第9天+電磁感應(yīng)+講義2024屆高考物理考前15天滿分計(jì)劃

第9天電磁感應(yīng)

士知識(shí)必備

一、楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

i.感應(yīng)電流方向的判斷

(1)楞次定律：線圈面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情形，往往用楞次定律.

(2)右手定則：導(dǎo)體棒切割磁感線的情形往往用右手定則.

2.楞次定律中“阻礙”的主要表現(xiàn)形式

(1)阻礙原磁通量的變化一“增反減同

(2)阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)一“來(lái)拒去留”；

(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——一般情況下為“增縮減擴(kuò)”；

(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)一一般情況下為“增反減同”.

3.求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法

(1)法拉第電磁感應(yīng)定律：

不變時(shí)，E=nS^

E=a(

△’15不變時(shí)，E=nB^

(2)導(dǎo)體棒垂直切割磁感線：E=Blv.

(3)導(dǎo)體棒以一端為圓心在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)：E=-BPco.

(4)線圈繞與磁場(chǎng)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(從線圈位于中性面開始計(jì)時(shí))：e=〃BScosin刨.

4.通過(guò)回路截面的電荷量q=7黑僅與幾、A0和回路總電阻R總有關(guān),

與時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，與0是否均勻變化無(wú)關(guān).

二、電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題

1.電磁感應(yīng)中常見的圖像

常見的有磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、速度、安培力等隨時(shí)間或位移

的變化圖像.

2.解答此類問(wèn)題的兩個(gè)常用方法

(1)排除法：定性分析電磁感應(yīng)過(guò)程中某個(gè)物理量的變化情況，把握三個(gè)關(guān)注，快速排除

錯(cuò)誤的選項(xiàng).這種方法能快速解決問(wèn)題，但不一定對(duì)所有問(wèn)題都適用.

(2)函數(shù)關(guān)系法：根據(jù)題目所給的條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系，再對(duì)圖像作出判斷,

這種方法得到的結(jié)果準(zhǔn)確、詳細(xì)，但不夠簡(jiǎn)捷.

三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)與能量問(wèn)題

1.電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題的解題思路

2.求解焦耳熱。的三種方法

⑴焦耳定律：。=產(chǎn)即，適用于電流恒定的情況；

(2)功能關(guān)系：Q=W克安(W克安?為克服安培力做的功);

(3)能量轉(zhuǎn)化：Q=AE(其他能的減少量).

Q易錯(cuò)易混

“三個(gè)定則〃“一個(gè)定律〃的比較

名稱用途選用原則

安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)（方向）分布因電生磁

左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場(chǎng)力的方向因電受力

判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源

右手定則因動(dòng)生電

正負(fù)極

因磁通量

楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

變化生電

今一方法必知

楞次定律的推論

內(nèi)容例證

汩

磁體靠近線圈，8感與8原方向相反

增反減同

C

當(dāng)人增大時(shí)，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與人相反；當(dāng)人減小時(shí)，

環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與1\相同

星EX司M工

NS

來(lái)拒去留

磁體靠近，是斥力磁體遠(yuǎn)離，是引力

阻礙磁體與圓環(huán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)

汨

增縮減擴(kuò)

分

（適用于

單向磁

P、。是光滑固定導(dǎo)軌，。、〃是可動(dòng)金屬棒，磁體下移上移，〃、

場(chǎng)）

b靠近遠(yuǎn)離，使回路面積有縮小擴(kuò)大的趨勢(shì)

增離減靠

當(dāng)開FcS閉合時(shí)，左環(huán)向左擺動(dòng)、右環(huán)向右擺動(dòng)，遠(yuǎn)離通電線

圈

通過(guò)運(yùn)它離和靠近阻礙磁通量的變化

以上情況“殊途同歸”,實(shí)質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變

說(shuō)明

化

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真題回顧

1.（2024?浙江）如圖1所示，掃描隧道顯微鏡減振裝置由絕緣減振平臺(tái)和磁阻尼減振

器組成。平臺(tái)通過(guò)二根關(guān)于。軸對(duì)稱分布的相同輕桿懸掛在輕質(zhì)彈簧的下端o,彈簧

上端固定懸掛在O,點(diǎn)，三個(gè)相同的關(guān)于。。軸對(duì)稱放置的減振器位于平臺(tái)下方。如圖2

所示，每個(gè)減振器由通過(guò)絕緣輕桿固定在平臺(tái)下表面的線圈和固定在桌面上能產(chǎn)生輻向

磁場(chǎng)的鐵磁體組成，輻向磁場(chǎng)分布關(guān)于線圈中心豎直軸對(duì)稱，線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小均為處于靜止?fàn)顟B(tài)的平臺(tái)受到外界微小擾動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中做豎直方向的阻尼運(yùn)

動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的圖像如圖3所示。己知”0時(shí)速度為%,方向向下，乙、q時(shí)

刻的振幅分別為A、&。平臺(tái)和三個(gè)線圈的總質(zhì)量為機(jī)，彈簧的勁度系數(shù)為我,每個(gè)線

圈半徑為小電阻為R。當(dāng)彈簧形變量為時(shí)，其彈性勢(shì)能為』八/。不計(jì)空氣阻力,

2

求：

（1）平臺(tái)靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量△%;

（2），=0時(shí)，每個(gè)線圈所受到安培力廠的大??；

（3）在時(shí)間內(nèi)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q;

（4）在時(shí)間內(nèi)，彈簧彈力沖量小的大小。

2.（2（）23?重慶）某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測(cè)方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察

人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示,

線圈尸的匝數(shù)為N,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向與線圈軸線的夾角為。。若某次

吸氣時(shí)，在/時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S,則線圈尸在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（

c.4ssinAD.BScos0

3.（2023?遼寧）如圖，空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP

在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且始終平行于導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差〃隨時(shí)間/變化的圖像可能

正確的是（）

B

4.（2023?乙卷）一學(xué)生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行了如下比較實(shí)驗(yàn)。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(jī)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)中電流傳感器測(cè)得的兩管上流過(guò)漆包線的電流/隨

時(shí)間，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(yùn)動(dòng)

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(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的短

5.（2023?山東）足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1〃?，電阻不計(jì)。質(zhì)

量為1依、長(zhǎng)為1〃?、電阻為1Q的導(dǎo)體棒肋V放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終

接觸良好，I和H區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為4和生，其

中隹=27,方向向下。用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定輕滑輪將導(dǎo)軌。。段中點(diǎn)與質(zhì)量為0.1依

的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁

場(chǎng)區(qū)域I和II并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CQ與磁場(chǎng)邊界平行。的速度片=2巾/一CD

的速度為彩且匕〉匕，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取10川//，下

列說(shuō)法正確的是（）

A.當(dāng)?shù)姆较蛳蛏螧.區(qū)的方向向下C.v2=5m/sD.v2=3m/s

6.（2023?河北）如圖1,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(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。金屬桿2、3固定不動(dòng)，1、4同時(shí)沿圖1箭頭方向移動(dòng)，

移動(dòng)過(guò)程中金屬桿所圍成的矩形周長(zhǎng)保持不變。當(dāng)金屬桿移動(dòng)到圖2位置時(shí)，金屬桿所

圍面積與初始時(shí)相同。在此過(guò)程中（）

A.金屬桿所圍回路中電流方向保持不變

B.通過(guò)金屬桿截面的電荷量隨時(shí)間均勻增加

C.金屬桿1所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相同后相反

D.金屬桿4所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相反后相同

7.（2023?江蘇）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，"導(dǎo)體棒的O端

位于圓心，棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣。現(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為0。、%、（Pc1則（)

??....一、

/XX、、、

??、\

/xxxx\A

：?---------f----------<

\xx°xx/C

Jj

、一.....-

(((

A?po>pcB.pc>/C.%=%D.(po-(pA=(pA-(pc

8.（2023?廣東）光滑絕緣的水平面上有垂直平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)被分成區(qū)域I和H,

寬度均為人其俯視圖如圖（a）所示，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間，的變化如圖（b）所示，

。?r時(shí)間內(nèi)，兩區(qū)域磁場(chǎng)恒定，方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為28。和B°，一電I且為R,

邊長(zhǎng)為人的剛性正方形金屬框而〃，平放在水平面上，曲、〃邊與磁場(chǎng)邊界平行。/=0

時(shí)，線框"邊剛好跨過(guò)區(qū)域I的左邊界以速度v向右運(yùn)動(dòng).在「時(shí)刻，他邊運(yùn)動(dòng)到距區(qū)

域I的左邊界"處，線框的速度近似為零，此時(shí)線框被固定，如圖（a）中的虛線框所

2

示。隨后在7~27時(shí)間內(nèi)，I區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度線性減小到0,II區(qū)磁場(chǎng)保持不變；27~37時(shí)

間內(nèi)，II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也線性減小到0。求：

（1）r=0時(shí)線框所受的安培力產(chǎn)；

（2）/=1.2r時(shí)穿過(guò)線框的磁通量中；

（3）2?3:■時(shí)間內(nèi),線框中產(chǎn)生的熱量Q。

1.（2024?連云港一模）如圖所示，水平光滑金屬導(dǎo)軌。4、08間的夾角為60°,固定放

置在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。輕質(zhì)絕緣彈簧右端固定在C點(diǎn)，彈簧軸線平分ZAO8,

C、。間距恰為彈簧的原仁，導(dǎo)體棒與彈簧左端檜接并垂直了彈簧，棒、導(dǎo)軌它們單位

長(zhǎng)度的阻值相同。棒從圖示位置以初速度均向右運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)的過(guò)程中，棒的速度八加

速度4，回路中電流/，通過(guò)O點(diǎn)的電荷量夕隨時(shí)間?變化的圖像可能正確的是（）

B.

D.

2.（2024?東城區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示為寬度為北的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,

方向垂直紙面向里。磁場(chǎng)左側(cè)有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，其總電阻為/e,線框

所在平面與磁場(chǎng)方向垂直c線框以速度口向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以線框〃邊剛進(jìn)入磁

場(chǎng)的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，安培力尸向左為正。則以下關(guān)于線

框中的感應(yīng)電流/、他兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（4,、安培力尸和線框的發(fā)熱功率P隨時(shí)間變化

的圖像正確的是（)

~|lxXX

X

&

2U。

4

0

12：3

B.一3"

P

2P。

P.、

0123

D.

3.（2024?朝陽(yáng)區(qū)校級(jí)模擬）法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直

的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)中。圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不變，則電流為零

B.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小均勻增大，則產(chǎn)生恒定電流

C.若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流方向從“到匕

D.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電阻R的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

4.（2024?平谷區(qū)模擬）如圖所示，空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一導(dǎo)體棒繞周

定的水平軸OO,在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且始終平行于導(dǎo)體棒MN兩端的電勢(shì)差〃隨時(shí)

間/變化的圖像可能正確的是（）

Mi—小

u

°\\\\

C.IVVVD.

5.（2024?濟(jì)南模擬）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)正方形金屬回路（總電阻為R）與水平面的夾

角為60°,虛線圓與正方形邊界相切，虛線圓形邊界內(nèi)（包括邊界）存在豎直向下勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系式為且為常量），則金屬回路產(chǎn)生的感應(yīng)電

「kl：

C■------

2R

6.（2024?濟(jì)南模擬）如圖所示，絕緣水平面上固定有兩根間距為L(zhǎng),足夠長(zhǎng)的平行光

滑導(dǎo)軌（電阻不計(jì)），導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為A,范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)

度均為L(zhǎng),質(zhì)量分別為〃％=〃?、%=2根兩根導(dǎo)體外力棒靜置在導(dǎo)軌上，。的限值是。的

2倍。若在/=0時(shí)刻給“一個(gè)平行于導(dǎo)軌向左的初速度%,不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中〃和分的相互

作用力，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

XQXXX)XX

XXXXXX

XXXXXXX

XXXXXXX

A.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒人做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至勻速運(yùn)動(dòng)

B.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒/?的電荷量為外

3BL

C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒a產(chǎn)生的焦耳熱為京w：

D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒b所受安培力的沖量大小為寧,明

7.（2024?海河區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，水平放置足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌a慶和de,ab與de

平行并相距為L(zhǎng),慶是以。為圓心的半徑為，?的圓弧導(dǎo)軌，圓弧枇左側(cè)和扇形。林內(nèi)有

方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為A,a、d兩端接有一個(gè)電容為C的電容器，金

屬桿OP的O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，P端與圓弧反?接觸良好，初始時(shí)，可滑動(dòng)的金屬桿粉V

靜止在平行導(dǎo)軌上，金屬桿MN質(zhì)量為〃?，金屬桿MN和。尸電阻均為R,其余電阻不計(jì)，

若桿OP繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)以角速度/從力到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中始終有電流，則

A.桿QP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為及“/

B.電容器帶電量恒為些貯

2

C.桿MN中的電流逐漸減小

D.桿MN向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為如必

4mR

8.（2024?佛山一模）如圖甲為一款網(wǎng)紅魔術(shù)玩具——磁力“永動(dòng)機(jī)”，小鋼球放入漏斗

后從中間小洞落入下面的弧形金屬軌道，然后從軌道另一端拋出再次回到漏斗，由此循

環(huán)往復(fù)形成“永動(dòng)”的效果。其原理如圖乙所示，金屬軌道與底座內(nèi)隱藏的電源相連,

軌道下方藏有永磁鐵。當(dāng)如圖乙永磁鐵N極朝上放置，小鋼球逆時(shí)針“永動(dòng)”時(shí)，下列

分析正確的是（）

圖甲圖乙

A.小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒

B.該磁力“永動(dòng)機(jī)”的物理原理是電磁感應(yīng)

C.軌道a應(yīng)接電源的正極，軌道〃應(yīng)接電源的負(fù)極

D.電源如何接都不影響“永動(dòng)”的效果

9.（2024?西城區(qū)校級(jí)模擬）世界多國(guó)都在加緊研制真空管道高速磁懸浮列車某研發(fā)團(tuán)

隊(duì)想要探究其電磁剎車的效果。在遙控小車底面安裝N匝正方形線框而4,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),

線框總電阻為R,其平面與水平軌道平行，小車總質(zhì)量為機(jī)，其俯視圖如圖所示。小車

到站需要減速時(shí)，在前方虛線PP和QQ之間設(shè)置一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)為B,

寬度為“，且〃〉L.若小車關(guān)閉引擎即將進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度為%,在行駛過(guò)程中小車

受到軌道阻力可忽略不計(jì)，不考慮車身其他金屬部分的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。求：

（1）〃邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小和方向：

（2）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，小車的加速度大?。?/p>

（3）若小車完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為九，求在此過(guò)程中通過(guò)線圈的電荷量和線圈產(chǎn)生的

2

焦耳熱。

\Pf：QZ

Uv（????:

「卜H”二

10.（2024?天津模擬）如圖所示，一對(duì)平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌

間距L=02〃，左端接有阻值R=O.3Q的電阻，右側(cè)平滑連接一對(duì)彎曲的光滑軌道.水平

導(dǎo)軌的整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3=1.07,一根質(zhì)量

〃?=0.2依，電阻r=0.1Q的金屬棒時(shí)垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平向右的恒力/作用下從

靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒通過(guò)位移x=時(shí)離開磁場(chǎng)，在離開磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度.當(dāng)

金屬棒離開磁場(chǎng)時(shí)撤去外力尸，接著金屬棒沿彎曲軌道上升到最大高度/?=08〃處.已

知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0/，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與軌道垂

直且與軌道保持良好接觸,取g=求：

（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速率n；

（2）金屬棒在磁場(chǎng)中速度為上時(shí)的加速度大小；

2

（3）金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻A上產(chǎn)生的焦耳熱.

考前押題

1.正方體時(shí)4-4麻同的上表面水平，沿中心線放置一根通有恒定電流/的長(zhǎng)直導(dǎo)

線，現(xiàn)使一閉合金屬小圓環(huán)沿不同方向以相同速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中圓環(huán)平

面始終水平。下列說(shuō)法正確的是（）

A.4點(diǎn)與。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等

B.小圓環(huán)的圓心從“4邊的中點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流

C.小圓環(huán)的圓心從片移到q過(guò)程中，穿過(guò)小圓環(huán)的磁通量先增加后減少

D.小圓環(huán)的圓心從4移到4與從〃移到c,小圓環(huán)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等

2.一種電磁驅(qū)動(dòng)的無(wú)繩電梯簡(jiǎn)化模型如圖所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬軌道固定在豎直

面內(nèi)，下端接有電阻，導(dǎo)體棒垂直跨接在軌道上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直軌道平面向里。

磁場(chǎng)以速度v勻速向上移動(dòng)，某時(shí)刻導(dǎo)體棒由靜止釋放，導(dǎo)體棒始終處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，

軌道和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)、接觸良好，則（）

…….I.:..…

XXXX

XXXX

XXXX

A.導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)的速度可能為I，

B.導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中可能先下降再上升

C.安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功大于導(dǎo)體棒機(jī)械能的增量

D.安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功可能小于回路中產(chǎn)生的熱量

3.如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間

距/=兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻飛及理想電壓表V,電阻為廠=20的金屬棒垂

直于導(dǎo)軌靜止在/W處；右端用導(dǎo)線連接電阻已知飛=2。，&=1。，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電

阻均不計(jì)。在矩形區(qū)域CQ所內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，8=0.2〃?，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變

化規(guī)律如圖乙所示。開始時(shí)電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫?，?duì)金屬棒施加一水

平向右的恒力”，使金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉?lái)的值，金屬棒在

磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電壓表的示數(shù)始終保持不變。

求：(1)"0.1s時(shí)電壓表的示數(shù)；

(2)恒力尸的大?。?/p>

(3)從7=0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量。

4.如圖所示，固定光滑平行軌道彷〃的水平部分處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3方向豎直向

上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，歷段軌道寬度為2L,cd段軌道寬度為L(zhǎng),從段軌道和〃段軌道均足

夠長(zhǎng)。質(zhì)量為2〃?的導(dǎo)體棒尸和質(zhì)量為根的導(dǎo)體棒Q,有效電阻分別為2R和R,分別置

于軌道上的帥段和〃段，且均與軌道垂直，金屬棒Q原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)讓金屬棒尸

從距水平軌道高為力處無(wú)初速度釋放，兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好且與導(dǎo)

軌垂直，不計(jì)其它電阻及阻力，重力加速度大小為g,求：

（1）兩金屬棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的速度以及通過(guò)金屬棒Q的電荷量;

5.如圖所示，足夠長(zhǎng)的“二=”形光滑平行導(dǎo)軌MP、NQ固定在水平面上，寬軌間距為

2/,窄軌間距為/,左側(cè)為金屬導(dǎo)軌，右側(cè)為絕緣軌道，一質(zhì)量為相、阻值為八二

邊長(zhǎng)度均為/的形金屬框，左端緊靠平放在絕緣軌道上（與金屬導(dǎo)軌不接觸）。

00左側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8。，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；右側(cè)以O(shè)為原點(diǎn)，沿OP

方向建立x軸，沿Ox方向存在分布規(guī)律為/3=練+履（人＞0）的豎直向上的磁場(chǎng)。兩勻質(zhì)金

屬棒〃、力垂直于軌道放置在寬軌段，質(zhì)量均為用、長(zhǎng)度均為2/、阻值均為2廠。初始時(shí)，

將b鎖定，a在水平向右、大小為F的恒力作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，離開寬軌前已勻

速，a滑上窄軌瞬間，撤去力尸，同時(shí)釋放〃。當(dāng)a運(yùn)動(dòng)至OO時(shí)，棒〃中己無(wú)電流（〃始

終在寬軌），此時(shí)撤去金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，a棒、8棒、金屬框與導(dǎo)軌始終接觸良好。

求：

（1）a棒在寬軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度及剛滑上窄軌時(shí)“兩端電勢(shì)差的大?。?/p>

（2）從撤去外力尸到金屬棒a運(yùn)動(dòng)至的過(guò)程中，。棒產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）若〃棒與金屬框碰撞后連接在一起構(gòu)成同路，求“棒靜止時(shí)與點(diǎn)的距離。

真題回顧

1.【答案】（1）平臺(tái)靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量△小為些；

k

（2），=。時(shí)，每個(gè)線圈所受到安培力產(chǎn)的大小為羯巨^；

R

（3）在Of時(shí)間內(nèi)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q為L(zhǎng)〃危-西）；

6

（4）在6-2時(shí)間內(nèi)，彈簧彈力沖量4的大小為即（A-4）］。

R

【解答】解：（1）平臺(tái)靜止時(shí)，穿過(guò)三個(gè)線圈的的磁通量不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，

線圈不受到安培力作用，O點(diǎn)受力平衡，因此由胡克定律可知此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量：

…空

k

（2）在f=（）時(shí)速度為%,設(shè)每個(gè)線圈的周長(zhǎng)為L(zhǎng),由電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生的感

應(yīng)電流：/=￡=絲旦=竺巴匕=繼?

RRRR

每個(gè)線圈所受到安培力戶的大?。篎=BIL=4%/；B2

（3）平臺(tái)在Of時(shí)間內(nèi)由能量守恒定律可得：

^—k^x2=。+!攵（u—4）2+

222

聯(lián)立解得：Q=—mvl--kAr

22

在Of時(shí)間內(nèi)，振動(dòng)時(shí)能量的減少轉(zhuǎn)化為線圈的焦巨熱，可知每個(gè)線圈產(chǎn)生的焦耳熱:

Q=：C=!（*一村）

36

⑷取向上為正方向，全程由動(dòng)量定理可得：a=o

其中，重力的沖量：〃=〃出（，2-G

安培力的沖量：〃=3x2;rB△4，而電荷量為：5=網(wǎng)寫二出

聯(lián)立解得彈簧彈力沖量4的大小為：q-您號(hào)AY）

答：（1）平臺(tái)靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量△.%為整；

k

（2）,=。時(shí)，每個(gè)線圈所受到安培力P的大小為他上也；

R

（3）在Of時(shí)間內(nèi)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的焦耳熱。為1（〃?片-吠）；

6

（4）在時(shí)間內(nèi)，彈簧彈力沖量/券的大小為）_yHA二22|。

R

2.【答案】A

【解答】解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)石=》=△蟹”，故A正

▲ft

確，48錯(cuò)誤；

故選：Ao

3.【答案】C

【解答】解：設(shè)導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng),勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為外，線速度大小為~/時(shí)刻導(dǎo)體棒

相對(duì)豎直軸OP轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為。，如圖1所示：

，———一、、、B

?、

圖（1）俯視圖

在/時(shí)刻導(dǎo)體棒的線速度沿垂直磁場(chǎng)方向的分速度大小K=vcos。，其中：0=（承

由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：〃=RL%=

可知導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差〃隨時(shí)間,按余弦規(guī)律變化，故C正確，曲錯(cuò)誤。

故選：Co

4.【答案】A

【解答】解：AB,強(qiáng)磁體在鋁管中下落時(shí)，鋁管的滋通量變化，鋁管中產(chǎn)生渦流，渦

流對(duì)強(qiáng)磁體有向上的作用力，由圖（b）可知感應(yīng)電流的峰值保持不變，說(shuō)明線圈磁通

量的變化快慢不變，可得靜止釋放強(qiáng)磁體后，其在重力作用下先加速，很快達(dá)到平衡狀

態(tài)，穿過(guò)線圈時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

強(qiáng)磁體在玻璃管中下落時(shí)，玻璃管是絕緣體，不會(huì)產(chǎn)生渦流，強(qiáng)磁體一直做加速運(yùn)動(dòng)。

由圖像得，圖（C）中電流的峰值一直在增大，說(shuō)明強(qiáng)磁體的速度在增大，故圖（C）是

用玻璃管獲得的圖像，故8錯(cuò)誤，A正確：

C、強(qiáng)磁體在玻璃管下落，由圖像（c）得，電流的峰值一直在增大，導(dǎo)線所受安培力

增大，強(qiáng)磁體受到的電磁阻力增大，故C錯(cuò)誤；

。、強(qiáng)磁體在鋁管中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流峰值比在玻璃管中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流峰值小，即

在鋁管中運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度更小，用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比

用玻璃管時(shí)的長(zhǎng)，故。錯(cuò)誤。

故選：Ao

5.【答案】BD

【解答】解：AB.導(dǎo)軌的速度匕＞匕

對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為

/=〃/咫=0.2X|X10N=2N

MN、同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I和II并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故導(dǎo)體棒的安培力大小

為

F、=f=2N=BJL

由左手定則可知導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹fOfCfN,導(dǎo)體框受到向左的摩擦力，

向右的拉力和安培力，安培力大小為

F1=/-/4g=2N—0.1xl（）=W

方向向右

由左手定則可知4的方向?yàn)橄虿?，故A錯(cuò)誤，4正確；

CD.對(duì)導(dǎo)體棒分析

F\=BJL

對(duì)導(dǎo)體框分析

F2=BJL

電路中的電流為

r

其中L=\mf￡=4比=2/xlN=2N

解得/=1A

代入鳥=BJL=1N中可得

B2=\T

且r=l。

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

v2=3m/s

故C錯(cuò)誤，D正確;

故選：BDo

6.【答案】CD

【解答】解：A.由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，金屬桿所圍回路的面積先增大后減小，根據(jù)中=/

可知，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(shí)針

方向，后沿順時(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤；

B.由于金屬桿所圍回路的面積隨時(shí)間非均勻變化，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不恒定，根據(jù)歐

姆定律可知感應(yīng)電流的大小不恒定，根據(jù)“=〃知通過(guò)金屬桿截面的電荷量隨時(shí)間不是均

勻增加的，故8錯(cuò)誤；

CD.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(yùn)動(dòng)方向先相同

后相反，金屬桿4所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向先相反后相同，故CD正確。

故選：CD.

7.【答案】A

【解答】解：根據(jù)右手定則可知，在Q4段電流的方向從A點(diǎn)流向O點(diǎn)，在電源內(nèi)部，

電流從負(fù)極流向正極，則0點(diǎn)的電勢(shì)大于C點(diǎn)的電勢(shì)，在AC段，導(dǎo)體棒沒(méi)有切割磁感

線，則不產(chǎn)生電流，因此A點(diǎn)的電勢(shì)和C點(diǎn)的電勢(shì)相等，因此%>%=%，故A正確，BCD

錯(cuò)誤；故選：A。

故選：A。

8.【答案】（I）線框所受的安培力為嚕;

（2），=1.2z■時(shí)穿過(guò)線框的磁通量為0.3綜/；

⑶2時(shí)間內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量Q為槳。

【解答】解：（1）時(shí)邊、〃邊切割磁感線，根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流都是沿

線框順時(shí)針?lè)较?，則根據(jù)切割情況下電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式得：電動(dòng)勢(shì)乏=23歷,+&/八，=3穌加，

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：電流/=△=相生，根據(jù)安培力表達(dá)式求解/=0時(shí)疝邊的安

RR

培力月=2練〃?，〃邊的安培力尸2=為防，根據(jù)左手定則判斷這兩個(gè)安培力方向都向左，

根據(jù)對(duì)稱判斷加,、而邊安培力合力為0，m、〃邊所受安培力合成之后得出線框所受

的安培力：

尸=々十5=2B0lh十B0Hi=3I3Jh=堵嵋=9B-h-v；

（2）根據(jù)圖像得出r=1.27時(shí)，I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2線+S毀x（1.2一7）=1.6與，方向

2r-r

向下；II區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8°,方向向上，穿過(guò)線框的磁通量中=1.6為xf-穌￡=0.3即?2；

（3）2―3,時(shí)間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得巴=心=包5=當(dāng)、￡=皿

AtAtT22T

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：電流乙="二成

R2TR

根據(jù)焦耳定律得：線框中產(chǎn)生的熱量。=/1r=（或）%「=亶。

2rR4TR

答：（1）線框所受的安培力為罕:；

（2）/=1.27時(shí)穿過(guò)線框的磁通量為0.3即I?；

（3）27~37時(shí)間內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量。為空?<5

4TR

/區(qū)域模擬

1.【答案】D

【解答】解：AB.棒向右做加速運(yùn)動(dòng)，向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈力減小，速度增大，根據(jù)楞

次定律可知向左的安培力增大，開始由于彈力大于安培力所以可得：F典-7=ma,隨著

安培力增加，彈力減小，所以加速度減小，當(dāng)安培力大于彈力后可得：％-4=〃心，隨

著之后開始減速，所以彈力急性減小，安培力也減小，所以加速度減小，所以A、8都

不符合，故鉆錯(cuò)誤；

C、設(shè)某時(shí)刻棒接入導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為L(zhǎng),此時(shí)有/=等，其中R=

聯(lián)立得：/=也，所以可知電流強(qiáng)度的變化規(guī)律應(yīng)該與速度的變化規(guī)律相同，故。錯(cuò)誤；

D、根據(jù)9=〃，則夕一圖像斜率表示電流強(qiáng)度，由以上分析可知電流強(qiáng)度的變化規(guī)律應(yīng)

該與速度的變化規(guī)律相同即先增大后減小，則“T圖像斜率先增大后減小，故。正確。

故選：Do

2.【答案】C

【解答】解：根據(jù)題意，線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，根據(jù)楞次定律可判斷電流沿逆時(shí)針?lè)较颍?/p>

題目中規(guī)定電流沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎蔬M(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中電流為正，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)

定律和閉合回路歐姆定律有/=—

0R

必兩點(diǎn)間的電勢(shì)差滿足

U0=；ALi，（a點(diǎn)電勢(shì)高）

根據(jù)安培力表達(dá)式，〃邊受到的安培力大小為

E砥L=32々=也，根據(jù)左手定則判斷方向向左

RR

根據(jù)焦耳定律，線框的發(fā)熱功率滿足

線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁通量不變，則沒(méi)有感應(yīng)電流，所以線框不受安培力的作用，線

框的發(fā)熱功率為冬，時(shí)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差滿足

U2=BLv=4U0（a點(diǎn)電勢(shì)高）

線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程，電流沿順時(shí)針?lè)较?，與規(guī)定電流方向相反，故電流為負(fù)，電流大

小為

3R°

線框受安培力大小為

Fy=BIyL=B—L=^~^

RR

方向向左，外兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

&=:a1，=34(〃點(diǎn)電勢(shì)高)

線框的發(fā)熱功率

R=/；R=TL=A,

綜上所述可知

A.0?工時(shí)間內(nèi)，電流為/。，三~匹時(shí)間內(nèi)，電流為0,生~竺時(shí)間內(nèi)，電流為-/。,

VVVVV

故A錯(cuò)誤；

B.0~七時(shí)間內(nèi)，加兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U。，乂~匹時(shí)間內(nèi)，必兩點(diǎn)間的電勢(shì)差4U。，

VVV

生?色時(shí)間內(nèi)，加兩點(diǎn)間的電勢(shì)差3U。，故8錯(cuò)誤；

VV

C.0~七時(shí)間內(nèi)，cd邊受到的安培力不，三~匹時(shí)間內(nèi)，〃邊受到的安培力0,生~色

VVVVV

時(shí)間內(nèi)，cd邊受到的安培力外，故C正確;

D.0~工時(shí)間內(nèi)，線框的發(fā)熱功率4，三~匹時(shí)間內(nèi)，線框的發(fā)熱功率()，丑?生時(shí)

VVVVV

間內(nèi)，線框的發(fā)熱功率與，故。錯(cuò)誤

故選：C。

3.【答案】C

【解答】解：/出圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一條半徑方向的導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)知，角速度恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，電流大小恒定，故A

2

錯(cuò)誤；角速度大小均勻增大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小也均勻變大感應(yīng)電流均勻增大，故8錯(cuò)

誤；

CD右手定則知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流沿“到〃的方向流動(dòng)，故。

正確；若◎變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由

。=/次知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故。錯(cuò)誤。

故選：C。

4.【答案】C

【解答】解：設(shè)導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為。，線速度大小為I，，，時(shí)刻導(dǎo)體棒

相對(duì)豎直軸OP轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為。，如圖所示：

.?....Z

/,\

????

0…歹\

?*?

\//

在/時(shí)刻導(dǎo)體棒的線速度沿垂直磁場(chǎng)方向的分速度大小匕=i，cos。，其中：0=(01

由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：〃=BL\\=BLVCQScot

可知導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差〃隨時(shí)間/按余弦規(guī)律變化，故C正確，AHZ)錯(cuò)誤。

故選：C。

5.【答案】D

【解答】解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

E=—S=^(-)2cos60°=

入128

由閉合電路歐姆定律可知金屬回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為：；=-=—，故ABC錯(cuò)誤,

R8R

。正確。

故選：Do

6.【答案】B

【解答】解：已知〃?“=〃?、叫,=2/〃，設(shè)”的電阻為2R,Z?的電阻為Ro

A.導(dǎo)體棒。向左運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為和導(dǎo)體棒〃一起構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生的感

應(yīng)電流為/=互，〃、少棒所受的安培力大小均等于F=8〃=也，這個(gè)安培力使〃棒做

3R3R

減速運(yùn)動(dòng)，使〃棒做加速運(yùn)動(dòng)，所以。棒切割磁感線的速度變小，對(duì)〃棒，根據(jù)牛頓第二

定律

F=2mah

則〃棒的加速度變小，當(dāng)外〃的速度相等時(shí)，〃開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；

A對(duì)。、b棒所組成的系統(tǒng)，安培力是一對(duì)平衡力，根據(jù)題意可知，系統(tǒng)在水平方向滿

足動(dòng)量守恒定律，設(shè)向左的方向?yàn)檎较?，?/p>

=(/〃+2〃?)u共

得々.=；%

對(duì)〃棒，在加速時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理有3比/=2〃吆，B|JBLq=2mv^,解得“='紅，故

3BL

3錯(cuò)誤；

C根據(jù)功能關(guān)系，整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=g/就一3乂3/"噴=g/欣-gx36X（；%）2=3欣，根據(jù)功率分配關(guān)系可得，4棒產(chǎn)生的

焦耳熱為0='|Q=[xg〃w；=；〃琢，故C正確；

D整個(gè)過(guò)程中，對(duì)。棒，根據(jù)動(dòng)量定理，安培力沖量等于〃的動(dòng)量變化量，即

[24-

IF=2"vR=2mx-v0=—〃?%,故。正確。

本題選錯(cuò)誤的，故選：*

7.【答案】C

【解答】解：A、設(shè)OP轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為切，圓弧導(dǎo)軌半徑為廠，則OP轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感應(yīng)

線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=Brv=—Br~co?故A錯(cuò)誤；

2

BC、根據(jù)右手定則可知OP棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由O到尸，則通過(guò)MN的電流方向

由M到N,根據(jù)左手定則可知桿受到的安培力方向向左，桿MN將向左運(yùn)動(dòng)切割磁

感應(yīng)線，由于切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由N到M,從而使得桿中的電

流逐漸減小，則電容器兩端帶電量會(huì)減小，故A錯(cuò)誤，C正確；

。、根據(jù)。選項(xiàng)分析可知，桿中的電流大小發(fā)生變化，根據(jù)牛頓第二定律可得MN的

加速度大小%發(fā)生改變，桿MN不是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故。錯(cuò)誤；

tn

故選：C。

8.【答案】C

【解答】解：A.小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有安培力做功，機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；

8.該磁力“永動(dòng)機(jī)”的物理原理是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，故8錯(cuò)誤；

C.為了維持小鋼球逆時(shí)針“永動(dòng)”永動(dòng)，每個(gè)循環(huán)安培力做的功應(yīng)該補(bǔ)充機(jī)械能的損

失，小鋼球應(yīng)受向右的安培力，根據(jù)左手定則可知通過(guò)小球電流的方向從軌道〃到軌道〃,

所以軌道〃應(yīng)接電源的正極，軌道〃應(yīng)接電源的負(fù)極，故C正確；

D.電源反接后改變安培力的方向，會(huì)影響“永動(dòng)”的效果，故。錯(cuò)誤：

故選：Co

考前押題

9.【解答】解：(1)〃邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=NBL%…①

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得，此時(shí)線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小為：/=?…②

R

由①②可解得：/二竺”…③

R

由右手定則可判斷出線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針；

(2)〃邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有：F^=F^.=NI3IL=ma...?

由③④可解得：。=*紅

mR

(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律可知此過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：后=遮.⑤

平均感應(yīng)電流為：7=-...?

此過(guò)程中通過(guò)線圈的電荷量為：夕=幾，…⑦

由⑤⑥⑦可解得：夕=半

由能量守恒定律可得：Q=3片-g嗚f…⑧

由⑧可解得：Q=-〃八，;

8

答：(1)〃邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小/=△絲&,方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍?/p>

R

(2)4邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，小車的加速度大小得〃=>、/%；

mR

(3)若小車完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為三，在此過(guò)程中通過(guò)線圈的電荷量為q=半；線

圈產(chǎn)生的焦耳熱為。=],代。

10.【解答】解：(1)金屬棒從出磁場(chǎng)到達(dá)彎曲軌道最高點(diǎn)過(guò)程中只有重力做功，根據(jù)

動(dòng)能定理可得：

-mgn[=八0--1mv2

可得金屬棒離開磁場(chǎng)時(shí)的最大速率為：

v=Q2gh=>/2xI()X().8/M/s=4〃?/s

(2)金屬棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)回路中的電流為/,根據(jù)平衡條件得：

F=BIL+p/fig

解得：/=吃

R+r

解得：F=BIL+/.img=BBL"L+g=1°義(0..)*4+。］乂0.2x1ON=0.6N

R+r0.3+0.1

金屬棒速度為上時(shí)，設(shè)回路中的電流為「，根據(jù)牛頓第二定律得：

2

F-BVL-川ng=nui

BL-L0x0.2x士

解得：I'=-2-=--------^A=\A

R+r03+0.1

所以可得此時(shí)金屬棒的加速度為：

F-Bl'L-umg0.6-1.0x1x0.2-0.1x0.2x10,->,,，

a=---------!-2-=--------------------------m/s~=\m!s~

in0.2

(3)設(shè)金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,根據(jù)功能關(guān)系:

Fx=jLimgx+-mv2+Q

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電阻R上的焦耳熱為：

所以可得：

QR=-^--(Er-^ngx-^/nv:)=^yj^-j-(0.6x9-0.lx0.2xl0x9-^x0.2x42)J=l.5J

答：(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速率-為4〃?/s；

(2)金屬棒在磁場(chǎng)中速度為上時(shí)的加速度大小為1,洛??；

2

(3)金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻農(nóng)上產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J.

1.【答案】B

【解答】解：A、通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的截面圖是以導(dǎo)線為圓心的一個(gè)個(gè)同心圓，某一

位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和這個(gè)點(diǎn)到圓心的距離成反比，％、c兩點(diǎn)到導(dǎo)線的距離相等，

所以％點(diǎn)與°點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，由安培定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，故A錯(cuò)

誤；

4、當(dāng)小圓環(huán)從〃〃邊的中點(diǎn)開始豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)對(duì)稱性可知，小圓環(huán)中的磁通量

一直為零，即穿過(guò)小圓環(huán)的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，小圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流,，故A正確：

。、小圓環(huán)的圓心從4移到q過(guò)程中，當(dāng)小圓環(huán)圓心在。?點(diǎn)正下方時(shí)，穿過(guò)小圓環(huán)左、

右兩個(gè)半圓的磁通量相等，但是穿過(guò)左、右兩個(gè)半圓的磁感線方向相反，可知穿過(guò)穿過(guò)

的磁通量為0,而在4到q的其它位置時(shí)磁通量不為零，可知達(dá)到。點(diǎn)前后必存在磁通

量減小再增大的過(guò)程，故C錯(cuò)誤；

D、線圈從a到d過(guò)程和從〃到c過(guò)程，根據(jù)上述分析可知，兩個(gè)過(guò)程中磁通量的變化量

相等，但因?yàn)榫€圈的速率恒定，且ad的距離小于ac的距離，所以時(shí)間不等，根據(jù)法拉

第電磁感應(yīng)定律石=〃處可知，兩個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，故0錯(cuò)誤。

At

故選：Bo

2.【答案】D

【解答】解：8、根據(jù)題意可知，導(dǎo)體棒始終處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。開始時(shí)，磁場(chǎng)勻速向上

移動(dòng)，導(dǎo)體棒相對(duì)磁場(chǎng)向下的速度大小為v,根據(jù)右手定則判斷可知導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流

水平向右，導(dǎo)體棒受到的安培力豎直向上。若安培力小于導(dǎo)體棒的重力，則導(dǎo)體棒會(huì)先

向下做加速運(yùn)動(dòng)，至安培力等于導(dǎo)體棒重力時(shí)，開始勻速向下運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)磁場(chǎng)區(qū)域，

而某時(shí)刻導(dǎo)體棒由靜止釋放，導(dǎo)體棒始終處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，故判斷安培力大于導(dǎo)體棒重

力，則棒會(huì)先向上做加速運(yùn)動(dòng)，至安培力等于導(dǎo)體棒重力時(shí);開始勻速向上運(yùn)動(dòng)，故〃

錯(cuò)誤；

A、設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度為耳，由8選項(xiàng)的分析可知，當(dāng)導(dǎo)體棒勻速時(shí)，速度最大，此時(shí)

導(dǎo)體棒受力平衡，則由平衡條件有：BIL=mg

導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BL(v-%)

回路中感應(yīng)電流大小為：/一=啊」“)

RR

聯(lián)立解得導(dǎo)體棒速度最大為：匕=，-熠，所以導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)的速度匕小于?故A錯(cuò)

誤；

8、根據(jù)功能關(guān)系可知，安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功等于導(dǎo)體棒機(jī)械能的增量，電流做的

功等于回路中產(chǎn)生的熱量，安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功可