电磁感应复习卷-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

电磁感应复习卷答案 1. C 2. 解：A、对金属棒下滑到底端的过程，根据机械能守恒定律得 流过金属棒的最大电流为，故A正确； B、通过金属棒的电荷量为，故B正确； CD、由能量守恒可知整个电路中产生的焦耳热为，则金属棒克服安培力所做的功为，金属棒内产生的焦耳热为，故C错误，D正确。 本题选不正确的，故选：C。 3. 解：当开关S接1时，电容器完成充电，其电荷量为；当开关S接2后，电容器开始放电，金属棒MN因受到安培力作用而向右加速运动。 在加速过程中，取水平向右为正方向，对金属棒应用动量定理可得，即。由于通过回路的电荷量，其中Q为电容器剩余电荷量，代入得。 随着金属棒速度v增大，回路中的感应电动势逐渐增大，当电容器两端电压降至等于感应电动势时，回路电流减小至零，金属棒速度达到最大，此时电容器上的剩余电荷量最小。 根据平衡条件，取水平向右为正方向，联立动量定理方程，解得电容器上的最小剩余电荷量，故C正确，ABD错误。 4. 解：AB、当导体棒cd获得初速度后，由于导体棒ab与cd在磁场中的有效长度不同，回路中产生电流时两导体棒所受安培力大小分别为和，系统所受合外力不为零，因此系统动量不守恒。当两棒运动达到稳定状态时，回路中电流为零，两棒产生的感应电动势大小相等，即，可得。以向右为正方向，对整个过程应用动量定理，对ab棒有，对cd棒有，联立两式可得。将与联立，解得ab棒的最终速度，cd棒的最终速度，故A正确，B错误； C、根据能量守恒定律，系统产生的焦耳热，代入速度解得，故C错误； D、对ab棒应用动量定理，代入，解得通过导体棒的电荷量，故D正确。 5. 解：当导体棒运动至位置时，其恰好经过正方形金属框的中心线bd，此时位于框内的导体棒长度。 根据导体棒切割磁感线产生感应电动势的公式，而该部分导体棒的电阻。 由于金属框自身电阻不计，由欧姆定律可得回路电流，代入解得：。 在区间内，导体棒与金属框的接触点间长度为，回路中电流，故导体棒所受安培力，代入解得：。 当时，导体棒位于金属框内的有效长度，此时电流仍为，则安培力，代入解得：。 当时，由于满足，故导体棒在金属框内的长度，代入解得：。 导体棒总长，因此位于金属框外的长度，解得：。 由于金属框电阻不计，导体棒位于框内的部分相当于路端电压为零的电源，其两端电势差为零。 而框外的两段导体棒中无电流，其两端电势差等于各自产生的感应电动势之和，故导体棒两端的电势差，代入解得：。 6.解：时ab恰好处于静止状态，根据平衡条件得：， 根据法拉第电磁感应定律，电路中的电动势： 感应电流： 经过时间t，磁感应强度： 金属导轨受到的安培力： 当时，金属导轨刚刚要发生移动， 联立解得：； 据动能定理得：， 即， 结合图2可得：， 解得：； 7.解：沿x轴正方向射出的粒子在电场中运动过程中，根据动能定理可得： 解得：； 粒子第一次在磁场中运动轨迹如图所示： 该粒子在磁场中运动半轴后进入电场，在电场中运动一段时间后又返回磁场，以后重复。 所以该粒子在磁场中运动时间：，其中： 解得：、2、3……； 沿y轴正方向射出的粒子在电场中做类平抛运动，第一次达到y轴的时间为，则有： 根据牛顿第二定律可得： 沿y轴方向，有： 联立解得：； 沿y轴正方向射出的粒子第一次在磁场中运动的轨迹如图所示： 根据类平抛运动中，速度方向反向延长线过水平位移中点可得： 解得： 粒子在磁场中运动的速度为：，解得： 该粒子在磁场中运动的半径为：，解得： 该粒子轨迹距离x轴上方最远为：，解得： 该粒子轨迹距离y轴的最远为：，解得： 沿x轴正方向射出的粒子在磁场中运动的轨迹半径为：，解得： 可见，只要沿方向射出的粒子能够回到y轴，所有粒子都能回到y轴，则矩形磁场的最小面积为： ，解得：。 8.D 9.A、线框cd边到达MN边的速度为，因为cd边刚进入磁场时加速度为零，则有， 解得，故A正确； B、根据，因为线框通过MN时与线框通过PQ时的磁通量变化量不同，所以电荷量不同，故B错误； C、从ab恰好越过MN到cd边到达PQ之前，线框的磁通量保持不变，没有感应电流，不受安培力， 设cd到达PQ的速度为，可得， 当cd边刚过PQ时，感应电动势为， 感应电流， 线框受到的安培力， 根据牛顿第二定律， 解得，故C正确； D、ab边刚要出磁场时加速度为零，所以此时速度仍然为， 那么从cd进入磁场到ab离开磁场这一过程，动能不变，减少的重力势能转化为焦耳热，为5mgL，故D错误。 11. 10.解：设定水平向右为正方向。金属棒a匀速运动时，拉力与安培力平衡，满足，代入数值，解得碰撞前金属棒a的速度。 在a棒向右运动至碰撞的过程中，依据动量定理，合外力的冲量等于动量变化量，有，代入数据解得拉力F的作用时间。 在金属棒a与b发生弹性正碰的过程中，系统动量守恒且机械能无损失。根据动量守恒定律以及相对速度规律，代入已知数据且，解得碰撞后瞬时速度分别为向左和向右，此时系统的初始总动能，代入数据解得。 碰撞结束后，两棒受大小相等、方向相反的安培力作用，根据动量定理可知在任一时间内两棒动量改变量等值反向，即，由此得到速度变化关系以及位移对应关系。当金属棒b向右运动到达边界MN时，根据位移与速度变化的关系式以及，可以求得该过程流过的电荷量，进而计算出此时b棒的速度减小为，而a棒的速度相应变为。 随后金属棒b进入绝缘圆弧轨道，由于回路断开且轨道光滑，棒b经过圆弧轨道滑回后速度方向变为向左，大小保持为。此时两棒均向左运动并再次通过安培力调节速度，最终达到共同速度，根据水平方向动量守恒，解得共同速度。 此时系统的最终总动能为，代入数据解得。根据能量守恒定律，金属棒a与b碰撞后至达到稳定状态的过程中，回路中产生的总焦耳热为动能的减少量，即，代入数据解得。 11.根据污水匀速通过时，洛伦兹力与电场力平衡，可得，电势差为，即电势差与离子浓度无关，故A错误； B.根据污水匀速通过，可知水流通过时，两侧管口的压强差、受力面积与阻力满足 结合A选项分析，可知 解得压强差为，故B正确； C.污水中带电离子向右运动时，正离子受到的洛伦兹力方向向上，向上偏转，负离子向下偏转，即M板的电势比N的高，故C错误； D.根据污水流量的公式 结合污水速度 可解得污水的流量，故D错误。 故选：B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二电磁感应练习卷 1.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（ ） A．感应电动势越来越大 B．单位时间内，金属棒的动量增加量变小 C．单位时间内金属棒扫过曲面的磁通量不变 D．金属棒的机械能越来越小 2.如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有境度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中下列说法不正确的是(    ) A. 流过金属棒的最大电流为 B. 通过金属棒的电荷最为 C. 克服安培力所做的功为mgh D. 金属棒内产生的焦耳热为 3.电磁轨道炮原理的俯视图如图所示，它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场图中未画出。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触，导轨和电路其他部分的电阻不计。首先开关S接1使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右运动，若导轨足够长，则在此后的运动过程中，电容器上的剩余电荷量最小为(    ) A. 0 B. C. D. 4.如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B，左侧导轨间距为l，右侧导轨间距为2l，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R，cd的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度，则此后的运动过程中下列说法正确的(    ) A. 导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒 B. ab棒最终的速度 C. 从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为 D. 全过程中，通过导体棒ab的电荷量为 5.如图，一边长为的正方形金属框abcd固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度等于的均匀导体棒以速率v自左向右在金属框上匀速滑过，滑动中导体棒始终与ac垂直且中点位于ac上，导体棒与金属框接触良好。导体棒单位长度的电阻为r，不计金属框的电阻。导体棒与a点之间的距离记为x。求： 时导体棒中的电流大小； 导体棒所受安培力的大小随变化的关系式； 时导体棒两端的电势差。 6.如图1所示，在分布均匀的磁场中，有两根固定的足够长平行金属导轨不计电阻，间距为L、倾角为，上端接一阻值为R的电阻，磁场方向垂直导轨平面向上。一质量为m、电阻为R的导体棒ab放在导轨上，闭合回路恰好是一个边长为L的正方形。已知时ab恰好处于静止状态，重力加速度大小为g。滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，ab始终与导轨垂直且接触良好。 若磁感应强度大小B随时间t的变化规律为，求经过多长时间ab开始滑动？ 若磁感应强度恒定且为，对ab施加一个沿导轨向下的拉力，使ab从静止开始运动，其速度与此后的位移关系图象如图2所示，求位移内拉力所做的功。 7.如图所示，坐标原点O处有一粒子源可平行纸面向第一象限内各个方向发射速度为的带电粒子，y轴右侧距y轴的区域内有一沿x轴正方向的匀强电场，电场强度，其右侧边界为MN；在MN的右侧有一矩形磁场区域，区域左边界紧靠MN，磁感应强度，方向垂直纸面向外。已知粒子带正电，质量为m，电荷量为q，不考虑带电粒子所受的重力及粒子间的相互作用。 若矩形磁场足够大，求沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时的速度v以及该粒子在磁场中运动时间t； 求沿y轴正方向射出的粒子第一次经过MN时离x轴的距离d； 若所有粒子都能回到y轴，求矩形磁场区域的最小面积。 8.如图（左）是家用燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电转化为如图（右）所示的正弦交流电，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为和，电压表为交流电表，当变压器副线圈两端电压的瞬时值达到或超过5000 V时，就会在钢针和金属板间引起电火花。下列说法正确的是（ ） A．开关闭合时电压表的示数为 B．交流电路中电流方向每秒改变50次 C．原副线圈的匝数比一定满足才能成功点火 D．若原副线圈的匝数比满足点火条件，则钢针在交变电流一个周期内可以点火2次 9.如图所示，空间水平线MN和PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，PQ和EF间有垂直于纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B，相邻两水平线间的距离均为2L。电阻为R、边长为L的正方形线框abcd在MN上方由静止释放，线框释放时cd边离MN的距离也为L，线框运动过程中始终与磁场垂直且cd边始终水平，cd边刚进入磁场时加速度为零，ab边刚要出磁场时加速度也为零，重力加速度为g，则(    ) A. 线框的质量为 B. 线框通过MN时通过线框横截面的电量与线框通过PQ时通过线框横截面电量相等 C. 线框cd边刚过PQ时线框的加速度大小为 D. 若线框的质量为m，通过整个磁场过程中线框中产生的焦耳热等于4mgL 10.如图所示，AMD和CNE为两条足够长相距为1m的平行光滑固定轨道，垂直轨道的虚线MN左侧为固定在水平面内的金属轨道，右侧为四分之一圆弧绝缘轨道，两圆弧轨道固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点切线水平，水平轨道处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T，质量分别为1kg、2kg的金属棒a、b垂直放置在水平轨道上，开始a、b两金属棒间的距离为48m，金属棒b锁定，b离MN的距离为，给金属棒a一个水平向右、大小为2N的恒力F，使金属棒a从静止开始向右运动，a与b碰撞前a已处于匀速运动，当a与b刚好要相碰时撤去拉力F，并同时给b一个水平向左的初速度，初速度的大小为，两金属棒碰撞过程为弹性碰撞，已知两金属棒接入电路的电阻均为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直，金属导轨电阻不计，求： 金属棒a与b碰撞前，金属棒a的速度多大； 拉力F作用的时间； 金属棒a与b碰撞后至两金属棒达到稳定状态的过程中，回路中产生的总焦耳热为多少。 11.安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q，如图所示为流量计的示意图，左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电势差为U。已知污水流过管道时受到的阻力大小的表达式为，其中k是比例系数，L为管道长度，v表示污水的流速，则(    ) A. 污水中离子浓度越大电势差U越大B. 左、右两侧管口的压强差 C. 金属板M的电势低于金属板N的电势 D. 污水的流量 学科网（北京）股份有限公司 $