專題27楞次定律和法拉第電磁感應定律-三年（2022-2024）高考物理真題分類匯編全國通含答案

專題27楞次定律和法拉第電磁感應定律考點三年考情（2022-2024）命題趨勢考點1楞次定律（5年3考）2024年高考江蘇卷：線圈從有界磁場中拉出；2024年高考北京卷：線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上，判斷感應電流方向；2023年高考河北卷：絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形，處在勻強磁場中。2023年高考海南卷：利用了電磁感應現(xiàn)象測速。1.楞次定律是高考考查頻率較高的知識點，可能單獨考查，也可能與其他知識點結合考查。2.法拉第電磁感應定律是電磁感應的核心知識點，年年考查，一般與安培力、動力學、功和能結合考查?？键c2法拉第電磁感應定律（5年5考）2024年高考甘肅卷：工業(yè)上利用感應電爐冶煉合金；2024年高考甘肅卷：導體棒ab沿導軌向右做勻速直線運動；2024年高考廣東卷：電磁俘能器可在汽車發(fā)動機振動時利用電磁感應發(fā)電實現(xiàn)能量回收；2024年高考北京卷：在信息存儲、人工智能等領域具有廣闊的應用前景的“憶阻器”；2023年高考湖北卷：近場通信（NFC）器件應用電磁感應原理進行通訊；2023高考江蘇卷：圓形勻強磁場區(qū)域內(nèi)導體棒繞O點在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動；2022年高考天津卷：鋁框依靠慣性滑過磁場區(qū)域?？键c01楞次定律1.（2024年高考江蘇卷）如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個線圈a、b，線圈a處在勻強磁場中，現(xiàn)將線圈a從磁場中勻速拉出，線圈a、b中產(chǎn)生的感應電流方向分別是（）A.順時針，順時針B.順時針，逆時針C.逆時針，順時針D.逆時針，逆時針【答案】A【解析】線圈a從磁場中勻速拉出的過程中穿過a線圈的磁通量在減小，則根據(jù)楞次定律可知a線圈的電流為順時針，由于線圈a從磁場中勻速拉出則a中產(chǎn)生的電流為恒定電流，則線圈a靠近線圈b的過程中線圈b的磁通量在向外增大，同理可得線圈b產(chǎn)生的磁場為順時針。A正確。2．（2024年高考北京卷）如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上，下列說法正確的是（）A．閉合開關瞬間，線圈M和線圈P相互吸引B．閉合開關，達到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0C．斷開開關瞬間，流過電流表的電流方向由a到bD．斷開開關瞬間，線圈P中感應電流的磁場方向向左【參考答案】．B【考查知識點】楞次定律【名師解析】閉合開關瞬間，由楞次定律可知，線圈P中感應電流的磁場與線圈M中電流的磁場方向相反，二者相互排斥，A錯誤；閉合開關，達到穩(wěn)定后，通過線圈P的磁通量保持不變，感應電流為零，電流表的示數(shù)為零，B正確；斷開開關瞬間，通過線圈P的磁場方向向右，磁通量減小，由楞次定律可知感應電流的磁場方向向右，因此流過電流表的感應電流方向由b到a，CD錯誤．3.（2023年高考河北卷）如圖，絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形，彼此接觸良好，勻強磁場方向豎直向下。金屬桿2、3固定不動，1、4同時沿圖箭頭方向移動，移動過程中金屬桿所圍成的矩形周長保持不變。當金屬桿移動到圖位置時，金屬桿所圍面積與初始時相同。在此過程中（）A.金屬桿所圍回路中電流方向保持不變B.通過金屬桿截面的電荷量隨時間均勻增加C.金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反D.金屬桿4所受安培力方向與運動方向先相反后相同【答案】CD【解析】．由數(shù)學知識可知金屬桿所圍回路的面積先增大后減小，金屬桿所圍回路內(nèi)磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知電流方向先沿逆時針方向，后沿順時針方向，故A錯誤；．由于金屬桿所圍回路的面積非均勻變化，故感應電流的大小不恒定，故通過金屬桿截面的電荷量隨時間不是均勻增加的，故B錯誤；．由上述分析，再根據(jù)左手定則，可知金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反，金屬桿4所受安培力方向與運動方向先相反后相同，故CD正確。4（2023年高考海南卷）汽車測速利用了電磁感應現(xiàn)象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時針（俯視）方向電流，當汽車經(jīng)過線圈時（）A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B.汽車進入線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdC.汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdD.汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同【參考答案】C【名師解析】由題知，埋在地下的線圈1、2通順時針（俯視）方向的電流，則根據(jù)右手定則，可知線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，A錯誤；汽車進入線圈1過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應電流方向為adcb（逆時針），B錯誤；汽車離開線圈1過程中，磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應電流方向為abcd（順時針），C正確；汽車進入線圈2過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應電流方向為adcb（逆時針），再根據(jù)左手定則，可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反，D錯誤。15.（2022高考上海）半徑為R的金屬圓環(huán)里，有一個垂直于紙面向里且半徑為r的圓形區(qū)域勻強磁場，磁感應強度大小為B。若增大該區(qū)域的磁感應強度，則金屬圓環(huán)的感應電流方向為（選填：“順時針”或“逆時針”）；若保持圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度大小不變，方向變化180°，則金屬圓環(huán)的磁通量變化的大小為?！緟⒖即鸢浮磕鏁r針2Bπr2【命題意圖】本題考查楞次定律+磁通量變化+模型思維【名師解析】半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁場方向垂直于紙面向里，若增大該區(qū)域的磁感應強度，由磁通量公式Φ=BS可知，金屬圓環(huán)內(nèi)磁通量增大，由楞次定律可知，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針方向。若保持圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度大小不變，方向變化180°，則金屬圓環(huán)的磁通量變化的大小為△Φ=Φ2-Φ1=Bπr2-（-Bπr2）=2Bπr2?？键c02法拉第電磁感應定律1.（2024年高考甘肅卷）工業(yè)上常利用感應電爐冶煉合金，裝置如圖所示。當線圈中通有交變電流時，下列說法正確的是（）A.金屬中產(chǎn)生恒定感應電流 B.金屬中產(chǎn)生交變感應電流C.若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應電流減小 D.若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應電流不變【答案】B【解析】當線圈中通有交變電流時，感應電爐金屬內(nèi)的磁通量也不斷隨之變化，金屬中產(chǎn)生交變感應電流，A錯誤，B正確；若線圈匝數(shù)增加，根據(jù)電磁感應定律可知，感應電動勢增大，則金屬中感應電流變大，CD錯誤。2.（2024年高考甘肅卷）如圖，相距為d的固定平行光滑金屬導軌與阻值為R的電阻相連，處在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中長度為L的導體棒ab沿導軌向右做勻速直線運動，速度大小為v。則導體棒ab所受的安培力為（）A.，方向向左 B.，方向向右C.，方向向左 D.，方向向右【答案】A【解析】導體棒ab切割磁感線在電路部分得有效長度為d，故感應電動勢為回路中感應電流為根據(jù)右手定則，判斷電流方向為b流向a。故導體棒ab所受的安培力為方向向左。故選A。3.（2024年高考廣東卷）電磁俘能器可在汽車發(fā)動機振動時利用電磁感應發(fā)電實現(xiàn)能量回收，結構如圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發(fā)動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小均為B．磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關于圖乙中的線圈。下列說法正確的是（）A.穿過線圈的磁通量為B.永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應電動勢越大C.永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動勢越小D.永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順時針方向【參考答案】D【名師解析】由圖乙可知，線圈中兩部分磁場方向相反，所以穿過線圈的磁通量為0，A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應定律，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢正比于磁通量變化率，即永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動勢越大，BC錯誤；由楞次定律可知，永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順時針方向，D正確。4．（2024年高考北京卷）電荷量Q、電壓U、電流I和磁通量Φ是電磁學中重要的物理量，其中特定的兩個物理量之比可用來描述電容器、電阻、電感三種電磁學元件的屬性，如圖所示．類似地，上世紀七十年代有科學家預言Φ和Q之比可能也是一種電磁學元件的屬性，并將此元件命名為“憶阻器”，近年來實驗室已研制出了多種類型的“憶阻器”．由于“憶阻器”對電阻的記憶特性，其在信息存儲、人工智能等領域具有廣闊的應用前景．下列說法錯誤的是（）A．QU的單位和ΦI的單位不同B．在國際單位制中，圖中所定義的M的單位是歐姆C．可以用來描述物體的導電性質(zhì)D．根據(jù)圖中電感L的定義和法拉第電磁感應定律可以推導出自感電動勢的表達式【參考答案】．A【考查知識點】單位制、法拉第電磁感應定律【名師解析】由法拉第電磁感應定律可知，，是的單位為V·s，由可知，Q的單位為A·s，則QU與ΦI的單位相同均為V·A·s，A錯誤；由題圖可知，從單位角度分析有，B正確；由知，可以用來描述物體的導電性質(zhì)，C正確；由電感的定義以及法拉第電磁感應定律解得，D正確．5.（2023年高考湖北卷）近場通信（NFC）器件應用電磁感應原理進行通訊，其天線類似一個壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長分別為、和，圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強磁場垂直通過此線圈，磁感應強度變化率為，則線圈產(chǎn)生的感應電動勢最接近（）A. B. C. D.【參考答案】B【名師解析】根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，B正確。6.（2023高考江蘇學業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，OC導體棒的O端位于圓心，棒的中點A位于磁場區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導體棒繞O點在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動。O、A、C點電勢分別為φ0、φA、φC，則（）A.φO>φC B.φC>φA C.φO=φA D.φO－φA=φA－φC【參考答案】A【名師解析】由題圖可看出OA導體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線，則根據(jù)右手定則可知φO>φA其中導體棒AC段不在磁場中，不切割磁感線，電流為0，則φC=φA，A正確、BC錯誤；根據(jù)以上分析可知φO－φA>0，φA－φC=0則φO－φA>φA－φC，D錯誤。7．（2023年6月高考浙江選考科目）如圖所示，質(zhì)量為M、電阻為R、長為L的導體棒，通過兩根長均為l、質(zhì)量不計的導電細桿連在等高的兩固定點上，固定點間距也為L。細桿通過開關S可與直流電源E0或理想二極管串接。在導體棒所在空間存在磁感應強度方向豎直向上、大小為B的勻強磁場，不計空氣阻力和其它電阻。開關S接1，當導體棒靜止時，細桿與豎直方向的夾角固定點；然后開關S接2，棒從右側開始運動完成一次振動的過程中（）A．電源電動勢B．棒消耗的焦耳熱C．從左向右運動時，最大擺角小于D．棒兩次過最低點時感應電動勢大小相等【參考答案】C【名師解析】開關S接1，導體棒靜止時，受力分析，由tanθ=BIL/mg，解得I=mg/BL，由閉合電路歐姆定律，電源電動勢E=IR=mgR/BL，A錯誤；不能得出導體棒完成一次振動過程消耗的焦耳熱，B錯誤；開關接2，由于金屬棒運動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，在從左向右運動時，產(chǎn)生的感應電流，從二極管正極流入，金屬棒中有電流，受到與方向相反的安培力作用，所以最大擺角小于π/4，C正確；金屬棒從右向左經(jīng)過最低點時速度大于從左向右經(jīng)過最低點時的速度，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，金屬棒兩次經(jīng)過最低點時產(chǎn)生的感應電動勢大小不等，D錯誤。8.（2023年高考山東高中學業(yè)水平等級考試）足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計。質(zhì)量為、長為、電阻為的導體棒MN放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質(zhì)量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.【參考答案】BD【名師解析】導軌的速度，因此對導體棒受力分析可知導體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為導體棒的安培力大小為由左手定則可知導體棒的電流方向為，導體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為由左手定則可知的方向為垂直直面向里，A錯誤B正確；對導體棒分析，所受安培力對導體框分析，所受安培力電路中的電流為聯(lián)立解得，C錯誤D正確。9.（2022年高考天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，邊長為a的正方形鋁框平放在光滑絕緣水平桌面上，桌面上有邊界平行、寬為b且足夠長的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于桌面，鋁框依靠慣性滑過磁場區(qū)域，滑行過程中鋁框平面始終與磁場垂直且一邊與磁場邊界平行，已知，在滑入和滑出磁場區(qū)域的兩個過程中（）A.鋁框所用時間相同 B.鋁框上產(chǎn)生的熱量相同C.鋁框中的電流方向相同 D.安培力對鋁框的沖量相同【參考答案】D【命題意圖】本題考查線框通過磁場切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流、楞次定律、安培力、沖量及其相關知識點?！久麕熃馕觥夸X框進入和離開磁場過程，磁通量變化，都會產(chǎn)生感應電流，受向左安培力而減速，完全在磁場中運動時磁通量不變做勻速運動；可知離開磁場過程的平均速度小于進入磁場過程的平均速度，所以離開磁場過程的時間大于進入磁場過程的時間，A錯誤；由楞次定律可知，鋁框進入磁場過程磁通量增加，感應電流為逆時針方向；離開磁場過程磁通量減小，感應電流為順時針方向，C錯誤；鋁框進入和離開磁場過程安培力對鋁框的沖量為又得，D正確；鋁框進入和離開磁場過程，鋁框均做減速運動，可知鋁框進入磁場過程的速度一直大于鋁框離開磁場過程的速度，根據(jù)可知鋁框進入磁場過程受到的安培力一直大于鋁框離開磁場過程受到的安培力，故鋁框進入磁場過程克服安培力做的功大于鋁框離開磁場過程克服安培力做的功，即鋁框進入磁場過程產(chǎn)生的熱量大于鋁框離開磁場過程產(chǎn)生的熱量，B錯誤。11.（2023高考選擇性考試遼寧卷）如圖，兩根光滑平行金屬導軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側導軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場中，磁感應強度大小分別為2B和B。已知導體棒MN的電阻為R、長度為d，導體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導軌垂直并接觸良好，導軌足夠長且電阻不計。下列說法正確的足（）A.彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時針方向的電流B.PQ速率為v時，MN所受安培力大小為C.整個運動過程中，MN與PQ的路程之比為2：1D.整個運動過程中，通過MN的電荷量為【參考答案】AC【名師解析】彈簧伸展過程中，根據(jù)右手定則可知，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，選項A正確；任意時刻，設電流為I，則PQ受安培力，方向向左；MN受安培力，方向向右，可知兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動量守恒，設PQ質(zhì)量為2m，則MN質(zhì)量為m，PQ速率為v時，則解得回路的感應電流MN所受安培力大小為，選項B錯誤；兩棒最終停止時彈簧處于原長狀態(tài)，由動量守恒可得，可得則最終MN位置向左移動PQ位置向右移動因任意時刻兩棒受安培力和彈簧彈力大小都相同，設整個過程兩棒受的彈力的平均值為F彈，安培力平均值F安，則整個過程根據(jù)動能定理，可得，選項C正確；兩棒最后停止時，彈簧處于原長位置，此時兩棒間距增加了L，由上述分析可知，MN向左位置移動，PQ位置向右移動，則，選項D錯誤。12．（2023高考北京卷）如圖所示，光滑水平面上的正方形導線框，以某一初速度進入豎直向下的勻強磁場并最終完全穿出．線框的邊長小于磁場寬度．下列說法正確的是（）A．線框進磁場的過程中電流方向為順時針方向B．線框出磁場的過程中做勻減速直線運動C．線框在進和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等【參考答案】D【名師解析】根據(jù)楞次定律，線框進磁場的過程中電流方向為逆時針方向，A錯誤；線框出磁場的過程中受到的安培力為變力，所以線框出磁場的過程中做變減速直線運動，B錯誤；線框在進和出的兩過程中磁通量變化相同，通過線框?qū)Ь€的電荷量相等，克服安培力做功不同，所以產(chǎn)生的焦耳熱不相等，D正確C錯誤。13．（2023高考北京卷）如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡，開始時，開關S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關（）A．P與Q同時熄滅B．P比Q先熄滅C．Q閃亮后再熄滅D．P閃亮后再熄滅【參考答案】D【名師解析】根據(jù)題述，開關S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，說明線圈L中通過的電流大于燈泡P中電流。斷開開關，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢，與燈泡P形成閉合回路，所以P閃亮后再熄滅，Q立即熄滅，D正確ABC錯誤。14.（2022新高考江蘇卷）如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化關系為，、k為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大小為（）

A. B. C. D.【參考答案】A【命題意圖】本題考查電磁感應及其相關知識點。【解題思路】根據(jù)磁感應強度B隨時間t的變化關系為，可知磁場的變化率為根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，選項A正確。專題28電磁感應+圖像考點三年考情（2022-2024）命題趨勢考點1圖像信息題（5年3考）2023年高考全國乙卷和甲卷：將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強磁體分別從管的上端由靜止釋放，給出電流圖像；2022年高考福建卷：導體棒在平行導軌上切割磁感線運動，給出導體棒速度圖像；2022年高考重慶卷第7題：導體棒在平行導軌上受到拉力作用，給出拉力隨速度變化圖像。1.電磁感應中的圖像信息：主要有速度圖像、力圖像、電流圖像、電壓圖像等，其中速度圖像、力圖像一直是考查的熱點。2.電磁感應中圖像選擇題，題述電磁感應情景主要有：導體棒在導軌上移動切割磁感線；線框通過有界磁場區(qū)域等；供選擇的圖像主要為：速度圖像、電流圖像、電壓圖像、安培力圖像等?？键c2選擇圖像題（5年3考）2023年高考福建卷：導體棒在兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌上切割磁感線運動；2024年高考遼寧卷：空間中存在水平向右的勻強磁場，一導體棒繞固定的豎直軸OP在磁場中勻速轉(zhuǎn)動2022年高考河北卷：導體棒沿梯形導軌滑動，選擇相關圖像；考點01圖像信息1.（2023年高考全國乙卷）一學生小組在探究電磁感應現(xiàn)象時，進行了如下比較實驗。用圖（a）所示的纏繞方式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強磁體分別從管的上端由靜止釋放，在管內(nèi)下落至管的下端。實驗中電流傳感器測得的兩管上流過漆包線的電流I隨時間t的變化分別如圖（b）和圖（c）所示，分析可知（）A.圖（c）是用玻璃管獲得的圖像B.在鋁管中下落，小磁體做勻變速運動C.在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的短【參考答案】A【命題意圖】本題考查電磁阻尼及其相關知識點?！窘忸}思路】強磁體從管的上端由靜止釋放，鋁管本身和線圈都將對強磁體產(chǎn)生電磁阻尼，在鋁管下落，強磁體做加速度減小的加速運動，圖（c）是用玻璃管獲得的圖像，圖（b）是用鋁管獲得的圖像，A正確B錯誤；在玻璃管中下落，線圈中將產(chǎn)生感應電流，感應電流對小磁體下落產(chǎn)生電磁阻力，由安培力公式可知，電磁阻力與產(chǎn)生的感應電流成正比，所以在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力逐漸增大，C錯誤；由于在鋁管中下落，受到的電磁阻力大于在玻璃管中下落，所以用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的長，D錯誤?！局R拓展】電磁阻尼的實質(zhì)是受到了與運動方向相反的安培力作用。2（2023高考全國甲卷）一有機玻璃管豎直放在地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖（a）所示。現(xiàn)讓一個很小的強磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測得線圈中電流I隨時間t變化如圖（b）所示。則A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來越快B.下落過程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次C.下落過程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大【參考答案】AD【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、電磁阻尼、對電流I隨時間t變化圖像的理解及其相關知識點?！窘忸}思路】由圖（b）可知，強磁體通過每匝線圈時產(chǎn)生的感應電流最大值逐漸增大，根據(jù)法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律可知，小磁體通過每匝線圈時磁通量變化率越來越大，即小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來越快，A正確；下落過程中，小磁體的N極、S極上下沒有顛倒，B錯誤；小磁體下落過程中受到的電磁阻力實質(zhì)就是安培力，根據(jù)安培力公式可知，下落過程中，小磁體受到的電磁阻力越來越大，C錯誤；與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大，D正確。3．（2022年高考重慶卷第7題）如圖1所示，光滑的平行導電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導體桿與軌道垂直并接觸良好（不計桿和軌道的電阻），整個裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強磁場中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運動，兩次運動中拉力大小與速率的關系如圖2所示。其中，第一次對應直線①，初始拉力大小為，改變電阻阻值和磁感應強度大小后，第二次對應直線②，初始拉力大小為，兩直線交點的縱坐標為。若第一次和第二次運動中的磁感應強度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運動相同位移的時間之比為n，則k、m、n可能為（）A．B．C．D．【參考答案】C【名師解析】由題意，桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運動，則在v=0時分別有，=ma1，2=ma2，設第一次和第二次運動中，桿從靜止開始運動相同位移的時間分別為t1和t2，則有x=a1t12，x=a2t22，t1?t2=n聯(lián)立解得：n=第一次和第二次運動中，所受安培力FA=BIL=,根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-FA=ma，即F=ma+由此可知，拉力大小F與速率v的關系圖像斜率為，由第一次和第二次運動F與速率v的關系圖像斜率之比為2?1，可得=2，即=2，可以取k2=6，m=3，所以選項C正確。4.（2022年福建高考）如圖（a），一傾角為的絕緣光滑斜面固定在水平地面上，其頂端與兩根相距為L的水平光滑平行金屬導軌相連；導軌處于一豎直向下的勻強磁場中，其末端裝有擋板M、N．兩根平行金屬棒G、H垂直導軌放置，G的中心用一不可伸長絕緣細繩通過輕質(zhì)定滑輪與斜面底端的物塊A相連；初始時刻繩子處于拉緊狀態(tài)并與G垂直，滑輪左側細繩與斜面平行，右側與水平面平行．從開始，H在水平向右拉力作用下向右運動；時，H與擋板M、N相碰后立即被鎖定．G在后的速度一時間圖線如圖（b）所示，其中段為直線．已知：磁感應強度大小，，G、H和A的質(zhì)量均為，G、H的電阻均為；導軌電阻、細繩與滑輪的摩擦力均忽略不計；H與擋板碰撞時間極短；整個運動過程A未與滑輪相碰，兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好：，，重力加速度大小取，圖（b）中e為自然常數(shù)，．求：（1）在時間段內(nèi)，棒G的加速度大小和細繩對A的拉力大?。唬?）時，棒H上拉力的瞬時功率；（3）在時間段內(nèi)，棒G滑行的距離．【參考答案】（1）；；（2）；（3）【命題意圖】此題考查電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、安培力。對速度圖像的理解、牛頓運動定律及其相關知識點?！久麕熃馕觥浚?）由圖像可得在內(nèi)，棒G做勻加速運動，其加速度為依題意物塊A的加速度也為，由牛頓第二定律可得解得細繩受到拉力（2）由法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律推導出“雙棒”回路中的電流為由牛頓運動定律和安培力公式有由于在內(nèi)棒G做勻加速運動，回路中電流恒定為，兩棒速度差為保持不變，這說明兩棒加速度相同且均為a；對棒H由牛頓第二定律可求得其受到水平向右拉力由圖像可知時，棒G的速度為此刻棒H的速度為其水平向右拉力的功率．（3）棒H停止后，回路中電流發(fā)生突變，棒G受到安培力大小和方向都發(fā)生變化，棒G是否還拉著物塊A一起做減速運動需要通過計算判斷，假設繩子立刻松弛無拉力，經(jīng)過計算棒G加速度為物塊A加速度為說明棒H停止后繩子松弛，物塊A做加速度大小為的勻減速運動，棒G做加速度越來越小的減速運動；由動量定理、法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律可以求得，在內(nèi)棒G滑行的距離這段時間內(nèi)物塊A速度始終大于棒G滑行速度，繩子始終松弛?？键c02選擇圖像1.（2023學業(yè)水平等級考試上海卷）如圖所示，左側連接有電阻R的光滑平行導軌處于垂直紙面向里的勻強磁場中，一金屬棒置于導軌上，對其施加外力使其運動，所受安培力變化如圖所示，取向右為正方向，則外力隨時間變化的圖像正確的是【參考答案】C【名師解析】對照安培力隨時間變化圖像可知，金屬棒做勻變速直線運動，t0時刻速度減小到零，設加速度大小為a，所受安培力先向左后向右，金屬棒速度方向先向右后向左。金屬棒在勻強磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，I=BLv/R，v=v0-at。所受安培力FA=BIL=-=-=-F0+，安培力隨時間變化圖像中。根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)+FA=-ma，解得F=-ma+=F0-ma-，對照各個選項圖，可知C正確。2.（2023年高考福建卷）如圖，M、N是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌，導軌足夠長且電阻可忽略不計；導軌間有一垂直于水平面向下的勻強磁場，其左邊界垂直于導軌；阻值恒定的兩均勻金屬棒a、b均垂直于導軌放置，b始終固定。a以一定初速度進入磁場，此后運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，并與b不相碰。以O為坐標原點，水平向右為正方向建立軸坐標；在運動過程中，a的速度記為v，a克服安培力做功的功率記為P。下列v或P隨x變化的圖像中，可能正確的是（）A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】設導軌間磁場磁感應強度為B，導軌間距為L，金屬棒總電阻為R，由題意導體棒a進入磁場后受到水平向左的安培力作用，做減速運動，根據(jù)動量定理有根據(jù)，，可得又因為聯(lián)立可得根據(jù)表達式可知v與x成一次函數(shù)關系，故A正確，B錯誤；a克服安培力做功的功率為故圖像為開口向上的拋物線，由于F和v都在減小，故P在減小,故CD錯誤。3.（2024年高考遼寧卷）如圖，空間中存在水平向右的勻強磁場，一導體棒繞固定的豎直軸OP在磁場中勻速轉(zhuǎn)動，且始終平行于OP。導體棒兩端的電勢差