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(2022-2024年)3年高考2年模擬匯編專題一電磁感應(yīng)(單選題)3年真題1.(2024·天津·高考真題)如圖所示,兩根不計(jì)電阻的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成某一角度,導(dǎo)軌上端用直導(dǎo)線連接,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。具有一定阻值的金屬棒MN從某高度由靜止開(kāi)始下滑,下滑過(guò)程中MN始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,則MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、電流I,隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】A【解析】ABC.根據(jù)題意,設(shè)導(dǎo)體棒的電阻為R,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體棒速度為v時(shí),受到的安培力為可知由牛頓第二定律可得,導(dǎo)體棒的加速度為可知,隨著速度的增大,導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小,當(dāng)加速度為零時(shí),導(dǎo)體棒開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng),則v?t圖像的斜率逐漸減小直至為零時(shí),速度保持不變,由于安培力F與速度v成正比,則F?t圖像的斜率逐漸減小直至為零時(shí),F(xiàn)保持不變,故A正確,BC錯(cuò)誤;D.根據(jù)題意,由公式可得,感應(yīng)電流為由數(shù)學(xué)知識(shí)可得由于加速度逐漸減小,則I?t圖像的斜率逐漸減小,故D錯(cuò)誤。故選A。2.(2024·福建·高考真題)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在現(xiàn)代物理學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)有一條絕緣紙帶,兩條平行長(zhǎng)邊鑲有銅絲,將紙帶一端扭轉(zhuǎn)180°,與另一端連接,形成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的莫比烏斯環(huán),如圖所示。連接后,紙環(huán)邊緣的銅絲形成閉合回路,紙環(huán)圍合部分可近似為半徑為R的扁平圓柱。現(xiàn)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)從圓柱中心區(qū)域垂直其底面穿過(guò),磁場(chǎng)區(qū)域的邊界是半徑為r的圓(r<R)。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt(k為常量),則回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()A.0 B.kπR2 C.2kπr2 D.2kπR2【答案】C【解析】由題意可知,銅絲構(gòu)成的“莫比烏斯環(huán)”形成了兩匝(n=2)線圈串聯(lián)的閉合回路,穿過(guò)回路的磁場(chǎng)有效面積為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為故選C。3.(2024·浙江·高考真題)如圖所示,邊長(zhǎng)為1m、電阻為0.04Ω的剛性正方形線框abcd放在與強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁場(chǎng)B垂直。若線框固定不動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度以均勻增大時(shí),線框的發(fā)熱功率為P;若磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為0.2T,線框以某一角速度繞其中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框的發(fā)熱功率為2P,則ab邊所受最大的安培力為()A.N B. C.1N D.【答案】C【解析】磁場(chǎng)均勻增大時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為可得線框以某一角速度繞其中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)勢(shì)的最大值為此時(shí)有解得分析可知當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)感應(yīng)電流最大為故ab邊所受最大的安培力為故選C。4.(2024·北京·高考真題)電荷量Q、電壓U、電流I和磁通量Φ是電磁學(xué)中重要的物理量,其中特定的兩個(gè)物理量之比可用來(lái)描述電容器、電阻、電感三種電磁學(xué)元件的屬性,如圖所示。類似地,上世紀(jì)七十年代有科學(xué)家預(yù)言Φ和Q之比可能也是一種電磁學(xué)元件的屬性,并將此元件命名為“憶阻器”,近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室已研制出了多種類型的“憶阻器”。由于“憶阻器”對(duì)電阻的記憶特性,其在信息存儲(chǔ)、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.QU的單位和ΦI的單位不同B.在國(guó)際單位制中,圖中所定義的M的單位是歐姆C.可以用來(lái)描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)D.根據(jù)圖中電感L的定義和法拉第電磁感應(yīng)定律可以推導(dǎo)出自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式【答案】A【解析】A.單位制、法拉第電磁感應(yīng)定律由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,則Φ的單位為V·s,由Q=It可知,Q的單位為A·s,則QU與ΦI的單位相同均為V·A·s,故A錯(cuò)誤,符合題意;B.由題圖可知,從單位角度分析有故B正確,不符合題意;C.由知,可以用來(lái)描述物體的導(dǎo)電性質(zhì),故C正確,不符合題意;D.由電感的定義以及法拉第電磁感應(yīng)定律解得故D正確,不符合題意。故選A。5.(2024·北京·高考真題)如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上,下列說(shuō)法正確的是(
)A.閉合開(kāi)關(guān)瞬間,線圈M和線圈P相互吸引B.閉合開(kāi)關(guān),達(dá)到穩(wěn)定后,電流表的示數(shù)為0C.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,流過(guò)電流表的電流方向由a到bD.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左【答案】B【解析】A.閉合開(kāi)關(guān)瞬間,線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與線圈M中電流的磁場(chǎng)方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,故A錯(cuò)誤;B.閉合開(kāi)關(guān),達(dá)到穩(wěn)定后,通過(guò)線圈P的磁通量保持不變,則感應(yīng)電流為零,電流表的示數(shù)為零,故B正確;CD.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,通過(guò)線圈P的磁場(chǎng)方向向右,磁通量減小,由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右,因此流過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向由b到a,故CD錯(cuò)誤。故選B。6.(2024·湖北·高考真題)《夢(mèng)溪筆談》中記錄了一次罕見(jiàn)的雷擊事件:房屋被雷擊后,屋內(nèi)的銀飾、寶刀等金屬熔化了,但是漆器、刀鞘等非金屬卻完好(原文為:有一木格,其中雜貯諸器,其漆器銀扣者,銀悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一寶刀,極堅(jiān)鋼,就刀室中熔為汁,而室亦儼然)。導(dǎo)致金屬熔化而非金屬完好的原因可能為()A.摩擦 B.聲波 C.渦流 D.光照【答案】C【解析】在雷擊事件中金屬和非金屬都經(jīng)歷了摩擦,聲波和光照的影響,而金屬能夠因電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流非金屬不能,因此可能原因?yàn)闇u流。故選C。7.(2024·甘肅·高考真題)工業(yè)上常利用感應(yīng)電爐冶煉合金,裝置如圖所示。當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.金屬中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流 B.金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流C.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應(yīng)電流減小 D.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應(yīng)電流不變【答案】B【解析】AB.當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí),感應(yīng)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(yīng)電流,A錯(cuò)誤,B正確;CD.若線圈匝數(shù)增加,根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,則金屬中感應(yīng)電流變大,CD錯(cuò)誤。故選B。8.(2024·甘肅·高考真題)如圖,相距為d的固定平行光滑金屬導(dǎo)軌與阻值為R的電阻相連,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為v。則導(dǎo)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(dǎo)體棒ab切割磁感線在電路部分得有效長(zhǎng)度為d,故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路中感應(yīng)電流為根據(jù)右手定則,判斷電流方向?yàn)閎流向a。故導(dǎo)體棒ab所受的安培力為方向向左。故選A。9.(2024·廣東·高考真題)電磁俘能器可在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收,結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng),每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.磁場(chǎng)中,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示,永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開(kāi)線圈。關(guān)于圖乙中的線圈。下列說(shuō)法正確的是()A.穿過(guò)線圈的磁通量為B.永磁鐵相對(duì)線圈上升越高,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C.永磁鐵相對(duì)線圈上升越快,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小D.永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí),線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緿【解析】A.根據(jù)圖乙可知此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為0,故A錯(cuò)誤;BC.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知永磁鐵相對(duì)線圈上升越快,磁通量變化越快,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,故BC錯(cuò)誤;D.永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí),根據(jù)安培定則可知線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?,故D正確。故選D。10.(2024·湖南·高考真題)如圖,有一硬質(zhì)導(dǎo)線Oabc,其中是半徑為R的半圓弧,b為圓弧的中點(diǎn),直線段Oa長(zhǎng)為R且垂直于直徑ac。該導(dǎo)線在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線始終在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。則O、a、b、c各點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系為(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】如圖,相當(dāng)于Oa、Ob、Oc導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線,根據(jù)右手定則可知O點(diǎn)電勢(shì)最高;根據(jù)同時(shí)有可得得故選C。11.(2024·江蘇·高考真題)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個(gè)線圈a、b,線圈a處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈b位于右側(cè)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,現(xiàn)將線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出,線圈a、b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別是(
)A.順時(shí)針,順時(shí)針 B.順時(shí)針,逆時(shí)針C.逆時(shí)針,順時(shí)針 D.逆時(shí)針,逆時(shí)針【答案】A【解析】線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出的過(guò)程中穿過(guò)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(shí)針,由于線圈a從磁場(chǎng)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(guò)程中線圈b的磁通量在向外增大,同理可得線圈b產(chǎn)生的電流為順時(shí)針。故選A。12.(2024·浙江·高考真題)若通以電流I的圓形線圈在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其大?。╧的數(shù)量級(jí)為)?,F(xiàn)有橫截面半徑為的導(dǎo)線構(gòu)成半徑為的圓形線圈處于超導(dǎo)狀態(tài),其電阻率上限為。開(kāi)始時(shí)線圈通有的電流,則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的數(shù)量級(jí)和一年后電流減小量的數(shù)量級(jí)分別為()A., B., C., D.,【答案】D【解析】線圈中電流的減小將在線圈內(nèi)導(dǎo)致自感電動(dòng)勢(shì),故其中L代表線圈的自感系數(shù),有在計(jì)算通過(guò)線圈的磁通量時(shí),以導(dǎo)線附近即處的B為最大,而該處B又可把線圈當(dāng)成無(wú)限長(zhǎng)載流導(dǎo)線所產(chǎn)生的,根據(jù)題意則根據(jù)電阻定律有聯(lián)立解得A,V則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的數(shù)量級(jí)和一年后電流減小量的數(shù)量級(jí)分別為,。故選D。13.(2023·福建·高考真題)如圖,M、N是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻可忽略不計(jì);導(dǎo)軌間有一垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界垂直于導(dǎo)軌;阻值恒定的兩均勻金屬棒a、b均垂直于導(dǎo)軌放置,b始終固定。a以一定初速度進(jìn)入磁場(chǎng),此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,并與b不相碰。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右為正方向建立x軸坐標(biāo);在運(yùn)動(dòng)過(guò)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.【答案】A【解析】AB.設(shè)導(dǎo)軌間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),金屬棒總電阻為R,由題意導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)后受到水平向左的安培力作用,做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)量定理有根據(jù)可得又因?yàn)槁?lián)立可得根據(jù)表達(dá)式可知v與x成一次函數(shù)關(guān)系,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.a(chǎn)克服安培力做功的功率為故圖像為開(kāi)口向上的拋物線,由于F和v都在減小,故P在減小,故CD錯(cuò)誤。故選A。14.(2023·重慶·高考真題)如圖所示,與水平面夾角為θ的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導(dǎo)軌。質(zhì)量為m、電阻不可忽略的導(dǎo)體桿MN沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),以大小為v的速度進(jìn)入方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t后,速度大小變?yōu)?v。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì),重力加速度為g。桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)()
A.流過(guò)桿的感應(yīng)電流方向從N到MB.桿沿軌道下滑的距離為C.流過(guò)桿感應(yīng)電流的平均電功率等于重力的平均功率D.桿所受安培力的沖量大小為【答案】D【解析】A.根據(jù)右手定則,判斷知流過(guò)桿的感應(yīng)電流方向從M到N,故A錯(cuò)誤;B.依題意,設(shè)桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度為,電阻為。桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi),桿受到重力,軌道支持力及沿軌道向上的安培力作用,根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得桿的加速度可知,桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng);若桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則桿運(yùn)動(dòng)的距離為根據(jù)圖像圍成的面積表示位移,可知桿在時(shí)間t內(nèi)速度由達(dá)到,桿真實(shí)運(yùn)動(dòng)的距離大于勻加速情況發(fā)生的距離,即大于,故B錯(cuò)誤;C.由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi),桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),桿的動(dòng)能增大。由動(dòng)能定理可知,重力對(duì)桿所做的功大于桿克服安培力所做的功,根據(jù)可得安培力的平均功率小于重力的平均功率,也即流過(guò)桿感應(yīng)電流的平均電功率小于重力的平均功率,故C錯(cuò)誤;D.桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi),根據(jù)動(dòng)量定理,可得得桿所受安培力的沖量大小為故D正確。故選D。15.(2023·重慶·高考真題)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P的匝數(shù)為N,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí),在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S,則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為()
A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有故選A。16.(2023·北京·高考真題)如圖所示,光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框,以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并最終完全穿出。線框的邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)寬度。下列說(shuō)法正確的是(
)
A.線框進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼.線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C.線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D.線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量相等【答案】D【解析】A.線框進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中由楞次定律知電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,A錯(cuò)誤;B.線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中,根據(jù)E=Blv聯(lián)立有由于線框出磁場(chǎng)過(guò)程中由左手定則可知線框受到的安培力向左,則v減小,線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;C.由能量守恒定律得線框產(chǎn)生的焦耳熱Q=FAL其中線框進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)均做減速運(yùn)動(dòng),但其進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大,安培力大,產(chǎn)生的焦耳熱多,C錯(cuò)誤;D.線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量其中,則聯(lián)立有由于線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中線框的位移均為L(zhǎng),則線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量相等,故D正確。故選D。17.(2023·北京·高考真題)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(gè)相同的小燈泡,開(kāi)始時(shí),開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài),P燈微亮,Q燈正常發(fā)光,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)(
)
A.P與Q同時(shí)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【答案】D【解析】由題知,開(kāi)始時(shí),開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),由于L的電阻很小,Q燈正常發(fā)光,P燈微亮,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前通過(guò)Q燈的電流遠(yuǎn)大于通過(guò)P燈的電流,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),Q所在電路未閉合,立即熄滅,由于自感,L中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),與P組成閉合回路,故P燈閃亮后再熄滅。故選D。18.(2023·浙江·高考真題)如圖所示,質(zhì)量為M、電阻為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒,通過(guò)兩根長(zhǎng)均為l、質(zhì)量不計(jì)的導(dǎo)電細(xì)桿連在等高的兩固定點(diǎn)上,固定點(diǎn)間距也為L(zhǎng)。細(xì)桿通過(guò)開(kāi)關(guān)S可與直流電源或理想二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),不計(jì)空氣阻力和其它電阻。開(kāi)關(guān)S接1,當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí),細(xì)桿與豎直方向的夾角固定點(diǎn);然后開(kāi)關(guān)S接2,棒從右側(cè)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)完成一次振動(dòng)的過(guò)程中(
)
A.電源電動(dòng)勢(shì) B.棒消耗的焦耳熱C.從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí),最大擺角小于 D.棒兩次過(guò)最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等【答案】C【解析】A.當(dāng)開(kāi)關(guān)接1時(shí),對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得解得根據(jù)歐姆定律解得故A錯(cuò)誤;根據(jù)右手定則可知導(dǎo)體棒從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與二極管正方向相同,部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱;導(dǎo)體棒從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與二極管相反,沒(méi)有機(jī)械能損失B.若導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度為零,導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱為根據(jù)楞次定律可知導(dǎo)體棒完成一次振動(dòng)速度為零時(shí),導(dǎo)體棒高度高于最低點(diǎn),所以棒消耗的焦耳熱故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)B選項(xiàng)分析可知,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱,所以從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí),最大擺角小于,故C正確;D.根據(jù)B選項(xiàng)分析,導(dǎo)體棒第二次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度小于第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度,根據(jù)可知棒兩次過(guò)最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不相等,故D錯(cuò)誤。故選C。19.(2023·湖北·高考真題)近場(chǎng)通信(NFC)器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊,其天線類似一個(gè)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(zhǎng)分別為、和,圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時(shí)與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直通過(guò)此線圈,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為,則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最接近(
)
A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知故選B。20.(2023·遼寧·高考真題)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OP。導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差u隨時(shí)間t變化的圖像可能正確的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】如圖所示
導(dǎo)體棒勻速轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)速度為v,設(shè)導(dǎo)體棒從到過(guò)程,棒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為,則導(dǎo)體棒垂直磁感線方向的分速度為可知導(dǎo)體棒垂直磁感線的分速度為余弦變化,根據(jù)左手定則可知,導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)B點(diǎn)和B點(diǎn)關(guān)于P點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)時(shí),電流方向發(fā)生變化,根據(jù)可知導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差u隨時(shí)間t變化的圖像為余弦圖像。故選C。21.(2023·江蘇·高考真題)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),OC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?,F(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φ0、φA、φC,則(
)
A.φO>φC B.φC>φA C.φO=φA D.φO-φA=φA-φC【答案】A【解析】ABC.由題圖可看出OA導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線,則根據(jù)右手定則可知φO>φA其中導(dǎo)體棒AC段不在磁場(chǎng)中,不切割磁感線,電流為0,則φC=φA,A正確、BC錯(cuò)誤;D.根據(jù)以上分析可知φO-φA>0,φA-φC=0則φO-φA>φA-φCD錯(cuò)誤。故選A。22.(2023·全國(guó)·高考真題)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I隨時(shí)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(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【答案】A【解析】A.強(qiáng)磁體在鋁管中運(yùn)動(dòng),鋁管會(huì)形成渦流,玻璃是絕緣體故強(qiáng)磁體在玻璃管中運(yùn)動(dòng),玻璃管不會(huì)形成渦流。強(qiáng)磁體在鋁管中加速后很快達(dá)到平衡狀態(tài),做勻速直線運(yùn)動(dòng),而玻璃管中的磁體則一直做加速運(yùn)動(dòng),故由圖像可知圖(c)的脈沖電流峰值不斷增大,說(shuō)明強(qiáng)磁體的速度在增大,與玻璃管中磁體的運(yùn)動(dòng)情況相符,A正確;B.在鋁管中下落,脈沖電流的峰值一樣,磁通量的變化率相同,故小磁體做勻速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;C.在玻璃管中下落,玻璃管為絕緣體,線圈的脈沖電流峰值增大,電流不斷在變化,故小磁體受到的電磁阻力在不斷變化,C錯(cuò)誤;D.強(qiáng)磁體分別從管的上端由靜止釋放,在鋁管中,磁體在線圈間做勻速運(yùn)動(dòng),玻璃管中磁體在線圈間做加速運(yùn)動(dòng),故用鋁管時(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),D錯(cuò)誤。故選A。23.(2022·天津·高考真題)如圖所示,邊長(zhǎng)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(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于桌面,鋁框依靠慣性滑過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,滑行過(guò)程中鋁框平面始終與磁場(chǎng)垂直且一邊與磁場(chǎng)邊界平行,已知,在滑入和滑出磁場(chǎng)區(qū)域的兩個(gè)過(guò)程中()A.鋁框所用時(shí)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(duì)鋁框的沖量相同【答案】D【解析】A.鋁框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程,磁通量變化,都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,受向左安培力而減速,完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量不變做勻速運(yùn)動(dòng);可知離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程的平均速度小于進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的平均速度,所以離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間大于進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間,A錯(cuò)誤;C.由楞次定律可知,鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程磁通量增加,感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍浑x開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程磁通量減小,感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍珻錯(cuò)誤;D.鋁框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程安培力對(duì)鋁框的沖量為又得D正確;B.鋁框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程,鋁框均做減速運(yùn)動(dòng),可知鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的速度一直大于鋁框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程的速度,根據(jù)可知鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程受到的安培力一直大于鋁框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程受到的安培力,故鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程克服安培力做的功大于鋁框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程克服安培力做的功,即鋁框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量大于鋁框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量,B錯(cuò)誤。故選D。24.(2022·重慶·高考真題)如圖1所示,光滑的平行導(dǎo)電軌道水平固定在桌面上,軌道間連接一可變電阻,導(dǎo)體桿與軌道垂直并接觸良好(不計(jì)桿和軌道的電阻),整個(gè)裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩次運(yùn)動(dòng)中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2所示。其中,第一次對(duì)應(yīng)直線①,初始拉力大小為F0,改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后,第二次對(duì)應(yīng)直線②,初始拉力大小為2F0,兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為3F0。若第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)相同位移的時(shí)間之比為n,則k、m、n可能為(
)A.k=2、m=2、n=2 B.C. D.【答案】C【解析】由題知桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則在v=0時(shí)分別有,則第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中,桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)相同位移的時(shí)間分別為,則第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中根據(jù)牛頓第二定律有,整理有則可知兩次運(yùn)動(dòng)中F—v圖像的斜率為,則有故選C。25.(2022·江蘇·高考真題)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(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()A. B. C. D.【答案】A【解析】由題意可知磁場(chǎng)的變化率為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知故選A。26.(2022·河北·高考真題)將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈,其中大圓面積為,小圓面積均為,垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,和均為常量,則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()
A. B. C. D.【答案】D【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每個(gè)小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同,故線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選D。27.(2022·全國(guó)·高考真題)三個(gè)用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框,正方形線框的邊長(zhǎng)與圓線框的直徑相等,圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長(zhǎng)相等,如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框所在平面均與磁場(chǎng)方向垂直,正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為和。則()A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)圓線框的半徑為r,則由題意可知正方形線框的邊長(zhǎng)為2r,正六邊形線框的邊長(zhǎng)為r;所以圓線框的周長(zhǎng)為面積為同理可知正方形線框的周長(zhǎng)和面積分別為,正六邊形線框的周長(zhǎng)和面積分別為,三線框材料粗細(xì)相同,根據(jù)電阻定律可知三個(gè)線框電阻之比為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有可得電流之比為:即故選C。28.(2022·浙江·高考真題)如圖所示,將一通電螺線管豎直放置,螺線管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=kt的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管,其電阻率為、高度為h、半徑為r、厚度為d(d?r),則()A.從上向下看,圓管中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较駼.圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為C.圓管的熱功率大小為D.輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小【答案】C【解析】A.穿過(guò)圓管的磁通量向上逐漸增加,則根據(jù)楞次定律可知,從上向下看,圓管中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.圓管的電阻圓管的熱功率大小為選項(xiàng)C正確;D.根據(jù)左手定則可知,圓管中各段所受的受安培力方向指向圓管的軸線,則輕繩對(duì)圓管的拉力的合力始終等于圓管的重力,不隨時(shí)間變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2年模擬29.(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,有絕緣外層的矩形金屬線圈abcd固定在絕緣水平面上,矩形回路AB邊與線圈相交,且線圈關(guān)于AB對(duì)稱,將開(kāi)關(guān)閉合的一瞬間,下列說(shuō)法正確的是()A.有向上穿過(guò)矩形線圈的磁通量B.矩形線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流C.矩形線圈中有沿順時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀.a(chǎn)b邊與AB邊相互排斥【答案】D【解析】A.根據(jù)磁場(chǎng)分布特點(diǎn),閉合開(kāi)關(guān)的一瞬間,有向下穿過(guò)矩形金屬線框內(nèi)的磁通量且增大,故A錯(cuò)誤;BC.根據(jù)楞次定律可知,矩形金屬線圈中有沿逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎蔅C錯(cuò)誤;D.a(chǎn)b邊與AB邊是相反的電流,因此ab邊與AB邊相互排斥,故D正確。故選D。30.(2024·四川成都·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示,金屬圓環(huán)和金屬線框相互靠近且固定在水平面上,金屬棒放在金屬線框上,圓環(huán)、端接如圖乙所示的正弦交變電流,金屬棒始終保持靜止。以圖甲中的電流方向?yàn)檎较颍瑒t下列說(shuō)法正確的是()A.內(nèi),金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锽.內(nèi),金屬棒受到水平向左的靜摩擦力C.時(shí)刻,金屬棒受到的安培力最大D.內(nèi),金屬棒中的感應(yīng)電流先減小后增大【答案】B【解析】A.內(nèi),右側(cè)閉合回路中穿過(guò)紙面向外的磁通量增大,根據(jù)楞次定律和安培定則可知,金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)椋蔄錯(cuò)誤;B.內(nèi),右側(cè)閉合回路中穿過(guò)紙面向外的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知金屬棒有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),金屬棒受到水平向左的靜摩擦力,故B正確;C.時(shí)刻,圓環(huán)中電流的變化率為零,則穿過(guò)閉合回路的磁通量變化率為零,感應(yīng)電流為零,則金屬棒受到的安培力也為零,故C錯(cuò)誤;D.內(nèi),由圖乙可知,電流的變化率先增大后減小,則右側(cè)閉合回路中的磁通量的變化率也先增大后減小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,可知金屬棒中的感應(yīng)電流先增大后減小,故D錯(cuò)誤。故選B。31.(2024·浙江金華·二模)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩半徑為0.2m的金屬圓環(huán)豎直放置且相互平行,金屬環(huán)的間距為1m,一根長(zhǎng)為1m,電阻為1Ω的金屬棒在圓環(huán)內(nèi)側(cè)以角速度10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),金屬棒與圓環(huán)始終接觸良好,圖示金屬棒在圓環(huán)最高點(diǎn),電路中的電阻,其余電阻不計(jì),電壓表為交流電壓表,則()A.金屬棒從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電流先從a流向b,后從b流向aB.電壓表的示數(shù)為0.2VC.電阻R的功率為0.64WD.金屬棒在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)電路的磁通量變化率最大值為2Wb/s【答案】D【解析】A.根據(jù)右手定則可知,若金屬棒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),金屬棒從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電流從a流向b,若金屬棒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),金屬棒從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電流從b流向a,故A錯(cuò)誤;B.若經(jīng)歷時(shí)間t,金屬棒轉(zhuǎn)過(guò)夾角為θ,則有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為則電動(dòng)勢(shì)的有效值根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得故B錯(cuò)誤;C.回路中的感應(yīng)電流電阻R的功率結(jié)合上述解得P=0.32W故C錯(cuò)誤;D.結(jié)合上述可知,當(dāng)金屬棒轉(zhuǎn)過(guò)90°,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為即金屬棒在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)電路的磁通量變化率最大值為2Wb/s,故D正確。故選D。32.(2024·貴州貴陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))如圖,兩根相同的導(dǎo)體棒PQ和MN置于兩根固定在水平面內(nèi)的光滑的長(zhǎng)直平行導(dǎo)電軌道上,并處于垂直水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。如果PQ獲得一個(gè)向右的初速度并任由其滾動(dòng),運(yùn)動(dòng)中PQ和MN始終平行且與軌道接觸良好。則下列描述不正確的是()A.開(kāi)始階段,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)镻QMNB.開(kāi)始階段,作用在PQ棒上的安培力向左C.MN棒開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)D.PQ棒向右做勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零【答案】D【解析】A.根據(jù)安培定則可知開(kāi)始階段,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)镻QMN,故A正確;B.根據(jù)左手定則可知開(kāi)始階段,作用在PQ棒上的安培力向左,故B正確;C.同理根據(jù)左手定則可知開(kāi)始階段,MN棒所受的安培力向右,即MN棒開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng),故C正確;D.設(shè)PQ棒的速度為,MN棒的速度為,回路中總電阻為,導(dǎo)軌間距為,則感應(yīng)電流PQ棒減速,MN棒加速,則感應(yīng)電流減小,根據(jù)可知兩棒所受安培力減小,結(jié)合牛頓第二定律可知加速度減小,即PQ棒向右做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),直到兩棒的速度相等后,做勻速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。本題選不正確項(xiàng),故選D。33.(2024·湖北·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在水平光滑絕緣桌面上有一等腰直角三角形單匝均勻金屬線框,直角邊長(zhǎng)為。空間存在豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),有界磁場(chǎng)的寬度為。線框在水平拉力作用下向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,若圖示位置為時(shí)刻,設(shè)逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?,水平向右為拉力的正方向,則線框中的感應(yīng)電流i和拉力隨時(shí)間的關(guān)系圖像可能正確的是(時(shí)間單位為,圖中曲線為拋物線)()A. B.C. D.【答案】D【解析】AB.在時(shí)間為0到范圍內(nèi),由幾何關(guān)系可知,線框有效切割長(zhǎng)度為,可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間線性減小,根據(jù)右手定則可判斷電流方向由b指向a,所以感應(yīng)電流為正方向,且線性減小到0;在時(shí)間為到范圍內(nèi),線框的磁通量保持不變,沒(méi)有感應(yīng)電流;在時(shí)間為到范圍內(nèi),線框有效切割長(zhǎng)度為,可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線性減小,根據(jù)右手定則可判斷電流方向由c指向a,所以感應(yīng)電流為負(fù)方向,且線性減小到0,故AB錯(cuò)誤;CD.由以上分析可知,在時(shí)間為0到范圍內(nèi),線框處于磁場(chǎng)中的實(shí)際長(zhǎng)度為,可得安培力大小為根據(jù)左手定則可判斷安培力方向?yàn)樗较蜃?,拉力與安培力二力平衡,所以拉力水平向右,即拉力方向?yàn)檎较?,其大小為同理得在時(shí)間為到到范圍內(nèi),有且拉力方向?yàn)檎?。在時(shí)間為到范圍內(nèi),線框的磁通量保持不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,安培力為零,拉力也為零,故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。34.(2024·湖南益陽(yáng)·一模)如圖,在垂直紙面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一硬質(zhì)異形導(dǎo)線框oab,其中ab是半徑為R的圓弧,直線段oa長(zhǎng)為R且與圓弧段相切。該導(dǎo)線框在紙面內(nèi)繞o點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是()A. B.感應(yīng)電流方向b→a→oC. D.【答案】D【解析】B.由于轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程,導(dǎo)線框的磁通量保持不變,所以導(dǎo)線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;C.對(duì)于oab部分,根據(jù)右手定則可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向由b→a→o,則b端相當(dāng)于電源的負(fù)極,o端相當(dāng)于電源的正極,所以電勢(shì)關(guān)系為故C錯(cuò)誤;A.對(duì)于oa部分,則有則有故A錯(cuò)誤;D.對(duì)于ob部分,則有由幾何關(guān)系可得則有故D正確。故選D。35.(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,下端懸掛一個(gè)條形磁體,靜止時(shí)磁體下端與b點(diǎn)等高,磁體正下方水平放置一個(gè)固定的圓形鋁環(huán),圓心為O。將磁體托起到下端與a點(diǎn)等高處由靜止釋放,磁體第一次向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下端恰好能到達(dá)O點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.磁體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B.鋁環(huán)對(duì)磁體的作用力總是豎直向上C.磁體下端運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí),磁體受到的合外力為零D.磁體向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,從上往下看鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針【答案】D【解析】A.磁體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于鋁環(huán)的存在,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這個(gè)感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻礙磁體運(yùn)動(dòng)的安培力,此力不滿足與位移成正比且方向始終與位移方向相反的條件,所以磁體的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)楞次定律,鋁環(huán)中的感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻礙磁體運(yùn)動(dòng)的安培力,這個(gè)安培力的方向與磁體的運(yùn)動(dòng)方向相反,并不是總是豎直向上,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)磁體下端運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)后,磁體會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),若磁體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合外力為零,則應(yīng)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),與題描述不符,故C錯(cuò)誤;D.磁體向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向下,穿過(guò)線圈的磁通量增大,由楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,由右手螺旋定則可知,線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(從上往下看),故D正確。故選D。36.(2024·陜西寶雞·一模)如圖所示。正方形線框abcd放在光滑的絕緣水平面上,為正方形線框的對(duì)稱軸,在的左側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?,F(xiàn)使正方形線框在磁場(chǎng)中以兩種不同的方式運(yùn)動(dòng):第一種方式以速度v使正方形線框勻速向右運(yùn)動(dòng),直到ab邊剛好與重合:第二種方式使正方形線框繞軸以恒定的角速度由圖中位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90°,ab邊的線速度恒為v。則下列說(shuō)正確的是()A.兩次線框中的感應(yīng)電流方向相反B.兩過(guò)程流過(guò)線框某一橫截面的電荷量之比為C.兩過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為D.兩過(guò)程中線框中產(chǎn)生平均電動(dòng)勢(shì)之比為【答案】B【解析】A.兩次線框中的磁通量均向下減少,由楞次定律可知,兩次線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向均沿,故A錯(cuò)誤;B.該過(guò)程中線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為線框中的感應(yīng)電流為流過(guò)線框某一橫截面的電荷量為整理得由上述分析可知,兩過(guò)程穿過(guò)線框的磁通量的變化量相同,線框的電阻相等,所以兩過(guò)程流過(guò)線框某一橫截面的電荷量之比為,故B正確;C.設(shè)正方形線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),第一次,線框勻速拉出,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為線框中感應(yīng)電流為線框出磁場(chǎng)的時(shí)間為線框中產(chǎn)生的焦耳熱為解得第二次,線框繞,軸轉(zhuǎn)過(guò)90°,線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為則該過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱為又因?yàn)檎淼盟杂泄蔆錯(cuò)誤;D.第一次,線框勻速拉出,線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為第二次,線框繞軸轉(zhuǎn)過(guò)90°,線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為又因?yàn)椋淼媒獾霉蔇錯(cuò)誤。故選B。37.(2024·廣東·一模)一跑步機(jī)的原理圖如圖所示,該跑步機(jī)水平底面固定有間距的平行金屬電極,電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且接有理想電壓表和阻值為的定值電阻R,絕緣橡膠帶上均勻鍍有電阻均為的平行細(xì)金屬條,相鄰金屬條間距等于電極長(zhǎng)度d,且與電極接觸良好,保證任意時(shí)刻均只有一根金屬條接入電路。橡膠帶勻速傳動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.若電壓表的示數(shù)為0.8V,則通過(guò)電阻R的電流為0.2AB.若電壓表的示數(shù)為0.8V,則橡膠帶的速度大小為2.5m/sC.一根細(xì)金屬條通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,克服安培力所做的功與細(xì)金屬條的速度大小無(wú)關(guān)D.一根細(xì)金屬條通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量與細(xì)金屬條速度大小成正比【答案】B【解析】A.若電壓表的示數(shù)為0.8V,則通過(guò)電阻R的電流為故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)閉合電路的歐姆定律,細(xì)金屬條產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為且解得橡膠帶的速度大小為故B正確;C.細(xì)金屬條產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電流為細(xì)金屬條受到安培力為一根細(xì)金屬條通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,克服安培力所做的功可知一根細(xì)金屬條通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,克服安培力所做的功與細(xì)金屬條的速度大小有關(guān),故C錯(cuò)誤;D.一根細(xì)金屬條通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量故一根細(xì)金屬條通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量與細(xì)金屬條速度大小無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。故選B。38.(2023·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè))如圖所示abcd為一豎直放置的矩形導(dǎo)線框,其平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直。導(dǎo)線框沿豎直方向從磁場(chǎng)上邊界開(kāi)始下落,直到ab邊出磁場(chǎng),則以下說(shuō)法正確的是()A.若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的平均速度與離開(kāi)磁場(chǎng)的平均速度不同,則兩個(gè)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體橫截面上的電荷量不相等B.線圈cd進(jìn)入磁場(chǎng)和ab離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體上所受安培力的功率相等C.線圈從剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體上產(chǎn)生的電熱等于線圈重力勢(shì)能的減小量D.若線圈在ab邊出磁場(chǎng)前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),增大線圈的匝數(shù),出磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度不變【答案】D【解析】A.根據(jù)可知,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的平均速度與離開(kāi)磁場(chǎng)的平均速度不同,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體橫截面上的電荷量相等,故A錯(cuò)誤;B.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體上所受安培力做負(fù)功,此時(shí)安培力的功率為線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小不確定,故安培力功率不一定相等,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)能量守恒可知線圈從進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體上產(chǎn)生的電熱等于線圈重力勢(shì)能的減小量減去動(dòng)能的變化量,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度、動(dòng)能關(guān)系不確定,故C錯(cuò)誤;D.若線圈在ab邊出磁場(chǎng)時(shí)已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)單匝線圈的質(zhì)量為m0,單匝線圈的電阻為R0,則有則此時(shí)線圈下落的速度與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān),故D正確。故選D。39.(2024·山東濟(jì)寧·模擬)為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng),在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板,并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng),如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是()A. B.C. D.【答案】A【解析】該裝置的原理是利用電磁阻尼。薄板出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí),穿過(guò)薄板表面的磁通量如果發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,薄板就會(huì)受到安培力作用,安培力總是阻礙導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng),從而使薄板盡快停下來(lái)。A.薄板上、下、左、右運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量都會(huì)發(fā)生變化,所以都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以都會(huì)受到安培力作用而很快停下來(lái),故A正確;B.薄板只有向左運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量才會(huì)發(fā)生變化,才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而受到安培力作用而很快停下來(lái),而向上、向下和向右運(yùn)動(dòng)時(shí),則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;C.板只有向左運(yùn)動(dòng)較大距離時(shí),磁通量才會(huì)發(fā)生變化,才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而受到安培力作用而很快停下來(lái),而向上向下和向右運(yùn)動(dòng)時(shí),則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;D.薄板只有向左、向右運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量才會(huì)發(fā)生變化,才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而受到安培力作用而很快停下來(lái),而向上、向下運(yùn)動(dòng)時(shí),則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。故選A。40.(2023·浙江紹興·二模)如圖所示,勻質(zhì)硬導(dǎo)線ab、ac、bc均為圓弧,連接后分別固定在xOy、xOz、yOz平面內(nèi),圓心都在O點(diǎn)且半徑,指向x軸正方向的磁場(chǎng)以的速率均勻增大,下列說(shuō)法正確的是(??)A.bc段導(dǎo)線中的電流從b流向cB.導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為C.a(chǎn)c段導(dǎo)線所受安培力方向沿y軸負(fù)方向D.a(chǎn)b段導(dǎo)線所受安培力大小小于bc段導(dǎo)線所受安培力大小【答案】D【解析】A.通過(guò)bc截面的磁通量向x軸正方向增加,根據(jù)楞次定律,可知bc段導(dǎo)線中的電流從c流向b,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為故B錯(cuò)誤;C.由A分析知,ac段導(dǎo)線電流方向?yàn)閺腶流向c,根據(jù)左手定則,ac段導(dǎo)線所受安培力方向沿y軸正方向,故C錯(cuò)誤;D.a(chǎn)b段導(dǎo)線和bc段導(dǎo)線電流大小相同,但ab段導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為r,bc段導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為,故ab段導(dǎo)線所受安培力大小小于bc段導(dǎo)線所受安培力大小,故D正確。故選D。41.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))如圖,為“日”字形導(dǎo)線框,其中和均為邊長(zhǎng)為的正方形,導(dǎo)線的電阻相等,其余部分電阻不計(jì)。導(dǎo)線框右側(cè)存在著寬度同為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為,導(dǎo)線框以速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框始終和磁場(chǎng)垂直且無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,兩點(diǎn)電勢(shì)差隨位移變化的圖像正確的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】根據(jù)題意,設(shè)的電阻均為,線框勻速通過(guò)磁場(chǎng),且磁場(chǎng)寬度可知,開(kāi)始時(shí),切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為棒中電流方向由,則點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),則有棒離開(kāi)磁場(chǎng),棒切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為棒中電流方向由,則點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),則有棒離開(kāi)磁場(chǎng),棒切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為棒中電流方向由,則點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),則有綜上所述可知,兩點(diǎn)電勢(shì)差隨位移變化一直保持不變?yōu)?。故選B。42.(2023·山西·模擬預(yù)測(cè))如圖1所示,光滑水平桌面上有豎直向下、寬度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),正方形閉合導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)為,放在桌面上,邊與磁場(chǎng)邊界平行,。讓導(dǎo)線框在沿方向的恒力作用下穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)線框的圖像如圖2所示。以下判斷正確的是()A.時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框受到的安培力逐漸增大B.時(shí)間內(nèi),對(duì)導(dǎo)線框做的功等于其動(dòng)能的增加量C.時(shí)間內(nèi),圖中陰影部分的面積表示磁場(chǎng)的寬度D.時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱大于【答案】D【解析】A.時(shí)刻,導(dǎo)線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,減速運(yùn)動(dòng),安培力大于恒力,加速度逐漸變小,安培力減
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