2022年物理第一輪復(fù)習題庫1 電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題

專題1電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題

考點電磁感應(yīng)中的電路問題

1.電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖

閉合電路電磁感應(yīng)

［例1］如圖1所示，平行且足夠長的粗糙導(dǎo)軌bf、de與水平面的夾角。=53。,

bf、曲間有垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強磁場；在導(dǎo)軌人/處接有水平放置的

電路，其中Ri=3Q,R2=6Q,R=30Q,電壓表量程為0?IV,電流表量程為

0~0.3A；一質(zhì)量〃?=0.4kg^電阻r=2Q的金屬桿MN平行于〃放置在導(dǎo)軌上，

MN與導(dǎo)軌接觸良好。由靜止釋放MN,MN沿導(dǎo)軌運動，當MN達到最大速度

時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表能安全使用。已知MN與導(dǎo)軌間的

動摩擦因數(shù)得=0.5,導(dǎo)軌電阻不計，電表均為理想電表，g取10m/s2,sin53°

=0.8,cos53°=0.6o當MN達到最大速度時，求：

⑴MN兩端的電壓；

⑵重力對MN做功的功率。

解析（1）R治并聯(lián)，電阻/?井=密~=5￡2,假設(shè)電流表滿偏，則電壓表示數(shù)

K~ri\2

U=ImR并=15V>1V,

故只能是電壓表滿偏，電流表安全工作

則電流表示數(shù)/=：=0.2A

K并

電路外電阻R*=R#+R=8Q

MN兩端電壓UMN=IR"=1.6V。

(2)設(shè)磁感應(yīng)強度為B,MN長度為L,最大速度為o,此時MN切割磁感線產(chǎn)生

的感應(yīng)電動勢E=BLv

由閉合電路歐姆定律得E=UMN+IK

由平衡條件得〃zgsin53。=〃7Mgeos53°+ILB

聯(lián)立解得E=2V,BL=10Tm,v=0.2m/s

重力做功的功率PG=mgsin53"=0.64W。

答案(1)1.6V(2)0.64W

多維訓(xùn)練格選練法.

1.(多選)如圖2所示，光滑的金屬框CDEF水平放置，寬為L,在E、尸間連接一

阻值為/?的定值電阻，在C、。間連接一滑動變阻器R(0WRiW2R)。框內(nèi)存在

著豎直向下的勻強磁場。一長為L,電阻為R的導(dǎo)體棒A3在外力作用下以速度

。勻速向右運動，金屬框電阻不計,導(dǎo)體棒與金屬框接觸良好且始終垂直，下列

說法正確的是()

FBC

IXXIXXx|

R(]XXx-xxn

TXX|xxxTR,

EAD

圖2

A.ABFE回路的電流方向為逆時針，ABCD回路的電流方向為順時針

B.左右兩個閉合區(qū)域的磁通量都在變化且變化率相同，故電路中的感應(yīng)電動勢大

小為2BLv

、.2

C.當滑動變阻器接入電路中的阻值Ri=R時，導(dǎo)體棒兩端的電壓為

D.當滑動變阻器接入電路中的阻值用=與時，滑動變阻器有最大電功率且為

8R

解析根據(jù)楞次定律可知，A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢

E=BLv,故B錯誤；Ri=R時，外電路總電阻R/=與故導(dǎo)體棒兩端的電壓即

路端電壓應(yīng)等于/口，故C錯誤；該電路電動勢電源內(nèi)阻為R,求解

滑動變阻器的最大電功率時，可以將導(dǎo)體棒和電阻R看成新的等效電源，等效

內(nèi)阻為多故當品=當時，等效電源輸出功率最大，即滑動變阻器電功率最大，

）n2T2-.2

最大值Pm=^=—=2表幺，故D正確。

AlKoK

2

答案AD

2.（多選）如圖3甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具，它在飛起時能夠持

續(xù)發(fā)光。某同學(xué)對竹蜻蜓的電路作如下簡化：如圖乙所示，半徑為L的導(dǎo)電圓環(huán)

繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心。的金屬軸0\0i以角速度①逆時針勻速轉(zhuǎn)動（俯

視）。圓環(huán)上接有電阻均為「的三根金屬輻條0P、。。、。凡輻條互成120。角。

在圓環(huán)左半部分張角也為120。角的范圍內(nèi)（兩條虛線之間）分布著垂直圓環(huán)平面

向下磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在轉(zhuǎn)軸OiS與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、

N與一個LED燈相連。假設(shè)LED燈電阻為r,其他電阻不計，從輻條。戶進入

磁場開始計時。在輻條OP轉(zhuǎn)過120。的過程中，下列說法中正確的是（）

甲乙

圖3

A.O、P兩端電壓為料為

B.通過LED燈的電流為警

O/

c.整個裝置消耗的電能為噂C

D.增大磁感應(yīng)強度可以使LED燈發(fā)光時更亮

解析輻條OP進入磁場勻速轉(zhuǎn)動時有E=BOy,在電路中OP相當于內(nèi)阻為r

的電源，另外兩根金屬輻條和LED燈并聯(lián)，故而電路的總電阻R=竽，。尸兩端

的電壓為電源的路端電壓1/=瞿=嗎”,流過LED燈的電流是/=§=陪，

A錯誤，B正確；整個裝置消耗的電能Q=1f=另彳吾=塞磐，C正確；由

LED燈中電流為/=汽產(chǎn)知，增大角速度、增大磁感應(yīng)強度、減小輻條的電阻和

Of

LED燈的電阻等措施可以使LED燈變得更亮，故D正確。

答案BCD

2電磁感應(yīng)中的圖象問題

1.解題關(guān)鍵

弄清初始條件、正負方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達式、進出磁

場的轉(zhuǎn)折點等是解決此類問題的關(guān)鍵。

2.電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常用方法

定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢（增大還是減?。?/p>

排除法變化快慢（均勻變化還是非均勻變化），特別是分析物理量的正

負，以排除錯誤的選項。

根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后

函數(shù)法

由函數(shù)關(guān)系對圖象進行分析和判斷。

考向?根據(jù)圖象分析判斷電磁感應(yīng)過程

【例2］（多選）（2018?全國HI卷，20）如圖4（a）,在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)

線PQ和一導(dǎo)線框R,R在P。的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化

如圖（b）所示，規(guī)定從。到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢（）

Q

(a)

A.在時為零

B.在》=細■改變方向

C.在,=細■最大，且沿順時針方向

D.在r=T時最大，且沿順時針方向

解析因通電導(dǎo)線的磁感應(yīng)強度大小正比于電流的大小，故導(dǎo)線框R中磁感應(yīng)

強度與時間的變化關(guān)系類似于題圖(b),感應(yīng)電動勢正比于磁感應(yīng)強度的變化率,

即題圖(b)中的切線斜率，斜率的正負反映電動勢的方向，斜率的絕對值反映電

動勢的大小。由題圖(b)可知，電流為零時，電動勢最大，電流最大時電動勢為

零，A正確，B錯誤；再由楞次定律可判斷在一個周期內(nèi)，(?年內(nèi)電動勢的方

向沿順時針方向，彳時刻最大，C正確；其余時間段電動勢沿逆時針方向，D錯

誤。

答案AC

考向?根據(jù)電磁感應(yīng)過程選擇圖象

【例3】如圖5所示，直角三角形AOC區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場，

AO邊長為2L,直角三角形導(dǎo)線框"c與直角三角形AOC相似，帥邊長為3

NACD=Nach=30。，線框在紙面內(nèi)，且灰邊和。。邊在同一直線上，be邊為

導(dǎo)線，電阻不計，帥邊和ac邊由粗細均勻的金屬桿彎折而成?，F(xiàn)用外力使線框

以速度。勻速向右運動通過磁場區(qū)域，則線框在通過磁場的過程中，U而隨時間

變化的關(guān)系圖象正確的是()

圖5

解析線框進入磁場的過程中，枇?邊切割磁感線的有效長度均勻增大，感應(yīng)電

動勢均勻增大，a、b兩端的電勢差U而均勻增大，當a人邊剛要進入磁場時，感

應(yīng)電動勢最大，線框運動的速度為。，最大感應(yīng)電動勢根據(jù)楞次定律

可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向，由于ac邊長為ah邊長的2倍，Uab=-；BLu；

線框進入磁場后，回路中沒有感應(yīng)電流，Uab=~BLv；在線框出磁場的過程中，

線框"邊切割磁感線，且切割磁感線的有效長度隨時間均勻減小，且ac邊剛出

磁場時，感應(yīng)電動勢最大，為E=BLv,此時U“〃=一選項B正確。

答案B

【拓展提升】在【例3］中，僅將直角三角形導(dǎo)線框abc換成邊長為L的正方

形導(dǎo)線框abed,其他條件不變，如圖6所示。取逆時針方向為電流正方向，則

線框在勻速通過磁場的過程中，線框中的電流隨時間變化的關(guān)系圖象正確的是

()

A

解析線框進入磁場的過程中，根據(jù)右手定則判斷知回路中

感應(yīng)電流沿順時針方向，即iVO,選項A錯誤；線框完全在

磁場中向右勻速運動過程中，磁通量沒有變化，回路中的感

應(yīng)電流為零，選項B錯誤；線框從如圖所示位置運動到C點出磁場之前的過程

中，回路中有逆時針方向、大小不變的感應(yīng)電流，但小于線框進入磁場時回路中

的感應(yīng)電流，選項C正確，D錯誤。

答案C

考向⑥電磁感應(yīng)中雙電源問題與圖象的綜合

【例4】（多選）（2019?全國II卷，21）如圖7,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在

平面與水平面夾角為仇導(dǎo)軌電阻忽略不計。虛線"、cd均與導(dǎo)軌垂直，在必

與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導(dǎo)體棒

PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。

已知尸。進入磁場時加速度恰好為零。從PQ進入磁場開始計時，到MN離開磁

場區(qū)域為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖象可能正確的是（）

解析PQ剛進入磁場時，加速度為零，則mgsine=B〃，/=笠臀，即電流恒

定；由題意知，剛進入磁場時與PQ剛進入磁場時速度相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電

動勢大小相等。情形1：若剛進入磁場時，PQ已離開磁場區(qū)域，則對MN,

由mgsin0=BIL及右手定則知，通過PQ的電流大小不變，方向相反，故1—t

圖象如圖A所示，B、C圖錯誤；

情形2：若MN剛進入磁場時，PQ未離開磁場區(qū)域，由于兩導(dǎo)體棒速度相等，

穿過兩棒間回路的磁通量不變，產(chǎn)生的電動勢為零，故電流為零，但兩導(dǎo)體棒均

只在重力作用下加速運動直至P。離開磁場，此時MN為電源，由1=

E,

—>I\,對MN棒：BIL-mgsin?=ma知,MN減速,電流減小，可能的/一/圖

想

象如圖D所示。

答案AD

多維訓(xùn)練精選練透.

1.（多選）（2020?溫州十五校聯(lián)考）如圖8所示，M、N為同一水平面內(nèi)的兩條平行

長直導(dǎo)軌，左端串聯(lián)電阻R,金屬桿功垂直于導(dǎo)軌放置，金屬桿和導(dǎo)軌的電阻

不計，桿與導(dǎo)軌間接觸良好且無摩擦，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中?，F(xiàn)

對金屬桿ah施加一個與其垂直的水平方向的恒力F,使金屬桿從靜止開始運動。

在運動過程中，金屬桿的速度大小為。，R上消耗的總能量為E,則。、E隨時間

變化的圖象可能正確的是圖中的（）

解析對金屬桿。匕施加一個與其垂直的水平方向的恒力尼使金屬桿從靜止開

始運動。由于金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，受到隨速度的增大

而增大的安培力作用，所以金屬桿做加速度逐漸減小的加速運動，當安培力增大

到等于水平方向的恒力F時，金屬桿做勻速直線運動，A正確，B錯誤；由功能

關(guān)系知，開始水平方向的恒力/做的功一部分使金屬桿動能增大，另一部分轉(zhuǎn)

化為電能，被電阻R消耗掉，當金屬桿勻速運動后，水平方向的恒力產(chǎn)所做的

（RI7））

功等于火上消耗的總能量上消耗的能量E=―滅—片若導(dǎo)體桿勻速運動，

對應(yīng)圖象是一次函數(shù)，開始一段時間內(nèi)導(dǎo)體桿速度增大，所以圖象斜率是變大的,

故C錯誤，D正確。

答案AD

2.如圖9甲所示，相距為L的金屬導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，與水平方向夾角為a,

在N。上接一阻值為R的電阻，裝置處于與MMPQ所在平面垂直的勻強磁場

中?，F(xiàn)有一根長度為L、質(zhì)量為，小電阻為「的金屬桿必垂直放置在導(dǎo)軌上，

接觸良好。用與桿垂直的外力尸使必桿沿導(dǎo)軌向上運動時，電阻R的電功率隨

時間變化的圖象如圖乙所示，為一條拋物線。則外力尸、桿的運動速度。、

桿的加速度?隨時間t,克服重力做功的功率PG隨位移光的變化規(guī)律可能正確的

是A、B,C、D圖中的（）

解析電阻R產(chǎn)生的電功率尸=產(chǎn)R/=三言，則P=:2巴因尸一，圖象

是拋物線，可知金屬桿的加速度恒定，即金屬桿向上做勻加速運動，由牛頓第二

D2r2^o2r2^,

定律得F—mgsin.+屋=加々，即F=ma+mgsin）+廠+RK選項A正確，D

錯誤；速度。=G,選項B錯誤；克服重力做功的功率26=皿鬻=儂嚶=

I出2x

當4〃gsin0-y[x,選項C錯誤。

答案A

3.如圖10所示為兩個有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直于

紙面向里和向外，磁場寬度均為L,距磁場區(qū)域的左側(cè)L處有一邊長為L的正方

形導(dǎo)體線框，總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直?，F(xiàn)用外力尸使線框以速

度。勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時的電

動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量。的方向為正，外力廠向右為正。

線框中的磁通量①、感應(yīng)電動勢E、外力廠和電功率P隨時間變化的圖象正確的

是圖中的（

LLLL

圖10

F

解析線框運動L時開始進入磁場，磁通量開始增大，當線框全部進入時，磁通

量達到最大，此后向外的磁通量增大，總磁通量減小，當運動到2.5L時，磁通

量最小，故選項A錯誤；當線框進入第一個磁場時，由可知，E保持不

變，而開始進入第二個磁場時，兩邊同時切割磁感線，電動勢應(yīng)為284,故選

項B錯誤；因安培力總是與運動方向相反，故外力尸應(yīng)一直向右，故選項C錯

誤；外力尸的功率P=&,因速度不變，而線框進入第一個磁場時，電流為定值,

廠也為定值。兩邊分別在兩個磁場中時，電流加倍，回路中總電動勢加倍，功率

變?yōu)樵瓉淼?倍，此后從第二個磁場中離開時，安培力應(yīng)等于線框進入第一個磁

場時的安培力，所以功率應(yīng)等于進入第一個磁場時的功率，故選項D正確。

答案D

4.（多選）（2020?四川模擬）如圖11所示，水平面上固定一個頂角為60。的光滑金屬

導(dǎo)軌MOM導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，質(zhì)量

為m的導(dǎo)體棒CD與/MON的角平分線垂直，導(dǎo)軌與棒單位長度的電阻均為ro

Z=0時刻，CD在水平外力F的作用下從。點以恒定速度vo沿/MON的角平分

線向右滑動，在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。若棒與導(dǎo)軌均足夠長，則

（）

圖11

A.流過導(dǎo)體棒的電流/始終為亍

B.F隨時間t的變化關(guān)系為尸=駕還，

Clo時刻導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率為如票比小

D.撤去產(chǎn)后，導(dǎo)體棒上能產(chǎn)生的焦耳熱為51濟

解析導(dǎo)體棒的有效切割長度L=2oo九an30。，感應(yīng)電動勢E=8Loo,回路的總

電阻R=（2oo/tan通過導(dǎo)體棒的電流/=提=贊，選項A正確；

導(dǎo)體棒受力平衡，則外力/與安培力平衡，即/=8比，得H氣叫,選項

yr

B正確；加時刻導(dǎo)體棒的電阻為7?.v=2wotan30。/,則導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率P相=尸心

=2嚅%,選項C正確；從撤去產(chǎn)到導(dǎo)體棒停下的過程，根據(jù)能量守恒定律

有。傳+。軾0,得導(dǎo)體棒上能產(chǎn)生的焦耳熱。格=；加加-Q機

選項D錯誤。

答案ABC

5.（多選）如圖12甲所示，在水平桌面上放置邊長為0.20m的正方形閉合金屬線

圈。次力，線圈的匝數(shù)為10,總電阻為0.10Q,線圈與水平桌面間的最大靜摩擦

力為0.2No線圈的右半邊處于垂直桌面、均勻分布的磁場中，磁場左邊界MN

與線圈cd兩邊平行且等距。從7=0時刻起，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間r

的變化規(guī)律如圖乙所示。假設(shè)垂直桌面向下為正方向，重力加速度g=10m/s2,

下列說法正確的是（）

?N

甲

圖12

A.f=ls時線圈受到的安培力為零

B.f=6s時線圈即將向右滑動

C.線圈滑動前，其導(dǎo)線中的電流一直為0.4A

D.線圈滑動前，其產(chǎn)生的焦耳熱為2.4X10-2j

解析f=ls時磁感應(yīng)強度為零，線圈受到的安培力為零，選項A正確；由題圖

乙可知，等=°」T/s,磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系為B=-0.1T+^=（-0.1

+0.1?）T,當線圈未滑動時，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動

勢七=〃喘=10X0.20X0.10X0.1V=0.02V,根據(jù)閉合電路歐姆定律，線圈中

P

電流/=5=0.2A,由題圖乙可知f=6s時磁感應(yīng)強度為8=0.5T,線圈受到的

安培力大小F=nBIL=10X0.5X0.2X0.20N=0.2N,恰好等于線圈與水平桌面

間的最大靜摩擦力0.2N,根據(jù)楞次定律可知，線圈即將向左滑動，選項B錯誤;

線圈滑動前，其導(dǎo)線中的電流一直為0.2A,選項C錯誤；由焦耳定律知，線圈

滑動前，其產(chǎn)生的焦耳熱。=/2Rf=0.22><0.10X6J=2.4Xl（r2j,選項D正確。

答案AD

課時作業(yè)

（時間：40分鐘）

基礎(chǔ)鞏固練

1.如圖1所示，兩個互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之

一，磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域，當磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化時，在大環(huán)

內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,則。兩點間的電勢差為（）

圖1

,1?1「2.…

B.]ED.E

解析a、。間的電勢差等于路端電壓，而小金屬環(huán)電阻占電路總電阻的點故a、

。間電勢差為。=^￡\選項B正確。

答案B

2.下列四個選項圖中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。A、B

中的導(dǎo)線框為正方形，C、。中的導(dǎo)線框為直角扇形。各導(dǎo)線框均繞垂直紙面的

軸。在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為兀從線框處于圖

示位置時開始計時，以在0P邊上從P點指向。點的方向為感應(yīng)電流i的正方向。

則在如圖所示的四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示

的是（）

o

圖2

ABCD

解析根據(jù)感應(yīng)電流在一段時間恒定，導(dǎo)線框應(yīng)為扇形；由右手定則可判斷出產(chǎn)

生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律如題圖所示的是選項Co

答案c

3.圖3中有A、B兩個導(dǎo)線圈。線圈8連接一電阻上要使流過電阻R的電流大

小恒定，且方向由c點流經(jīng)電阻R到d點，設(shè)線圈A中電流i從。點流入線圈的

方向為正方向，則線圈A中的電流隨時間變化的圖象應(yīng)為圖中的（）

AB

OO'>11J

abcRd

圖3

解析要讓線圈3中產(chǎn)生感應(yīng)電流，A中的電流應(yīng)發(fā)生變化，C、D錯誤；若A

中的電流由a流入，且越來越小，則根據(jù)右手螺旋定則可知穿過B的磁通量向

左，且越來越小，根據(jù)楞次定律可知8中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由d點流經(jīng)電阻火到c

點，B錯誤；同理，若A中的電流從b點流入，且電流越來越小，則根據(jù)楞次定

律，8中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從c點流經(jīng)電阻/?到4點，A正確。

答案A

4.如圖4所示，邊長為L的正方形單匝線框有一半水平放置在與水平方向夾角為

30。的勻強磁場中，線框的左側(cè)接入電阻R,右側(cè)接入電容為C的電容器，其余

電阻不計。若勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定斜

向下為正方向），則在0?力時間內(nèi)（）

圖4

A.電容器a板帶正電

B.電容器所帶的電荷量為零

C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為等

2/0

D.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為誓

解析穿過線框的磁通量先向上減小，后向下增大，根據(jù)楞次定律可以判斷，感

應(yīng)電流為逆時針，匕板帶正電，A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=S"￡30°

2

^XLXBOX^廠rRT2

=-----：-----=等，電容器所帶的電荷量。=廢=學(xué)"，B、C錯誤，D正

確。

答案D

5.（多選）如圖5甲所示，光滑“N”形金屬支架ABC固定在水平面上，支架處在

垂直于水平面向下的勻強磁場中，一金屬導(dǎo)體棒EF放在支架上，用一輕桿將導(dǎo)

體棒與墻固定連接，磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直于水平面

向下為正方向，則下列說法中正確的是（）

圖5

A.n時刻輕桿對導(dǎo)體棒的作用力最大

B12時刻輕桿對導(dǎo)體棒的作用力為零

C./2到t3時間內(nèi)，輕桿對導(dǎo)體棒的作用力先增大后減小

D/2到口時間內(nèi)，輕桿對導(dǎo)體棒的作用力方向不變

解析由可知力時刻感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，安培力為零，

輕桿對導(dǎo)體棒的作用力為零，故選項A錯誤；位時刻感應(yīng)電動勢為最大，感應(yīng)電

流最大，但磁場為零，安培力為零，輕桿對導(dǎo)體棒的作用力為零，故選項B正

確；/2到73時間內(nèi)，安培力先增大后減小，所以輕桿對導(dǎo)體棒的作用力先增大后

減小，故選項C正確；及到14時間內(nèi)，感應(yīng)電流方向改變，安培力方向改變，則

輕桿對導(dǎo)體棒的作用力方向改變，故選項D錯誤。

答案BC

6.（多選）在水平放置的兩條平行光滑直導(dǎo)軌上有一垂直其放置的金屬棒ab,勻強

磁場與軌道平面垂直，磁場方向如圖6所示，導(dǎo)軌接有兩定值電阻及電阻箱R,

Ri=5Q,R2=6Q,其余電阻不計。電路中的電壓表量程為。?10V,電流表的

量程為0?3A,現(xiàn)將R調(diào)至30C,用尸=40N的水平向右的力使"垂直導(dǎo)軌向

右平移，當棒仍達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩電表中有一表正好達到滿偏，而另一表未

達到滿偏。則下列說法正確的是（）

圖6

A.當棒仍達到穩(wěn)定狀態(tài)時，電流表滿偏

B.當棒仍達到穩(wěn)定狀態(tài)時，電壓表滿偏

C.當棒ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒ab的速度是1m/s

D.當棒仍達到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒時的速度是2m/s

解析假設(shè)電壓表滿偏，則通過電流表的電流為/=-^-=2A<3A,所以電壓

R2+R

表可以滿偏，此時電流表的示數(shù)為2A,故A錯誤，B正確；棒外勻速運動時，

水平拉力F與安培力大小相等，則有尸A=尸=8〃，得BL=4=2ON/A,感應(yīng)電

E20

動勢E=U+/R=（10+2X5）V=20V,又后=80，則得0=布=布m/s=lm/s,

L）LZX）

故C正確，D錯誤。

答案BC

7.（2020?山東煙臺一模）如圖7甲所示，間距L=0.2m的水平金屬導(dǎo)軌CD、EF

固定在水平地面上，一質(zhì)量〃2=4X10、kg的金屬棒G4垂直地放置導(dǎo)軌上，導(dǎo)

軌處于沿水平方向、磁感應(yīng)強度8=0.2T的勻強磁場中。有一匝數(shù)〃=20匝、

面積S=0.02m2的線圈通過開關(guān)S與導(dǎo)軌相連，線圈處于通過線圈軸線、方向豎

直向上的另一勻強磁場切中，歷大小隨時間/變化的關(guān)系如圖乙所示。在，=

0.2s時刻閉合開關(guān)S時，金屬棒G4瞬間跳起（金屬棒跳起瞬間安培力遠大于重

力），跳起的最大高度為/i=0.2m,不計空氣阻力，重力加速度為g=10m/s2,

下列說法正確的是（）

A.磁感應(yīng)強度B\的方向水平向右

B.開關(guān)S閉合瞬間，GH中的電流方向由H到G

C.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為3V

D.開關(guān)S閉合瞬間，通過金屬棒G”的電荷量為0.3C

解析由楞次定律可知，在螺線管中磁通量向上增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過導(dǎo)體

棒的方向是由"到G,金屬棒受向上的安培力，可知磁感應(yīng)強度Bi的方向水平

向左,選項A錯誤，B正確；線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為￡1=〃等S=20X卷

X0.02V=6V,選項C錯誤；金屬棒跳起時的初速度o=，麗=2m/s；對金屬

.,?,一一emv4XKF?x2

棒由動厘?定理何B\LI\t=mvq=/Az,貝!|q—nj=~novno-C—0.2C,選

yD\L>U.ZAU.Z

項D錯誤。

答案B

綜合提能練

8.（多選）如圖8所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ放置在同一水平面內(nèi)，M.P

之間接一定值電阻R,金屬棒cb垂直導(dǎo)軌水平放置，金屬棒ch及導(dǎo)軌電阻不計。

整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，f=0時對金屬棒施加水平向右的外力F,

使金屬棒由靜止開始做勻加速直線運動。下列關(guān)于通過金屬棒的電流八通過導(dǎo)

軌橫截面的電荷量4、拉力F和拉力的功率P隨時間變化的圖象中正確的是（）

解析r=0時對金屬棒施加水平向右的外力凡使金屬棒由靜止開始做勻加速直

線運動，設(shè)加速度為a,則金屬棒的速度可表示為v=at,由法拉第電磁感應(yīng)定

律，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLo=3Z〃，根據(jù)閉合電路歐姆定律，金

屬棒中電流，=卷=半，與時間成正比，選項A正確；感應(yīng)電動勢E=R=靛,

KK1\1IXT

1p1

S=Lx=L-^at1,i=示,q=ibt,聯(lián)立解得產(chǎn)，選項B錯誤；金屬棒運動

D2T2m

過程中所受的安培力產(chǎn)安=8/=年幺，由牛頓第二定律，得尸一尸安=〃"，解

R2丁2A

#F=ma+—p-,選K項C正確；拉力的功率P=Fo=(/Kna+—?—)at,選項D

錯誤。

答案AC

9.（多選）半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為八電

阻為R的均勻金屬棒A8置于圓導(dǎo)軌上面，曲的延長線通過圓導(dǎo)軌中心。，裝

置的俯視圖如圖9所示，整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B,

方向豎直向下。在兩環(huán)之間接阻值為R的定