高考物理考題匯編 電磁感應

【物理精品】版《6年高考4年模擬》

電磁感應部分

第一部分六年高考薈萃

年高考題

1（廣東卷第15題）.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直,

關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述王確的是

A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關

B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大

C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大

D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同

2（江蘇卷第2題）.如圖所示，固定的水平長直導線中通有電流I,矩形線框與導線在同一

豎直平面內(nèi)，且一邊與導線平行。線框由靜止釋放，在下落過,

程中1=

A.穿過線框的磁通量保持不變

B.線框中感應電流方向保持不變||

C.線框所受安措力的合力為零

D.線框的機械能不斷增大

3（江蘇卷第5題）.如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導軌，導.2_

軌光滑且電阻不計。勻強磁場與導軌一閃身垂直。阻值為R的導,：&：：：

體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸。T=0時，將形狀S由11I上*二,

擲到2°Q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、

棒的速度和加速度。下列圖象正確的是（D）

中MN平行且間距為L,導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計。金

屬棒。〃由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸.。匕棒接入電路

的電阻為R,當流過曲棒某一橫截面的電量為q時，它的速度大小為叭則金屬棒而在

這一過程中

A.F運動的平均速度大小為:V

2

B.平滑位移大小為絲

P

C.產(chǎn)生的焦爾熱為〃?小

D.受到的最大安培力大小為一--sin^

R

5（海南第6題）.如圖，戊/和EOF為空間一勻強磁場的邊界,其中EO//EU,FO//FO,

且加_L6F；為乙qA的角平分線，OO'間的

E,.|E：,

距離為1;磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為1*/

的正方形導線框沿方向勻速通過磁場，t=0

時刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導線框中感應電流

沿逆時針方向時為正，則感應電流i與實踐t的

關系圖線可能正確的是（B）

6（海南第7題）.自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學家為尋找它們

之間的聯(lián)系做出了貢獻。下列說法正確的是

A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系

B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系

C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系

D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應，定量得出了電能和熱能之間的轉換關系

解析：考察科學史，選ACD

7（廣東第15題）.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直,

關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是

A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關

B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大

C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大

D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同

解析：由￡='"二，AB錯、C正確。B原與B2的方向可相同亦可相反。D錯。選C

\t

8（北京第19題）.某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈￡、小燈泡開

關S和電池組￡用導線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關S,小燈泡

發(fā)光；再斷開開關S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演

示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找

不出原因。你認為最有可能造成小燈泡末閃

亮的原因是

A.電源的內(nèi)阻較大

B.小燈泡電阻偏大

C.線圈電阻偏大

D.線圈的自感系數(shù)較大

9（上海第13題）.如圖，均勻帶正電的絕緣

圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當a繞（）點在其所在平面內(nèi)旋轉時,b中產(chǎn)

生順時針方向的感應電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a

（A）順時針加速旋轉（B）順時針減速旋轉

（C）逆時針加速旋轉（D）逆時針減速旋轉

10（上海第20題）.如圖,磁場垂直于紙面，磁感應強度在

豎直方向均勻分布,水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用

絲線懸掛于。點，將圓環(huán)拉至位置。后無初速釋放，在圓

環(huán)從。擺向〃的過程中

（A）感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針

（B）感應電流方向一直是逆時針

（0安培力方向始終與速度方向相反

（D）安培力方向始終沿水平方向

11（201山東第22題）.

如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。兩質出甲

量、長度均相同的導

體棒c、d,置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度力處。磁場

寬為3人，方向與導軌平面垂直。先由靜止釋放Jc剛進入磁

場即勻速運動，此時再由靜止釋放d,兩導體棒與導軌始終保持

良好接觸。用。，表示c的加速度，表示d的動能，毛、巧分

別表示c、〃相對釋放點的位移。圖乙中正確的是

答案：BD

解析：開始C的加速度為g,C剛進入磁場即勻速運動，加速度為0,在d下落h的過程中，

h=c勻速下降了％=4?，=2氏”進入磁場后，c、”又只在重力作用下運動，

加速度為g,一起運動了h,c出磁場，這時c的加速度仍為g,因此A錯誤，B正確；。出

磁場后，〃這時受到重力和向上的安培力，并且合力向上，開始做減速運動，當運動了2h

后，“出磁場，又做加速運動，所以C錯誤，D正確。

12（上海第28題）.在“研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系”實驗（見圖

（a））中，得到E-1/"圖線如圖⑹所示。

（1）（多選題）在實驗中需保持不變的是（）

（A）擋光片的寬度（B）小車的釋放位置

（C）導軌傾斜的角度（D）光電門的位置

（2）線圈匝數(shù)增加一倍后重做該實驗，在圖⑹中畫出實驗圖線。

（1）A,D（3分）

⑵見圖（2分）

13（全國卷1第24題）.（15分）

如圖，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為

L電阻不計。在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小

燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面

垂直?，F(xiàn)將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜

止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好。已

知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求：

(1)磁感應強度的大?。?/p>

(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率。

解析：每個燈上的額定電流為/=額定電壓為：U=>/而

(1)最后MN勻速運動故：B2IL=n1g求出：8=等爛

N1L

⑵U=BLv得""

BLmg

14(海南第16題).如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光

XaXXX

滑金屬導軌，MN和是兩根用細線連接的金屬桿，其質量分別B

為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止,并剛好XXXX

MN

與導軌接觸；兩桿的總電阻為R,導軌間距為心整個裝苦處在磁感應強度xXXX

M'N'

為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌電阻可忽略，重

XXXX

力加速度為go在1=0時刻將細線燒斷，保持F不變，金屬桿和導軌始終

XXXdX

接觸良好。求

(1)細線少斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；

(2)兩桿分別達到的最大速度。

解析：設某時刻MN和MW'速度分別為\人v2

(1)MN和M'N'動量守恒：mvi-2mv2=0求出："二2①

(2)當咕和的加速度為零時，速度最大

E

對M'N'受力平衡：BH=mg②/=一③E=Bl\\+blv2?

R

由。一④得“攀、一黑

15(天津笫11題).(18分)

如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌助￥、間距為/=0.5叫其電阻不計,兩導軌及其

構成的平面均與水平面成30。角。完全相同的兩金屬棒加入cd分別垂直導軌放置，每棒

兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質量均為0.02kg,電阻均為肥().1。，整個裝

置處在垂直于導軌平面句上的勻強磁場中，磁感應強度為后0.2T,棒他在平行于導軌向

上的力尸作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰

A

N

Q

好能保持靜止。取史10m/s2,問：

(1)通過cd棒的電流/是多少，方向如何？

(2)棒瑟受到的力尸多大？

(3)棒”每產(chǎn)生缶0.1J的熱量，力產(chǎn)做的功摩是

多少？

解析.⑴棒總受到的安培力%=①

棒cd在共點力作用下平衡，則幾=〃田sin30②

由①②式代入數(shù)據(jù)解得/=1A,方向由右手定則可知由d到。。

(2)棒a。與棒受到的安培力大小相等F后八

對棒仍由共點力平衡有/="?sin30+〃8③

代入數(shù)據(jù)解得40.2N④

(3)設在時間￡內(nèi)棒cd產(chǎn)生缶0.1J熱量，由焦耳定律可知。二八心⑤

設加棒勻速運動的速度大小為匕則產(chǎn)生的感應電動勢E=Blv⑥

P

由閉合電路歐姆定律知/=—⑦

2A

由運動學公式知，在時間七內(nèi)，棒劭沿導軌的位移x=vt⑧

力，'做的功聆與⑨

綜合上述各式，代人數(shù)據(jù)解得監(jiān)0.4J

16(浙江第23題).(16分)

如圖甲所示，在水平面上固定有長為￡=2m、寬為廬1m的金屬“U”型軌導，在“U”型導

軌右側7=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖

乙所示。在片0時刻，質量為^0.1kg的導體棒以r^lm/s的初速度從導軌的左端開始向

右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為//=().1,導軌與導體棒單位長度的電阻均為

2=0.10/“，不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=106/S?)。

(1)通過計算分析4s內(nèi)導體棒的運動情況；

(2)計算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；

(3)計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。

答案：(1)導體棒在Is前做勻減速運動,在Is后以后一直保持靜止。

(2)0.2A,電流方向是順時針方向。

(3)0.04/

解析：(1)導體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動，有

1

一

fjmg=mav,=vQ+atx=vor+—at2

代入數(shù)據(jù)解得：，=ls,x=0.5〃z,導體棒沒有進入磁場區(qū)域。

導體棒在Is末已經(jīng)停止運動，以后一直保持靜止，離左端位置仍為x=0.5m

(2)前2s磁通量不變，回路電動勢和電流分別為E=(),/=()

后2s回路產(chǎn)生的電動勢為E4=Id—=0.1V

ArAr

回路的總長度為5m,因此回路的總電阻為/?=52=0.5C

E

電流為I=—=0.2/4

R

根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時針方向

(3)前2s電流為零，后2s有恒定電流，焦耳熱為Q=〃用=0.04./

17(上海第32題).(M分)

電阻可忽略的光滑平行金屬導軌長S=L15m,兩導軌間距/，=0.75m,導軌傾角為30。，導軌

上端ab接一阻值R=1.5。的電阻，磁感應強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值

r=0.5Q,質量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑

至底端，在此過程中金，寓棒產(chǎn)生的焦耳熱0=0」./。(取

g-求：

(D金屬棒在此過程中克服安培力的功I%,；

(2)金屬棒下滑速度u=2〃〃s時的加速度〃.

(3)為求金屬棒下滑的最大速度上，有同學解答如下：由動

1,

能定理皿嘔-1%二5〃2匕;，……。由此所得結果是否正確？若正確，說明理由并完成本小

題；若不正確，給出正確的解答。

答案.（1）下滑過程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于/?=3人因此

QR=3Qr=0.3（J）（1分）

???%：=Q=QR+0=O.4"）（2分）

（2）金屬棒下滑時受重力和安培力

D-T-

F.r=BIL=-----v（1分）

R+r

n2r2

由牛頓第二定律mgsin30°-------v=ma（3分）

R+r

.3*1O.82XO.752X2‘八"八、

二.ci=gsin3（）----------v=10x-------------------3.2（〃？/s~）（2分）

皿R+r）20.2x（1.5+0.5）

（3）此解法正確。（1分）

金屬棒下滑時舞重力和安培力作用，其運動滿足

片一

mgsin30O-------v=ma

R+r

上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運動。無論最終是否達到勻速,

當棒到達斜面底端時速度一定為最大。由動能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確。

（2分）

mgSsin30°-。=gm匕:（1分）

V/M=/2^5sin30°-^=J2xl0xl,15x-!--^^=2.74（7n/5）（1分）

VmV20.2

18（四川第24題）.（19分）

如圖所示，間距，=0.3m的平行金屬導軌aib?和副心分別固定在兩個豎直面內(nèi)，在水

平面abb2a2區(qū)域內(nèi)和傾角0=37。的斜面ebb2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應強度R=0.4T、方

向豎直向上和Bz=lT、方向垂直于斜面向上的勻強磁場。電阻R=0.3。、質量m.=0.1kg.

長為1的相同導體桿K、S、Q分別放置在導軌上，S桿的兩端固定在b、b?點，K、Q

桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質

滑輪自然下垂，繩上穿有質量叱=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6m/s?的加速度沿繩下

滑，K桿保持靜止，。桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動。不計導軌

電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。取g=10m/s；sin37°=0.6,cos37°=0.8O求

（1）小環(huán)所受摩擦力的大小；

（2）Q桿所受拉力的瞬時功率。

稼2g-/二"①

代入數(shù)據(jù)得了=02N②

設流過桿K的電流為1,由平衡條件得/=B\a

對桿Q,根據(jù)并聯(lián)電路特點以及平衡條件得

=F+ggsm6④

由法拉第電磁感應定律的推論得*=即v⑤

2"

根據(jù)歐姆定律有勺⑥

且心2⑦

瞬時功率表達式為P=Fv⑧

聯(lián)立以上各式得尸=2即9

【答案】⑴/二°,初;

(2)尸=2即。

19(重慶第23題).(16分)

有人設計了一種可測速的跑步機，測速原理如題23圖所示，該機底面固定有間距為L、

長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應強度為8、方向垂直紙面向里的勻強磁場，

且接有電壓表和電阻A,絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細金屬條，磁場中始終僅有一根

金屬條，且與電極接觸良好，不計金屬電阻，若橡膠帶勻速運動時，電壓表讀數(shù)為U,求：

(1)橡膠帶勻速運動的速率；

(2)電阻R消耗的電功率；

(3)一根金屬條每次經(jīng)過磁場區(qū)域克服安培力做的功。

解：

(1)設電動勢為燈橡膠帶運動速率為v

v=—U

得：BL

(2)設電功率為P

尸衛(wèi)

R

⑶設電流強度為L安培力為F.克服安培力做的功為W

I=Z.F=BILW=Fd

由：R

一

年高考題

1.,全國卷11?18如圖，空間某區(qū)域中有一勻強磁場，磁感應強度方向水平，且垂直,

、c=)a

于紙面向里，磁場上邊界3和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬統(tǒng)一加線圈，.....

：xXXXX：0

線圈上下邊的距離很短,下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場上下邊界：、乂MJ

c：入入AXX?

i?;■■■■：1c

之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場J*x：

中)和d時，線圈所受到的磁場力的大小分別為用、匕和巴，則

A.Fd>Fc>FhB.F/F/Fb

C.FpFb>FdD."<用<《/

【答案】D

【解析】線圈從a到b做自由落體運動，在b點開始進入磁場切割磁感線所以受到安排力

0由于線圈的上下邊的距離很短，所以經(jīng)歷很短的變速運動而進入磁場，以后線圈中磁通

量不變不產(chǎn)生感應電流，在。處不受安培力，但線圈在重力作用下依然加速，因此從。?處切

割磁感線所受安培力必然大于b處，答案D.

【命題意圖與考點定位】線圈切割磁感線的豎直運動，應用法拉第電磁感應定律求解

2.?江蘇物理?2—矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，先保持線框的面

積不變，將磁感應強度在1s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應

強度不變，在1s時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半，先后兩個過程中，

線框中感應電動勢的比值為

(A)；(B)1(C)2(D)4

答案：B

3.?新課標?14

U.在電磁學發(fā)展過程中，許多科學家做出了貢獻下列說法正確的是

A、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象

B、麥克斯韋預言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在

C、庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值

D、安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律；洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律

答案：AC,解析：選項B錯誤，赫茲用實驗證實了電磁波的存在。選項D錯誤，洛侖

茲發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律，安培發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律。

4.?新課標.21如圖所示，兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置、相對的端面之

間有一縫隙，鐵芯上繞導線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場.一銅質細直棒ab水平

置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R

時銅棒中電動勢大小為瑪，下落距離為0.骸時電動勢大小為忽略渦流損耗和邊緣效

應.關于￡、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是

A、￡：,>￡：,.a端為正B、Ex>E2ib端為正

C、片〈入，a端為正D、E,<E21b端為正

答案：D,解析：根據(jù),球=B義2而浜R而M沃

紇=8x2、屈R”Q8R,可見Ei，:紇。又根據(jù)右手定則判斷電流方向從a到3在

也源內(nèi)部，電流是從負極流向正極的，所以選項3正確。

5.?上海物理49如右圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應強度大小均為8,方向分別垂

直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場，磁場寬度均為L,邊長為L的正方形框I]

。機4的防邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過4-

磁場區(qū)域，若以逆時針方句為電流的正方向，能反映線框中感應電流變化規(guī)律的是圖

【解析】在0-乙，電流均勻增大，排除CD.與

在/「芍，兩邊感應電流方向相同，大小相加，故電流大。

在t2~^，因右邊離開磁場，只有一邊產(chǎn)生感應電流，故電流小，所以選A。

本題考查感應電流及圖象,

難度：難。

6.?海南物理?2—金屬圓環(huán)水平固定放置。現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線

從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)

A.始終相互吸引

B.始終相互排斥

C.先相互吸引，后相互排斥

D.先相互排斥，后相互吸引

【答案】D

【解析】由楞次定律可知，當條形磁鐵靠近圓環(huán)時，感應電流阻礙其靠近，是排斥力；當磁

鐵穿過圓環(huán)遠離圓環(huán)時，感應電流阻礙其遠離，是吸引力，D正確。

7.?海南物理?7下列說法TF確的是

A.當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢

B.當線圈中電流反向時.線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反

C.當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反

D.當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反

【答案】AC

【解析】由法拉第電磁感應定律可知，當線圈中電流不變時，不產(chǎn)生日感電動勢，A對；當

線圈中電流反向時相當于電流減小,線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相同,

B錯；當線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流的增大，線圈中自感電動勢的方向與線圈

中電流的方向相反，C對：當線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流的減小,線圈中自感

電動勢的方向與線圈中電流的方向相同，D錯。

8.?天津如圖所示，質量皿=0.1kg,電阻R尸0.3Q,長度1=0.4m的導體

棒ab橫放在U型金屬框架上?？蚣苜|量叱=0.2kg,放在絕緣水平面上，與

水平面間的動摩擦因數(shù)門。?2,相距0.4m的MM'、NN'相互平行，電阻不

計且足夠長。電阻RkO.lQ的岷垂直于MV'。整個裝置處于豎直向上的勻

強磁場中，磁感應強度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜

止開始無摩擦地運動，始終與MM'、NN，保持良好接觸，當ab運動到某處時,框架開始運

動。設框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g?10m/s2.

（1）求框架開始運動時ab速度v的大?。?/p>

(2)從ab開始運動到框架開始運動的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,求該過程ab位移

x的大小。

解析：(1)C4對框架的壓力

R=m、g①

框架受水平面的支持力

F產(chǎn)叫g+K②

依題意，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力

F?=③

4〃中的感應電動勢

E=Blv④

MN中電流

⑤

/WN受到的安培力

F安=IIB⑥

框架開始運動時

⑦

由上述各式代入數(shù)據(jù)解得

v=6m/s8)

(2)閉合回路中產(chǎn)生的總熱量

QL等Q

?2

由能量守恒定律，得

&=g/+Q總⑩

代入數(shù)據(jù)解得

x=\Atn(11)

9.?江蘇物理?13如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L,一理想

電流表與兩導軌相連，勻強磁場與導軌平面垂直。一質量為m、有效電阻為R的導

體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導體棒進入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減

小，最終穩(wěn)定為Io整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，

不計導軌的電阻。求：

(1)磁感應強度的大小B；

(2)電流穩(wěn)定后，導體棒運動速度的大小v；

(3)流經(jīng)電流表電流的最大值L”

答案：

(I)電流穩(wěn)定后,導體棒做勻速運動B1L=?、?/p>

解得R岑

(2)感應電動勢E=BLu③

感應電流/④

ft

rti②頷試解得"九

(3)力題意知,導體棒剛進入誨場時的速度最火，設為,

機械能守恒上用=嘲

嬲電動勢的蕨值以二電

感應電流嘛大值片

A

皿k嗜

10.?福建.21如圖所示，兩條平行的光滑金屬導軌固定在傾角為。的絕緣斜面上，導軌

上端連接一個定值電阻。導體棒a和b放在導軌上，與導軌垂直并良好接觸。斜面上水

平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場。現(xiàn)對a棒施以平行導軌’

斜向上的拉力，使它沿導軌勻速向上運動，此時放在導軌下端的b棒恰好靜止。當a棒

運動到磁場的上邊界PQ處時，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導軌向上運動一小段距離后再向下

滑動，此時b棒已滑離導軌。當a棒再次滑回到磁場邊界PQ處時，又恰能沿導軌勻速向下

運動。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質量為m,重力加速度為g,導軌電

阻不計。求

(1)a棒在磁場中沿導軌向上運動的過程中，a棒中的電流強度I,與定值電阻R中的電

流強度IR之比;

(2)a棒質量叫；

棒在磁場中沿導軌向上運動時所受的拉力

(3)aFo

答案：

21.(19分)_

(1)4棒沿導軌向上運動時G棒6株及粗陽R中的電流分別為。/.內(nèi)有小

】/一【氏,

L叫十4②

由彳??；；=,③

(2)由于a棒在PQ上方滑贏程中機械能守恒，因而。樺在磁場中向上滑動的速度大小V：與在磁場中

向卜.滑動的速度大小叫相等，即叫=%="_…”④

設磁場的磁感應強度為4,導體棒長為L。a棒在磁場中運動時產(chǎn)生的感應電動勢為

E=BLv

當a樓沿斜面向上運動時

E⑥

6一,3H

2XT

⑦

IbLB=/n^sin0

向下勻速運動時,Q棒中的電流為V，則

?2R

⑨

l：LR=magsin0

___3

由⑦?⑨解得巴二爭幾

(3)1:煙到導體棒a沿斜面的上運動花、所受拉力

F=+wagsin0

7

解*卜利幺才像卻F=-r-m^sin6

11??上海物理,32如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定板個與水平面內(nèi)，并處在磁

感應強度大小B=0.4T,方向豎直向下的勻強磁場中，框架的電阻非均勻分布，將質量

m=0.1kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標原點，PQ

方向為x軸正方向建立坐標，金屬棒從飛=l〃z處以%=2〃z/s的初速度，沿x軸負方向做

。=2〃?//的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用。求

(1)金屬棒ab運動0.5叫框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關系；

(3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4s過程中通過ab的電量q,某同學解法為：先算

出金屬棒的運動距離S,以及0.4s時回路內(nèi)的電阻R,然后代入

q=*器啜喈S=2加外=24?！ㄟ?3"心.求解。指出該同學解法

-,222

RRq=￡OSE￡6=8.85*10c/N-mEM

的錯誤之處，并用正確的方法解出結果。

解析：

F

(1)a=—,F—ma=0.2N

tn

因為運動中金屬棒僅受安培力作用，所以F二BIL

又得BLvBLvBLcit

----==OAt

~R~所以A=

所以。=/2Rf=12?04/=021

(2)X=l--at2=\-r,得f=Ji二；，所以R=0.4jr^。

2

(3)錯誤之處：因框架的電阻非均勻分布，所求R是0.4s時回路內(nèi)的電阻R,不是平均值。

正確解法：因電流不變,所以4=〃=1x0.4。=0.4c。

本題考查電磁感應、電路與牛頓定律、運動學公式的綜合應用。難度：難。

年高考題

一、選擇題

L(09?上海物理?13)如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上，在of.

右側存在有界勻強磁場片磁場方向垂直導軌平面向下，在ef左側的無磁場

區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導軌在同一平面內(nèi)。當金屬

棒ab在水平恒力尸作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，圓環(huán)L

有(填收縮、擴張)趨勢，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電流(填變大、

變小、不變)。

答案：收縮，變小

解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則abed回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應

電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，圓環(huán)的磁通量

將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金

屬棒向右運動的加速度減小，單位時間內(nèi)磁通量的變化率戒小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應

電流不斷減小。

2.（09.上海.9）信用卡的磁條中有一個個連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，每個磁化區(qū)代表了二

進制數(shù)1或0,用以儲存信息。刷卡時，當磁條以某一速度拉過信用卡閱讀器的檢測頭時,

在檢測頭的線圈中會產(chǎn)生變化的電壓（如圖1所示）。當信用卡磁條按圖2所示方向以該速

度拉過閱讀檢測頭時，在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時間的變化關系正確的是

圖I圖2

3.（09.山東.21）如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線

；XXXX

MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面。回路

D|

以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始絡與MN垂直。從I）點到達邊界開CxxxX

7;xxxx

始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是（ACD）XXXX

A.感應電流方向不變:XXXX

N

B.CD段直線始終不受安培力

C.感應電動勢最大值E二Bav

D.感應電動勢平均值后二1兀氏。

4

解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知

感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不

正確。當半圓閉合回路進入磁場一半時，即這時等效長度最大為a,這時感應電動勢最大

.1B?—Tier

群二2

E=Bav,C正確。感應電動勢平均值￡==-nBav,D正確。

A/2a4

考點：楞次定律、安培力、感應電動勢、左手定則、右手定則

提示：感應電動勢公式E=以只能來計算平均值，利用感應電動勢公式E=8/u計算時，

加

1應是等效長度，即垂直切割磁感線的長度。

4.（09?重慶?20）題20圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對

用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構成,兩磁極相對于線圈平面對稱,在磁極繞轉軸勻速轉動過程中，

磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運動，

（D）

人.從乂到0,電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小

8.從乂到0,電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大

（：.從（）到丫，電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大

D.從（）到Y,電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小

5.（09?福建?18）如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導軌的間距為d,

其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中。-

質量為m（質量分布均勻：的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與

導軌之間的動摩擦因數(shù)為u?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌

運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導軌保持垂直）。設桿接入電路的

電阻為r,導軌電阻不計，重力加速度大小為g。則此過程

（尸一加g）R

A?桿的速度最大值為32d2

Bdl

B.流過電阻R的電量為衣+尸

C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量

解析：當桿達到最大速度匕時―%二。得八=5%滬，A錯；

八一BASBdL

由么式"二附"即"元薪B對；在棒從開始到達到最大速度的過程中由動能

定理有：皿尸+卬/+卬斤=/七八其中卬/=一〃〃火，卬笈=一。，恒力產(chǎn)做的功與摩擦

力做的功之和等于桿動能的變化量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，C錯「恒力/做的功與安倍

力做的功之和等于于桿司能的變化量與克服摩擦力做的功之和，D對。

6.（09?浙江」7）如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，

有一質量為加、阻值為R的閉合矩形金屬線框出?〃用絕緣輕質細桿懸掛在O

點，并可繞。點擺動。金屬線框從右側某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側最

高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。則線框中

感應電流的方向是（B）

A.cifb—cTd—a

B.d―>c—>b―>ci—>d

C.先是d―>c―>b—>ci—>d,后是ci―>b―>c―>d—>ci

I）,先是ci—>b—>c—>d—>ci,后是d->c―>h―>ci—>d

解析：由楞次定律，一開始磁通量減小，后來磁通量增大，由“增反”"減同"可知電流

方向是d—c-h―ci—clo

7.（09?海南物理4）一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質圓柱密接，

木質圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質圓柱上無摩擦移動。M連接在如圖所示

的電路中，其中R為滑線變阻器，用和心為直流電源，S為單刀雙擲開關。下列

情況中，可觀測到N向左運動的是（C）

A.在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間

B.在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間

C.在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時

D.在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時

二、非選擇題

8.（09?全國卷1124））如圖，勻強磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨

AD

時間的變化率一二R,k為負的常量。用電阻率為P、橫截面積為S的硬導線

△/

做成一邊長為/的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中。求

IXXXXX

（1）導線中感應電流的大??；

（2）磁場對方框作用力的大小隨時間的變化。

⑴，卷;⑵誓

解析：本題考查電磁感應現(xiàn)象.（D線框中產(chǎn)生的感應電動勢￡==」-二二『4

△t2

①

在線框產(chǎn)生的感應電流/二二,……②

5

聯(lián)立①②③得/二丁

8P

⑵導線框所受磁場力的大小為八加,它隨時間的變化率為等二/喏,由以上式聯(lián)立

可