （1）a棒速度v0为多大时，b棒开始运动？此时a棒的加速度大小为多少？ （2）从b棒运动开始计时，经过时间，a，b棒速度之比，求此时b棒的速度vb的大小；t0时间内流过b棒的电量为q，求时间t0内a棒相对于b棒运动的距离Δx。 28．(24-25高二下·陕西西安第一中学·期末)如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R，先锁定棒b，将棒a由静止释放，经过时间t后棒a匀速运动，此时解除锁定，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为g。求： (1)解除锁定瞬间棒b的加速度大小a0； (2)解除锁定前棒a运动的距离x。 29．(24-25高三上·山西太原·期末)如图所示，两根电阻不计且足够长的光滑水平金属导轨平行放置，间距为L。垂直于导轨静止放置两根金属棒ab、cd，两棒的质量均为m、电阻均为r。导轨平面内充满竖直方向的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。cd在恒定水平外力F的作用下，由静止开始运动，两棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，求： (1)经过时间t，当棒cd的速度为v时，棒ab的速度； (2)经过足够长的时间，棒cd与棒ab速度的差值。 30．(23-24高三上·山西阳泉·期末)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1 m，电阻不计。质量为1 kg、长为1 m、电阻为1 Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，其中B1 = 0.5 T，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.4 kg的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度v1 = 2 m/s，CD的速度为v2，且v2 > v1，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g = 10 m/s2。 (1)判断区域Ⅱ的磁场方向并求出该区域磁感应强度的大小； (2)求CD在区域Ⅱ中匀速直线运动的速度v2的大小。 31．(23-24高三上·山西太原·期末)如图所示，两条电阻不计的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，间距为。甲、乙两根金属棒垂直导轨放置，与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中。锁定乙棒，对甲施加水平向右的恒力，作用时间后甲获得速度，立即撤去拉力，同时解锁乙棒。甲、乙的质量分别为和，接入电路中的电阻均为，金属轨道足够长且甲、乙两棒始终未发生碰撞。求： （1）撤去外力瞬间，金属棒甲、乙加速度的大小； （2）作用的时间内，通过乙棒的电荷量； （3）撤去拉力后，直到甲、乙之间的距离不再变化，这一过程中，甲棒中产生的热量以及甲、乙运动的位移差。    32．某同学在研究自感现象时，设计了如图所示的电路，线圈L的自感系数较大，直流电阻为，且，小灯泡1、2完全相同，忽略两小灯泡的电阻值受温度的影响。下列说法正确的是（　　）地 城 考点04 互感和自感 A．电键闭合瞬间，灯泡1、2同时发光，且亮度均保持不变 B．断开电键瞬间，流过灯泡2的电流方向向右 C．断开电键瞬间，灯泡2立即熄灭，灯泡1逐渐熄灭 D．断开电键瞬间，灯泡2闪亮一下后逐渐熄灭 33．(23-24高二上·山西运城·期末)如图所示，两个完全相同的灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻也是R。下列说法中正确的是（　　） A．S闭合时，B灯先亮，稳定后A灯比B灯亮 B．S闭合时，B灯先亮，稳定后两灯一样亮 C．S由通路断开时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭 D．S由通路断开时，B灯会闪亮一下再逐渐熄灭 34．(23-24高二上·山西长治·期末)如图所示的电路中，A、B是相同的两个小灯泡，L是一个带铁芯的线圈，电阻极小。调节R，稳定后两灯泡均能正常发光。则（　　） A．闭合S时，A立即变亮，B逐渐变亮 B．闭合S时，B立即变亮，A逐渐变亮 C．断开S时，A会突然闪亮一下而B立即熄灭 D．断开S时，B会突然闪亮一下而A立即熄灭 35．(23-24高二上·山西长治·期末)关于下列图片说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动手柄使蹄形磁铁转动铝框会同向转动，且它们转动的角速度相同 B．图乙中，当线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量冶炼金属 C．图丙中，对着话筒讲话线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理 D．图丁中，运输中，将表头的接线柱用导线连接可保护指针，这利用了电磁阻尼原理 36．(24-25高二上·陕西咸阳·期末)如图为上海中心大厦的上海慧眼阻尼器。质量块和吊索构成一个巨型复摆，质量块下方有一圆盘状的大型电磁铁，大厦产生晃动时，复摆与主体做相同晃动，电磁铁通电后，质量块中会产生涡流，受到电磁阻尼作用，减弱大楼的晃动，保持大厦的稳定和安全。下列说法正确的是（　　） A．涡流的大小与质量块摆动速度无关 B．阻尼过程中，电能转化为动能 C．改变电磁铁中电流方向，质量块仍会受到电磁阻尼作用 D．质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱无关 37．(24-25高二上·陕西师范大学附属中学·期末)电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感、自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（　　） A．真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 B．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量 C．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数不变 D．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏 38．(23-24高二下·陕西西安鄠邑区第二中学·期末)在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A．当闭合开关S时，、同时亮，最后两灯一样亮 B．闭合开关S后，亮后逐渐变暗，亮后逐渐变亮 C．当断开开关S时，两灯同时熄灭 D．断开开关S时，立即熄灭，亮一下然后逐新熄灭 39．(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期末)电磁炉又名电磁灶（图1），是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的。它无须明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。图2是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（　　） A．电磁炉是在炉面板内产生的涡流发热，传导到锅里加热食物 B．电磁炉是直接在锅底部产生涡流加热食物，其面板发热量很少 C．在锅和电磁炉面板中间放一绝缘垫片，电磁炉不能起到加热作用 D．电磁炉不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅是因为这些材料的导热性较差 40．(23-24高二上·陕西咸阳·期末)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压恒定，、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．该实验演示的是断电自感现象 B．线圈的直流电阻大于灯泡的电阻 C．断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D．乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据 41．(23-24高二上·陕西渭南华州区咸林中学·期末)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A．合上S时，A1和A2同时亮起来 B．合上S时，A2比A1先亮，且最后A2比A1要亮些 C．断开S时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭 D．断开S时，A2会过一会儿才熄灭 42．(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期末)如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈的电流（如图乙）。已知电源电动势，内阻不计，灯泡的阻值为，电阻的阻值为。 (1)当开关S闭合时，灯泡中的电流______A，线圈的直流电阻为______。 (2)开关断开时，该同学观察到的现象为（    ） A．小灯泡慢慢熄灭 B．灯泡闪亮一下再熄灭 C．小灯泡亮度稳定 43．(23-24高二上·宁夏银川贺兰县第二高级中学·期末)如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮 B．闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮 C．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下 D．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭 44．(23-24高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S时，A、B灯立即同时亮 B．闭合开关S时，B灯先亮，A灯后亮 C．断开开关S时，A、B灯立即同时熄灭 D．断开开关S时，A灯先熄灭，B灯后熄灭 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 法拉第电磁感应定律的应用 4大高频考点概览 考点01 线框模型 考点02 单杆模型 考点03 双杆模型 考点04 互感和自感 1．如图（a）所示，倾角为θ的光滑斜面上有两个磁场区域，磁感应强度大小都为B，沿斜面宽度都为d，区域I的磁感应强度方向垂直斜面向上，区域II的磁感应强度方向垂直斜面向下，两磁场区域间距为d。斜面上有一矩形导体框，电阻为R，导体框ab、cd边长为L，bc、ad边长为1.5d。刚开始时，导体框cd边与磁场区域I的上边界重合；t=0时刻，静止释放导体框；t1时刻ab边恰进入磁场区域II，框中电流为I1；随即沿平行斜面垂直于cd边对导体框施加力，使框中电流均匀增加，到t2时刻框中电流为I2。此时，cd边未出磁场区域I，框中电流如图（b）所示，重力加速度为g。地 城 考点01 线框模型 （1）在t1-t2时间内，通过导体框截面的电量为多少？ （2）t1时刻导体框速度为多少？导体框的质量为多少？ （3）求金属框在t1-t2时间内运动的加速度； （4）令t1-t2时间内导体框加速度为a、导体框的质量为m，写出t1-t2时间内施加在导体框上的力F与时刻t的函数式，并定性分析F大小的变化情况。    【答案】（1）；（2）；；（3）；（4）见解析 【详解】（1）依题意，在I-t图像中图线与横轴所围面积表示电荷量，可知在t1-t2时间内，通过导体框截面的电量为 （2）设t1时刻导体框速度为v1，则有 解得 0~t1时间内，由动量定理，可得 又 联立，解得 （3）在t1-t2时间内由图可知I随时间均匀增加，则有 即 解得 （4）在t1-t2时间内，线框做匀加速直线运动，加速度为a，则有 设F沿斜面向下，由牛顿第二定律可得 又 联立，解得 F变化趋势讨论： 当时，F沿斜面向下，随时间t增大。 当时，F沿斜面向上，随时间t减小。 当时，F随时间t先减小后增大。 2．(22-23高二上·陕西宝鸡金台区·期末)如图所示，闭合导体线框的质量可以不计，将它从图示位置匀速向右拉出匀强磁场。若第一次用速度v1拉出，线圈产生的热量为Q1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用速度v2（v2>v1）拉出，线圈产生的热量为Q2，通过导线横截面的电荷量为q2，则（　　） A．Q1>Q2 B．Q1<Q2 C．q1<q2 D．q1=q2 【答案】BD 【详解】AB．令线框长为，宽为，线框匀速拉出过程的感应电动势为 感应电流为 拉出过程经历时间 产生热量为 解得 可知，匀速拉动的速度越大，产生热量越多，由于 v2>v1 则有 Q1<Q2 A错误，B正确； CD．根据上述，匀速拉出线框过程，通过导线横截面的电荷量为 可知 q1=q2 C错误，D正确。 故选BD。 3．(23-24高二下·陕西天一大联考·期末)如图所示，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为L，磁场Ⅰ下边界到磁场Ⅱ上边界间距为，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为B。边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框abcd在垂直于磁场的竖直平面内，开始时ab边离磁场Ⅰ上边界距离为，由静止释放金属线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且ab边始终水平，线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ，重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列判断正确的是（　　） A．金属线框的质量为 B．磁场Ⅱ的磁感应强度大小为 C．线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热小于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热 D．线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为 【答案】BD 【详解】A．静止释放金属线框到ab边开始进入磁场Ⅰ，根据动能定理有 匀速穿过磁场Ⅰ，则 解得 故A错误； B．从cd出磁场Ⅰ到ab进磁场Ⅱ过程，根据动能定理有 匀速穿过磁场Ⅱ，则 ， 解得磁场Ⅱ的磁感应强度大小 故B正确； C．线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ，则根据功能关系知线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热为2mgL，等于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热2mgL，故C错误； D．线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为 故D正确。 故选BD。 4．(24-25高二下·山西运城·期末)如图所示，将电阻为、质量为的单匝正方形闭合线圈水平放置在顺时针运行的水平传送带的最左端，其边长为。边界、与传送带运行方向垂直，在、区域内加一个垂直于传送带平面向下、磁感应强度为的匀强磁场，边界、间距为。线圈在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其与传送带间的动摩擦因数为，线圈边进入磁场区域前已和传送带共速，传送带的速度为。时刻，线圈边与重合，时刻，线圈边与重合，时刻线圈边与重合。已知重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)时刻，线圈中的感应电流大小； (2)时刻，线圈的速度大小； (3)时间内，线圈中产生的焦耳热。 【答案】(1)2A (2)0.6m/s (3)0.0052J 【详解】（1）线圈ab边进入磁场区域前已和传送带共速，t=0时刻，线圈中的感应电动势为E=Blv0 线圈中的感应电流大小为 解得 （2）由于，所以线框在传送带上所受摩擦力为滑动摩擦力，t1时刻，线圈的速度大小为v，对线圈进入磁场的过程，以水平向右为正方向，由动量定理可得 即 其中 联立解得 （3）t1～t2时间内，线框中焦耳热为零。 对线框，0～t1时间内，由动能定理 根据功能关系可得 解得 5．(24-25高二下·山西吕梁·期末)如图，光滑水平面上存在方向竖直向上、宽度为的匀强磁场，磁感应强度大小为。某个合金导线框的质量为，长为，宽为，电阻为。已知，线框在光滑水平面上以初速度进入磁场。求 (1)线框刚进入磁场区域时，所受安培力的大小； (2)线框完全进入磁场区域时的速度大小； (3)线框进入磁场区域的过程与离开磁场区域的过程产生的焦耳热之比。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）线框刚进磁场区域时，所受安培力 由欧姆定律可得 根据法拉第电磁感应定律可得 联立解得 （2）设乙线框恰好完全出磁场区域时速度大小为v，取向右为正方向，对线框进入过程，根据动量定理可得 根据法拉第电磁感应定律可得 结合欧姆定律则有 其中 联立解得 （3）同理（2）过程可得，线框完全离开磁场时候的速度 由能量守恒可得， 解得 6．(24-25高二上·山西长治·期末)如图所示，光滑斜面上方的某个区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，虚线1、2是磁场的两条边界线且与斜面垂直，一直立固定在平板上的正方形导线框从斜面的最高点无初速度释放，经过一段时间，线框通过磁场区域．已知磁场边界线的长度与磁场边界线之间的距离均大于线框的边长，斜面足够长。下列说法正确的是（　　） A．线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向 B．线框有可能一直匀速穿过磁场区域 C．线框进入和穿出磁场的过程中，线框产生的焦耳热相等 D．线框进入和穿出磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量相等 【答案】AD 【详解】A．线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针方向，故A正确； B．若线框匀速进入磁场，由于磁场边界线的长度与磁场边界线之间的距离均大于线框的边长，则线框完全进入磁场后将做加速运动，线框出磁场时的速度大于进入磁场时的速度，根据 可知线框出磁场将做减速运动，所以线框不可能一直匀速穿过磁场区域，故B错误； C．若线框匀速进入磁场，则线框出磁场过程受到的安培力大于进入磁场过程受到的安培力，线框出磁场过程克服安培力做功大于进入磁场过程克服安培力做功，线框出磁场过程产生的焦耳热大于进入磁场过程产生的焦耳热，故C错误； D．根据 由于线框进入和穿出磁场的过程中，磁通量变化大小相等，所以通过线框横截面的电荷量相等，故D正确。 故选AD。 7．(24-25高二上·山西阳泉·期末)地球表面存在着不均匀磁场（磁场方向平行于地面），已知地球表面的磁感应强度为B，从地面起每升高l磁感应强度均匀减小。科学家设想用地磁场对飞行器的速度进行干扰，若在飞行器下方固定一个边长同为l的正方形单匝线框（线框面积不变），如图所示。已知线框的电阻阻值为R，当飞行器竖直降落至地面时速度为v（线框上下两边始终处于水平），则此时（　　） A．线框受到的安培力向下 B．线框中的电流为逆时针 C．线框中的电流为 D．线框受到的安培力为 【答案】BC 【详解】AB．由于地磁场分布不均匀，导线框上、下两边运动方向相同，下面导线所在位置的磁场更强，线框中的电流方向由下面导线决定，根据右手定则判断电流为逆时针方向，再根据左手定则判断，上、下两根导线的安培力方向相反，根据可知，两根导线的电流相同，下面导线所处的位置磁场更强，左右两根导线所受的安培力等大反向而平衡，线框整体所受安培力向上，A错误，B正确； CD．设地面处的磁感应强度为B，下面导线产生的电动势更大，则线框中的电动势为 此时电路中电流为 安培力为 C正确，D错误。 故选BC。 8．(23-24高二下·山西大同·期末)如图所示，光滑绝缘的水平面上边界PQ的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现给正方形刚性导线框abcd一水平向右的初速度，线框恰能完全进入磁场区域。已知线框边长为L，质量为m，每个边长的电阻均为R，则（    ）    A．线框的初速度大小为 B．在进入磁场的全过程中，通过线框横截面的电荷量为 C．在进入磁场的全过程中，线框产生的总焦耳热为 D．线框刚进入磁场时，cd两点间的电势差为 【答案】BC 【详解】AB．设导线框的初速度为，取向右为正方向，对其运动的全过程，由动量定理得 又 得 故A错误，B正确； C．根据能量守恒，线框进入磁场过程中，线框产生的总焦耳热等于动能的减小量，即 故C正确； D．则cd边切割磁感线产生的感应电动势为 由右手定则，cd边感应电流方向从c流向d，cd边相当于电源，故 故D错误。 故选BC。 9．(23-24高二下·山西运城·期末)航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求： （1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小； （2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为 根据欧姆定律，线圈中的电流为 线圈受到的安培力为 根据牛顿第二定律 可得 （2）对滑块，设滑块受到的支持力为，由力的平衡 线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为 根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力为 可得 10．(23-24高二上·山西运城·期末)如图所示，相距为的两条水平虚线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、边长为的正方形金属框从磁场上方某处自由下落，之后匀速进入磁场区域，重力加速度g取，求： （1）金属框自由下落的高度h； （2）穿过磁场区域的过程中，金属框中产生的焦耳热Q。 【答案】（1）0.2m；（2）0.2J 【详解】（1）金属框自由下落的过程中由动能定理可得 由金属框匀速进入磁场区域可知，金属框通过磁场区域时受力平衡 由联立解得 （2）金属框匀速通过磁场区域的过程中，产生的焦耳热等于克服安培力所做的功 解得 11．(24-25高二上·青海名校联盟·期末)某轨道检测车由一节普通车厢改装而成，其进站时的电磁制动原理如图所示，在站台轨道虚线右侧有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在车身下方固定着由粗细均匀的合金材料制成的长为2L、宽为L的单匝矩形线框abcd。检测车的线框ab边进入磁场瞬间的速度为，cd边进入磁场时检测车恰好停止。检测车（含线框）的总质量为m，线框总电阻为R，检测车所受铁轨及空气阻力的合力沿水平方向、大小恒为f，站台轨道上匀强磁场区域足够长，忽略车身在磁场中的电磁感应现象。求： (1)当检测车的速度减为时，ab两端的电压； (2)当检测车的速度减为时，检测车的加速度大小a； (3)从ab边进入磁场到检测车停止，bc边产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当检测车的速度为时，感应电动势 线框中的电流 两端的电压 解得 （2）线框受到的安培力大小 根据牛顿第二定律有 解得 （3）检测车从进站到停下，设线框产生的总焦耳热为，根据能量守恒定律有 根据焦耳定律可知，边产生的焦耳热 解得 12．(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗县平罗中学·期末)如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的正方形导线框abcd，边长，质量，总电阻，从距离宽度的匀强磁场区域上边缘高处自由下落。当线框下边ab刚进入匀强磁场区域时，线框开始做匀速运动。（g取）求： (1)磁感应强度B的大小； (2)下边ab刚进入匀强磁场区域时，ab边两端的电压大小； (3)线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热： (4)下边ab通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量q。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）由题意得，线框进入磁场时受力平衡，故有 安培力为 感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得 当线框下边ab刚进入匀强磁场区域时，由动能定理得 联立可得 （2）结合上述分析可得，线框的感应电动势 电路中的电流 ab两端的为路端电压，则有 （3）因为磁场区域的宽度与线框的边长相等，所以线框匀速穿过磁场，根据能量守恒可得 （4）根据上述分析可知，线圈下边ab通过磁场区域过程中，线圈中的电流 ab在磁场中运动的时间 其中 解得 所以下边ab通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量 13．如图所示金属导轨abc、def平行放置间距L=2m，且b处和e处为小圆弧平滑连接。ab，de与水平方向夹角为，动摩擦因数，ad之间的固定电阻阻值为R=3Ω。bc和ef为光滑导轨，它们之间有竖直方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T，现有一金属棒MN质量为2kg，电阻r=1Ω，长为L=2m，MN从倾斜导轨上距be为4m处由静止滑下，最终停在水平导轨上距be为2m处。求：地 城 考点02 单杆模型 （1）整个过程中金属棒MN中产生的焦耳热； （2）通过定值电阻R的电荷量q。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）金属棒由静止滑下，最终停在水平导轨上，根据能量守恒，有 整个过程中金属棒MN中产生的焦耳热 （2）通过定值电阻R的电荷量 14．(23-24高二上·宁夏吴忠中学·期末)如图所示，在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，有一水平放置的光滑金属框架，宽度为，框架上放置一质量为0.5kg、接入电路的阻值为的金属杆cd和一阻值为的定值电阻，金属杆长度也为0.5m且与框架垂直并接触良好，框架电阻不计．若cd杆在水平外力的作用下以恒定速度向右沿框架做匀速直线运动，并计时开始．求： （1）在内平均感应电动势和水平外力分别是多少； （2）2s后撤去外力F，从开始到金属杆静止时，全过程中金属杆上产生的焦耳热是多少？ 【答案】（1）2V，0.25N；（2）1.5J 【详解】（1）因为匀速运动，所以感应电动势不变，即平均感应电动势为 电路中的电流为 因为金属杆匀速，所以其拉力等于安培力，即 （2）有拉力过程，金属杆的位移为x，有 拉力做功 由能量守恒可知，拉力做的功以及金属杆的动能全部转化成金属杆和电阻产生的热能，所以其转化的热能为 金属杆产生的热为 15．(24-25高二下·陕西汉中·期末)据报道，中国第三艘航母福建舰进行海试。该舰首次采用电磁弹射技术，图为电磁弹射装置的等效电路图（俯视图）。两根相互平行的光滑长直导轨固定在水平面上，在导轨的左端接入充满电的超级电容器，此时超级电容器的电荷量为Q，超级电容器的电容为C。将阻值为R的导体棒MN静置于导轨上，闭合开关S后，电容器释放储存的电能，所产生的强大电流经过导体棒MN，导体棒MN在强磁场的作用下加速。导体棒MN始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（　　） A．超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变 B．在电容器放电过程中，电容器的电容不断减小 C．通过导体棒MN电流的最大值为 D．导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大 【答案】C 【详解】A．超级电容器相当于电源，根据知，放电时Q减小，两端电压减小，故A错误； B．超级电容器的电容是由电容器的内部结构决定的，与充电、放电无关，电容器的电容不变，故B错误； C．根据题意可知，刚闭合开关时，导体棒MN未运动，此时反电动势为零，电容器电压最大，则通过导体棒MN的电流最大，此时的电流 又因为 所以通过导体棒MN的电流的最大值，故C正确； D．导体棒MN在运动过程中产生了感应电动势，导体棒MN中的电流瞬时值为 当时导体棒MN中的电流瞬时值为零，受到的安培力等于零，此时导体棒MN的速度最大，故D错误。 故选C。 16．(24-25高二下·陕西咸阳·期末)如图1所示，在倾角的光滑平行导轨上，有一长度恰好等于导轨宽度的均匀导体棒MN，平行于斜面底边由静止释放。导轨下端接有一只电阻为的小灯珠（设其电阻不随温度变化）。在MN下方一定距离处的矩形区域内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场沿导轨方向的长度为，磁感应强度随时间变化的规律如图2所示，导体棒MN在时恰好进入磁场区域。已知导体棒MN的质量，电阻，导轨足够长，重力加速度。若导体棒MN从开始运动到出磁场过程中，小灯珠亮度始终不变，则在该过程中（　　） A．导体棒MN中的电流方向为 B．导轨宽度为1m C．通过导体棒MN的总电荷量为0.8C D．小灯珠的电功率为0.27W 【答案】BD 【详解】A．根据楞次定律可知，导体棒MN中的电流方向为，A错误；     B．t=1s时导体棒的速度 由题意可知导体棒MN从开始运动到出磁场过程中，小灯珠亮度始终不变，可知在0~1s内感应电动势等于导体棒经过磁场时切割磁感线产生的感应电动势，则 解得d=2m 而通过磁场时导体棒匀速运动，可知 解得L=1m，选项B正确； C．由上述方程可知通过导体棒的电流 导体棒匀速经过磁场的时间 整个过程通过导体棒MN的总电荷量为，选项C错误； D．小灯珠的电功率为，选项D正确。 故选BD。 17．(24-25高二下·陕西商洛·期末)如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨水平固定，导轨的电阻忽略不计，两导轨之间的距离，整个空间存在与水平方向成的匀强磁场，磁感应强度大小。导体棒的质量，导体棒的质量，两导体棒的阻值均为，长度均为，均垂直导轨放置且与磁场垂直。 (1)若导体棒锁定，在导体棒上施加大小、方向水平向右的恒力。 ①求导体棒的最大速度； ②若在导体棒的速度由0增大到的过程中，导体棒上产生的热量为，求此过程通过导体棒的电荷量。 (2)若导体棒不锁定，初始时两导体棒的间距为0，给导体棒一水平向右、大小的初速度，求两导体棒稳定时的间距。 【答案】(1)①；② (2) 【详解】（1）①对导体棒Q进行受力分析可知，当导体棒的速度达到最大值时有 设此时电路中的电流为，代入上式有 代入数据解得 根据闭合电路欧姆定律可得电路中感应电动势为 根据法拉第电磁感应定律有 代入数据解得导体棒的最大速度为 ②因为、两棒串联，电阻阻值均为，则电路产生的总热量为 设导体棒运动的位移为，则根据功能关系有 代入数据解得 根据法拉第电磁感应定律有此过程通过导体棒的电荷量为 （2）、两棒串联，受到的安培力大小相等，方向相反，所以系统动量守恒，设稳定时两导体棒的速度为，则有 代入数据解得 对导体棒列动量定理方程有 所以这段时间内通过导体横截面的电量为 又因为根据法拉第电磁感应定律有此过程通过导体棒的电荷量为 所以两导体棒稳定时的间距为 18．(23-24高二下·陕西咸阳·期末)航母舰载机返回甲板时有多种减速方式，其中一种电磁减速方式简要模型如图所示，足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，导轨（电阻不计）固定在水平面上，且处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。将舰载机等效为质量为m、电阻为r的导体棒ab，导体棒ab垂直导轨放置给导体棒ab一个水平向右的动量p，向右减速运动直至速度为0，则此过程中（　　） A．导体棒ab做匀减速直线运动 B．电阻R上产生的焦耳热为 C．通过导体棒ab横截面的电荷量为 D．导体棒ab减速过程中通过的位移大小为 【答案】BC 【详解】A．导体棒ab向右运动时受向左的安培力，则 随速度的减小，则加速度减小，即导体棒做加速度减小的变减速直线运动，选项A错误； B．由能量关系可知电阻R上产生的焦耳热为 选项B正确； C．根据动量定理 则通过导体棒ab横截面的电荷量为 选项C正确； D．导体棒ab减速过程中根据 通过的位移大小为 选项D错误。 故选BC。 19．(23-24高二上·陕西汉中汉台区·期末)如图甲所示，水平面上固定一个20匝的边长为L=10cm、电阻为r=2.0Ω的正方形线圈，线圈端点a、b通过导线与间距为d=0.5m的足够长平行倾斜金属导轨相连，导轨与水平方向的夹角θ=30°，金属杆MN质量为m=0.1kg，电阻为R=1Ω，放在导轨足够高处与导轨垂直且接触良好。已知整个线圈处于竖直向下磁场中，磁感应强度B0随时间的变化如图乙所示，从t0=0.2s时刻起该磁场不再变化；倾斜导轨处于垂直于轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。忽略其余电阻，重力加速度为g=10m/s2，已知0~t0时间内金属杆MN刚好不上滑，设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求： （1）0~t0时间内，ab两点之间的电势差Uab； （2）t0时刻后，MN从静止开始下滑，求MN所能达到的最大速度vm及此时ab两点之间的电势差。 【答案】（1）；（2）， 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得正方形线圈中产生的感应电动势为 此过程中回路中感应电流的大小为 根据楞次定律可知b点电势高，则 （2）设MN与导轨间的滑动摩擦力为f，0~0.2s内，根据平衡条件可得 MN达到的速度最大时，受力平衡，根据平衡条件可得 其中 ，， 联立解得 根据楞次定律可知此时a点电势高，则 20．(24-25高二上·山西名校联考·期末)如图所示，水平面上固定着两根间距的光滑平行金属导轨MN、PQ，M、P两点间连接一个阻值的电阻，一根与平行导轨间距等长、电阻的金属棒ab垂直于导轨静止放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，金属棒进入磁场后恰好匀速通过磁场，金属棒通过磁场的过程中通过金属棒任一横截面的电荷量，金属棒运动过程中与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，求： (1)金属棒通过磁场区域时的速度大小v； (2)磁场的长度d。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）金属棒在磁场切割磁感线产生的感应电动势 电路中的感应电流 金属棒进入磁场后受到的安培力大小 金属棒在磁场中匀速运动，根据受力平衡有 解得 （2）设金属棒通过磁场的时间为t，则金属棒通过磁场过程中通过金属棒横截面的电荷量 磁场的长度 解得 21．(24-25高二上·山西晋中·期末)如图所示，两根倾斜平行金属导轨、与水平面的夹角，两导轨间距为，金属棒的质量为，放在导轨上且与导轨垂直。磁场的磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向下，电源的电动势为，为滑动变阻器（最大阻值为），除滑动变阻器外其他电阻均不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度取，。调节滑动变阻器，使金属棒在导轨上静止。 (1)求滑动变阻器接入电路的阻值范围； (2)若滑动变阻器电阻突然调到，求金属棒瞬间加速度的大小和方向。 【答案】(1) (2)，方向沿斜面向下 【详解】（1）由左手定则可知，金属棒受到的安培力方向沿斜面向上，当阻值较小时，电路中电流较大，金属棒受的安培力较大，此时金属棒有向上运动的趋势，摩擦力沿斜面向下达到最大值，由共点力平衡可知 解得 阻值较大时，电路中电流较小，金属棒受的安培力较小，此时金属棒有向下运动的趋势，摩擦力沿斜面向上达到最大值，由共点力平衡可知 解得 则滑到变阻器的取值范围 （2）滑动变阻器电阻突然调到时，安培力变小，则金属棒向下加速运动，由牛顿第二定律可得 解得 方向沿斜面向下。 22．(24-25高二上·山西阳泉·期末)游乐园里的儿童过山车深受小朋友的喜爱，小朋友坐到轨道车中，利用电磁弹射的原理将车弹射出去，上升到一定的高度。现将电磁弹射车的原理简化为如图所示。ABEF和CDGH为两个宽度均为的水平光滑平行金属导轨，BDEG间有一段绝缘轨道连接（图中阴影区域），EF和GH斜面右侧有导线连接，ABCD间为足够长的“加速区”，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，绝缘轨道右侧有个“减速区”，“减速区”有n个连续宽度为的匀强磁场（磁场间距离也为d），磁感应强度均为。轨道的左端分别连有电动势为的电源，内阻忽略不计，电容，弹射车的下端连有一根导体棒（弹射车未画出），当单刀双掷开关拨至“1”时，电源对电容充电，充满电后将开关拨至“2”，在导体棒的推动下弹射车的速度达到稳定后进入绝缘轨道右侧，经过若干磁场区域后速度减小为，冲上右侧斜面才能保证小朋友的安全；已知弹射车和导体棒的总质量为，导体棒的有效电阻，其他电阻忽略不计，重力加速度g取，不考虑磁场间的相互影响。求： (1)电容器储存的最大电荷量； (2)弹射车弹出“加速区”时的速度与该区域的磁感应强度的关系； (3)“减速区”的磁场最少的个数。 【答案】(1)125C (2) (3)12个 【详解】（1）根据电容的定义式推导得 （2）电容对导体棒放电，由于导体棒的加速距离足够长，根据动量定理可得 电荷量 代入上式可得 （3）根据（2）问答案可知 当时有最大的速度，解得， 减速至时保证安全，根据动量定理可得 又因为 代入数据可知解得 则共需要经过（进位取整数） 故至少需要12个磁场区域。 23．(24-25高二上·山西阳泉·期末)一个光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距为d，两导轨间通有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨左端连接着一个定值电阻，现有四根导体棒放在导轨上均以速度做匀速直线运动，则下列四根导体棒产生的感应电动势不等于的是（　　）    A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】根据可知， ABD切割磁感线的有效长度，产生的感应电动势均为，而C满足磁场、速度和导体棒相互垂直，此时导体棒的有效长度为 其中为导体棒与导轨间的夹角，产生的电动势为 故选C。 24．(24-25高二上·山西长治·期末)如图所示，两间距m、足够长的光滑平行倾斜金属导轨固定在水平面上，两导轨的倾角均为，两导轨的顶端用阻值Ω的定值电阻相连，水平虚线MN的下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，质量kg、长为1m、阻值Ω的金属棒紧靠虚线MN静止释放，经过一段时间后金属棒以速度m/s匀速下滑，该过程中流过定值电阻的电荷量C。整个过程金属棒始终与导轨垂直，不计导轨的电阻值，重力加速度m/s2，。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量； (3)若仅将定值电阻R换成电F的电容器，仍将金属棒紧靠虚线MN静止释放，2s末金属棒的速度大小。 【答案】(1)0.8T (2)37.5J (3)6m/s 【详解】（1）金属棒匀速下滑时的速度大小为v，金属棒切割磁感线产生的电动势为 通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒做匀速直线运动时有 联立并代入数据解得B=0.8T （2）通过金属棒的电荷量为， 平均电动势， 解得 由能量守恒定律可得 联立并代入数据解得 从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量 （3）若将电阻R改接成电容为C的电容器，将金属棒由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，金属棒受到安培力和重力，根据牛顿第二定律得 设时间间隔 时间内流经棒的电荷量为，则电路中电流 又 联立并代入数据解得 所以金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，2秒末的速度 25．如图所示，水平面内固定放置两足够长的光滑平行金属导轨AB和CD，在导轨上有垂直导轨放置的完全相同的直导体P和Q，质量均为m，有竖直方向的匀强磁场垂直穿过导轨平面。在直导体P上作用一与导轨平行的水平恒力F，使P由静止开始运动，经一段时间t，P向右的位移大小为x，P和Q还没有达到稳定状态，此时P和Q的瞬时速度分别是和，瞬时加速度分别为和，这一过程直导体P上产生的热量为E，两直导体始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。则关于这一过程，下列关系式正确的是（    ）地 城 考点03 双杆模型 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．直导体P和Q所受安培力大小相等、方向相反，视为内力，则外力对系统的冲量等于系统动量的变化量，即 故A正确； B．对直导体P和Q，分别由牛顿第二定律有， 得 故B错误； CD．外力对系统做功等于系统动能的增加量与热量之和，即 故CD错误； 故选A。 26．(24-25高二上·陕西师范大学附属中学·期末)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，以直线MN为分界线，MN左、右两侧导轨的间距分别为l、2l。导轨处在竖直向上的匀强磁场中，其中MN左侧磁场的磁感应强度大小为2B、MN右侧磁场的磁感应强度大小为B。质量分别为m、2m的导体棒a、b均垂直导轨放置，两导体棒接入电路中的阻值均为R，其余电阻不计。初始时两导体棒均静止，现对a棒施加水平向左的恒力F1，同时对b棒施加水平向右的恒力F2。且 两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触。已知从开始运动到两棒运动状态刚好稳定的过程中b棒的位移大小为x，则此过程中（　　） A．同一时刻a棒的加速度大小等于b棒加速度大小 B．运动状态稳定时a棒做匀加速运动 C．运动状态稳定时b棒的速度大小为 D．a棒产生的焦耳热为 【答案】D 【详解】A．设回路中的电流为，根据牛顿第二定律，对棒有 对棒有 可得 故A错误； B．两棒一开始做加速运动，随着速度的增大，回路中的电动势增大，电流增大，两棒受到的安培力增大，则两棒均做加速度减小的加速运动，当安培力等于恒力时，两棒的运动达到稳定状态，做匀速直线运动，故B错误； C．设两棒运动状态稳定时速度大小分别为、，此时闭合回路中的总感应电动势 在达到稳定运动状态前的任意时刻有 则 可得 又稳定时有 其中 联立解得 故C错误； D．在运动状态稳定前的任意时刻均有 则从开始运动到运动状态稳定，棒的位移大小 稳定运动时 对、棒组成的系统根据能量守恒定律有 棒产生的焦耳热为 联立解得 故D正确。 故选D。 27．(23-24高二下·山西长治·期末)如图所示，两根足够长的金属直导轨水平平行放置，导轨间距为，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将质量均为的金属棒a、b垂直导轨放置，a、b金属棒接入导轨之间的电阻分别为R、3R，。a棒光滑，b棒与轨道间动摩擦因数，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2，当给a棒施加水平向右恒定的拉力，则： （1）a棒速度v0为多大时，b棒开始运动？此时a棒的加速度大小为多少？ （2）从b棒运动开始计时，经过时间，a，b棒速度之比，求此时b棒的速度vb的大小；t0时间内流过b棒的电量为q，求时间t0内a棒相对于b棒运动的距离Δx。 【答案】（1）4m/s，1m/s2；（2）3m/s，44m 【详解】（1）b棒开始运动时 解得 根据闭合电路欧姆定律得 解得 根据法拉第电磁感应定律得 解得 根据牛顿第二定律得 解得 （2）对a棒，根据动量定理得 对b棒，根据动量定理得 解得 根据 解得 根据上式得 解得 28．(24-25高二下·陕西西安第一中学·期末)如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R，先锁定棒b，将棒a由静止释放，经过时间t后棒a匀速运动，此时解除锁定，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为g。求： (1)解除锁定瞬间棒b的加速度大小a0； (2)解除锁定前棒a运动的距离x。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）棒a匀速运动时，产生的感应电动势 感应电流 根据平衡条件，有 解得 由楞次定律及左手定则可知，释放瞬间，棒b所受安培力方向沿导轨平面向下，由牛顿第二定律得 解得 （2）对棒a，从开始运动到匀速运动的过程中，设沿导轨平面向下为正方向，由动量定理有 又有，， 整理可得 解得 29．(24-25高三上·山西太原·期末)如图所示，两根电阻不计且足够长的光滑水平金属导轨平行放置，间距为L。垂直于导轨静止放置两根金属棒ab、cd，两棒的质量均为m、电阻均为r。导轨平面内充满竖直方向的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。cd在恒定水平外力F的作用下，由静止开始运动，两棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，求： (1)经过时间t，当棒cd的速度为v时，棒ab的速度； (2)经过足够长的时间，棒cd与棒ab速度的差值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在t时间内，cd棒、ab棒均由静止开始运动，对cd棒有 对ab棒有 联立可得 （2）cd棒由静止开始做加速度减小的加速运动，ab棒由静止开始做加速度增大的加速运动。经过足够长的时间，两棒以相同的加速度做匀加速直线运动，对cd棒有 对ab棒有， 所以 30．(23-24高三上·山西阳泉·期末)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1 m，电阻不计。质量为1 kg、长为1 m、电阻为1 Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，其中B1 = 0.5 T，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.4 kg的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度v1 = 2 m/s，CD的速度为v2，且v2 > v1，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g = 10 m/s2。 (1)判断区域Ⅱ的磁场方向并求出该区域磁感应强度的大小； (2)求CD在区域Ⅱ中匀速直线运动的速度v2的大小。 【答案】(1)磁场垂直于桌面向上， 0.5 T (2)v2 = 6 m/s 【详解】（1）由于v2 > v1，可知导体棒MN所受摩擦力f向右，且MN匀速，故其所受安培力F1与摩擦力方向相反，向左，且满足： 由左手定则可知电流方向为 代入得 对CD受力分析可知，其所受摩擦力向左，大小也为f，由于f < m2g，故CD所受安培力F2向左，且满足： 由 代入得 结合左手定则可知，B2方向垂直于桌面向上。 （2）由 代入得 31．(23-24高三上·山西太原·期末)如图所示，两条电阻不计的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，间距为。甲、乙两根金属棒垂直导轨放置，与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中。锁定乙棒，对甲施加水平向右的恒力，作用时间后甲获得速度，立即撤去拉力，同时解锁乙棒。甲、乙的质量分别为和，接入电路中的电阻均为，金属轨道足够长且甲、乙两棒始终未发生碰撞。求： （1）撤去外力瞬间，金属棒甲、乙加速度的大小； （2）作用的时间内，通过乙棒的电荷量； （3）撤去拉力后，直到甲、乙之间的距离不再变化，这一过程中，甲棒中产生的热量以及甲、乙运动的位移差。    【答案】（1），；（2）；（3）， 【详解】（1）撤去外力瞬间，甲棒的速度为回路电流为 甲、乙受到的安培力大小相同，方向相反 可得 （2）在时间内，甲、乙两棒的电流相同，流过甲乙的电荷量也相同 甲棒 解得 （3）撤去外力后，甲做加速度减小的减速运动，乙棒做加速度减小的加速运动，最后两棒速度相等，末速度为，甲乙组成系统动量守恒，以右为正 解得 甲、乙两棒电阻均为 在甲、乙两棒达到共速之前，设两棒的速度分别是和 乙棒 两棒的位移差 解得 32．某同学在研究自感现象时，设计了如图所示的电路，线圈L的自感系数较大，直流电阻为，且，小灯泡1、2完全相同，忽略两小灯泡的电阻值受温度的影响。下列说法正确的是（　　）地 城 考点04 互感和自感 A．电键闭合瞬间，灯泡1、2同时发光，且亮度均保持不变 B．断开电键瞬间，流过灯泡2的电流方向向右 C．断开电键瞬间，灯泡2立即熄灭，灯泡1逐渐熄灭 D．断开电键瞬间，灯泡2闪亮一下后逐渐熄灭 【答案】D 【详解】A．电键闭合瞬间，灯泡2马上发光，由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以灯泡1逐渐变亮，故A错误； BCD．电键闭合稳定后，由于线圈直流电阻，则线圈所在支路的电流大于灯泡2所在支路的电流，断开电键瞬间，线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且线圈与灯泡1、2、构成回路，所以灯泡1逐渐熄灭，灯泡2闪亮一下后逐渐熄灭，流过灯泡2的电流方向向左，故BC错误，D正确。 故选D。 33．(23-24高二上·山西运城·期末)如图所示，两个完全相同的灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻也是R。下列说法中正确的是（　　） A．S闭合时，B灯先亮，稳定后A灯比B灯亮 B．S闭合时，B灯先亮，稳定后两灯一样亮 C．S由通路断开时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭 D．S由通路断开时，B灯会闪亮一下再逐渐熄灭 【答案】B 【详解】AB．S闭合时，B灯先亮，A灯支路由于线圈自感电动势阻碍电流的增加，则电流逐渐变大，则A灯逐渐亮起来，因两支路直流电阻相等，可知最后稳定后两灯一样亮，选项A错误，B正确； CD．S由通路断开时，原来通过B灯的电流立即消失，而A灯支路由于线圈产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，在A灯、电阻R以及B灯中重新形成回路，则使得A、B两灯都逐渐熄灭，由于稳定时两灯亮度相同，则开关断开瞬时，B灯不会闪亮一下，选项CD错误。 故选B。 34．(23-24高二上·山西长治·期末)如图所示的电路中，A、B是相同的两个小灯泡，L是一个带铁芯的线圈，电阻极小。调节R，稳定后两灯泡均能正常发光。则（　　） A．闭合S时，A立即变亮，B逐渐变亮 B．闭合S时，B立即变亮，A逐渐变亮 C．断开S时，A会突然闪亮一下而B立即熄灭 D．断开S时，B会突然闪亮一下而A立即熄灭 【答案】B 【详解】AB．合上S，B灯立即正常发光，A灯支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流增大，A灯逐渐变亮，故A错误，B正确； CD．断开S后，由L作为电源的供电电流是从原来稳定时通过L中的电流值逐渐减小的，故A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，故CD错误。 故选B。 35．(23-24高二上·山西长治·期末)关于下列图片说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动手柄使蹄形磁铁转动铝框会同向转动，且它们转动的角速度相同 B．图乙中，当线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量冶炼金属 C．图丙中，对着话筒讲话线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理 D．图丁中，运输中，将表头的接线柱用导线连接可保护指针，这利用了电磁阻尼原理 【答案】CD 【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，所以两者的角速度不相同，故A项错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故B项错误； C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，故C项正确； D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D项正确。 故选CD。 36．(24-25高二上·陕西咸阳·期末)如图为上海中心大厦的上海慧眼阻尼器。质量块和吊索构成一个巨型复摆，质量块下方有一圆盘状的大型电磁铁，大厦产生晃动时，复摆与主体做相同晃动，电磁铁通电后，质量块中会产生涡流，受到电磁阻尼作用，减弱大楼的晃动，保持大厦的稳定和安全。下列说法正确的是（　　） A．涡流的大小与质量块摆动速度无关 B．阻尼过程中，电能转化为动能 C．改变电磁铁中电流方向，质量块仍会受到电磁阻尼作用 D．质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱无关 【答案】C 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率有关，质量块摆动速度越大，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电流越大，故A错误； B．阻尼过程中涡流产生是质量块的动能转化为电能，故B错误； C．改变电磁铁中电流方向，同样会在质量块中出现涡流，涡流受安培力，阻碍质量块的运动，故C正确； D．根据安培力，可得质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱有关，故D错误。 故选C。 37．(24-25高二上·陕西师范大学附属中学·期末)电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感、自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（　　） A．真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 B．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量 C．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数不变 D．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏 【答案】BD 【详解】A．真空冶炼炉锅体中的涡流是由交变的磁场产生的，选项A错误； B．互感现象是变压器工作的基础，互感现象中电能与磁场能发生了转化，说明了磁场具有能量，选项B正确； C．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数变大，选项C错误； D．常用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到电磁阻尼的作用，这样做的目的是利用涡流，起到电磁阻尼作用，故D正确。 故选BD。 38．(23-24高二下·陕西西安鄠邑区第二中学·期末)在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A．当闭合开关S时，、同时亮，最后两灯一样亮 B．闭合开关S后，亮后逐渐变暗，亮后逐渐变亮 C．当断开开关S时，两灯同时熄灭 D．断开开关S时，立即熄灭，亮一下然后逐新熄灭 【答案】BD 【详解】AB．开关闭合瞬间，L1和L2同时亮，由于线圈L的自感现象，L中的电流逐渐增大并达到最大，此时L1中电流逐渐减小并趋于零，L2中电流增大，因此闭合开关后，L1亮后逐渐变暗，L2亮后逐渐变亮，故A错误，B正确； CD．开关断开后，由于L2中无电流，因此L2立即熄灭，L1与线圈L构成闭合回路，由于自感现象，因此L1会亮一下然后逐渐熄灭，电流方向从B通过L1流到A，故C错误，D正确。 故选BD。 39．(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期末)电磁炉又名电磁灶（图1），是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的。它无须明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。图2是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（　　） A．电磁炉是在炉面板内产生的涡流发热，传导到锅里加热食物 B．电磁炉是直接在锅底部产生涡流加热食物，其面板发热量很少 C．在锅和电磁炉面板中间放一绝缘垫片，电磁炉不能起到加热作用 D．电磁炉不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅是因为这些材料的导热性较差 【答案】B 【详解】AB．电磁炉是直接在锅底部产生涡流加热食物，其面板发热量很少，而不是在炉面板内产生的涡流发热，A错误，B正确； C．在锅和电磁炉面板中间放一绝缘垫片，仍然会在锅底部产生涡流，起到加热作用，C错误； D．金属锅在电磁炉产生的交变磁场作用下产生涡流，起到加热作用，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，在交变磁场作用下不会产生涡流，起不到加热作用，不是因为这些材料的导热性较差，D错误。 故选B。 40．(23-24高二上·陕西咸阳·期末)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压恒定，、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．该实验演示的是断电自感现象 B．线圈的直流电阻大于灯泡的电阻 C．断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D．乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据 【答案】AC 【详解】A．由图像乙得，从计时开始两条支路都存在电流，分别是和，断开K后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，电流逐渐减小为零；因此本实验是：开关断开，电路中产生了感应电流，演示断电自感现象，故A正确； BCD．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，乙图中的曲线a表示电流传感器A2测得的数据； 说明电感的直流电阻是小于灯泡的电阻的；断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭。故C正确，BD错误。 故选AC。 41．(23-24高二上·陕西渭南华州区咸林中学·期末)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A．合上S时，A1和A2同时亮起来 B．合上S时，A2比A1先亮，且最后A2比A1要亮些 C．断开S时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭 D．断开S时，A2会过一会儿才熄灭 【答案】BD 【详解】AB．合上S时，A2立刻亮，由于线圈自感电动势阻碍A1支路电流的增加，则A1比A2后亮，由于线圈L的直流电阻不可以忽略，则最后A2比A1要亮些，选项A错误，B正确； CD．断开S时，原来通过A2的电流立刻消失，但是由于线圈自感电动势阻碍该支路电流的减小，线圈相当电源，在L、A1和A2中形成新的回路，则使得A2和A1过一会儿熄灭，选项C错误，D正确。 故选BD。 42．(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期末)如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈的电流（如图乙）。已知电源电动势，内阻不计，灯泡的阻值为，电阻的阻值为。 (1)当开关S闭合时，灯泡中的电流______A，线圈的直流电阻为______。 (2)开关断开时，该同学观察到的现象为（    ） A．小灯泡慢慢熄灭 B．灯泡闪亮一下再熄灭 C．小灯泡亮度稳定 【答案】(1) 1 2 (2)B 【详解】（1）[1][2]当开关S闭合时，灯泡中的电流为 线圈的直流电阻为 （2）开关断开时，线圈产生感应电动势，相当于电源与、组成闭合回路，通过灯泡的电流等于开关断开前通过线圈的电流，即，所以通过灯泡的电流瞬间变大，然后再缓慢变小。 故选B。 43．(23-24高二上·宁夏银川贺兰县第二高级中学·期末)如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮 B．闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮 C．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下 D．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭 【答案】D 【详解】AB．开关S闭合瞬间，线圈L因自感对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此两灯同时亮，且亮度相同，稳定后B灯被短路熄灭，A灯更亮，故A、B错误； CD．电路稳定后当开关S突然断开瞬间，A灯中不会再有电流通过，故A灯马上熄灭，由于自感现象，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源与B灯构成闭合回路放电，B灯闪亮一下再熄灭，故C错误、D正确。 故选D。 44．(23-24高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S时，A、B灯立即同时亮 B．闭合开关S时，B灯先亮，A灯后亮 C．断开开关S时，A、B灯立即同时熄灭 D．断开开关S时，A灯先熄灭，B灯后熄灭 【答案】B 【详解】AB．闭合开关S时，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，所以B灯先亮，A灯后亮，故A错误，B正确； CD．断开开关S时，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与A、B构成回路，所以A、B灯都没有立即熄灭，而是逐渐变暗，最后同时熄灭，故CD错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $