26高考物理第二轮专题复习测试题(电磁感应中能量专题)26
高考物理二轮复习练案电磁感应规律及其应用(有答案)
一、选择题(本题共8小题，其中1～4题为单选，5～8题为多选) 1．(2017•河北省定州中学4月考)如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形。
设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中导学号86084260( A )A．线圈中将产生abcd方向的感应电流B．线圈中将产生adcb方向的感应电流C．线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcbD．线圈中无感应电流产生[解析] 当由圆形变成正方形时磁通量变小，根据楞次定律知在线圈中将产生abcd方向的感应电流，故选项A正确。
2．(2017•江西省鹰潭市一模)如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5 m，金属环总电阻为2 Ω，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B＝1 T，在环的最高点上方A 点用铰链连接一长度为1.5 m，电阻为3 Ω的导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3 m/s。
已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为导学号86084261( B )A．0.4 V B．0.65 VC．2.25 V D．4.5 V[解析] 当导体棒摆到竖直位置时，由v＝ωr可得：C点的速度为：vC＝13vB＝13×3 m/s＝1 m/s。
AC间电压为：UAC＝EAC＝BLAC•vC2＝1×0.5×12＝0.25 VCB段产生的感应电动势为：ECB＝BLCB•vC＋vB2＝1×1×1＋32＝2 V。
圆环两侧并联，电阻为：R＝12Ω＝0.5 Ω，金属棒CB段的电阻为：r＝2 Ω，则CB间电压为：UCB＝Rr＋RECB＝0.50.5＋2×2 V ＝0.4 V故AB两端的电压大小为：UAB＝UAC＋UCB＝0.25＋0.4＝0.65 V。
高考物理二轮复习专题过关检测专题：电磁感应(全部含详细答案解析)
高考物理二轮总复习专题过关检测电磁感觉 ( 附参照答案 )一、选择题 ( 此题共 10 小题 ,共有多个选项正确.所有选对的得(时间 :90 分钟满分:100分)40 分.在每题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确4 分,选对但不全的得 2 分 ,有选错的得0 分),有的1.如图 12-1 所示，金属杆ab、 cd 能够在圆滑导轨PQ 和 RS 上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、 cd 分别以速度v1、 v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和的大小、方向可能是()v2图 12-1A.v1＞ v2,v1向右， v2向左B.v1＞ v2,v1和 v2都向左C.v1=v2,v1和 v2都向右D.v1=v2,v1和 v2都向左分析 :因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc 的面积应增大，选项A 、C、D错误， B正确 .答案 :B2.(2010河北唐山高三摸底，12)如图12-2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都能够绕OO ′轴转动 .当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳固后，有()图 12-2A.线圈与蹄形磁铁的转动方向同样B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流分析 :此题考察法拉第电磁感觉定律、楞次定律等考点.依据楞次定律的推行含义可知 A 正确、B错误；最后达到稳固状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为沟通电 .答案 :AC3.如图 12-3 所示 ,线圈 M 和线圈 P 绕在同一铁芯上 .设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向同样时为正 .当 M 中通入以下哪一种电流时 ,在线圈 P 中能产生正方向的恒定感觉电流()图 12-3图 12-4分析 :据楞次定律，P中产生正方向的恒定感觉电流说明M 中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确.答案 :D4.如图 12-5 所示，边长为L 的正方形导线框质量为m，由距磁场H 高处自由着落，其下面ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上面cd 刚才穿出磁场时，速度减为ab 边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()图 12-5A.2mgLB.2mgL+mgHC. 2mgL 3D. 2mgL1mgH mgH44v1 ①分析 :设刚进入磁场时的速度为v1,刚穿出磁场时的速度v22线框自开始进入磁场到完整穿出磁场共着落高度为2L.由题意得1mv12mgH ②1mv11mv22 2mg 2L2Q ③223由①②③得Q2mgL mgH .C选项正确.4答案 :C5.如图 12-6(a) 所示 ,圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一同样线圈Q,P 和 Q共轴,Q 中通有变化电流 ,电流随时间变化的规律如图12-6(b) 所示 ,P 所受的重力为 G,桌面对 P 的支持力为 F N,则()图 12-6A. t 1 时辰 F N ＞ GB.t 2 时辰 F N ＞GC.t 3 时辰 F N ＜ GD.t 4 时辰 F N =G分析 :t 1 时辰 ,Q 中电流正在增大 ,穿过 P 的磁通量增大 ,P 中产生与 Q 方向相反的感觉电流 ,反向电流相互排挤 ,所以 F N ＞ G;t 2 时辰 Q 中电流稳固 ,P 中磁通量不变 ,没有感觉电流 ,F N =G;t 3 时辰 Q中电流为零 ,P 中产生与 Q 在 t 3 时辰前面向同样的感觉电流 ,而 Q 中没有电流 ,所以无相互作用 ,F N =G;t 4 时辰 ,P 中没有感觉电流 ,F N =G. 答案 :AD6.用同样导线绕制的边长为L 或 2L 的四个闭合导体线框，以同样的速度匀速进入右边匀强磁场，如图 12-7 所示 .在每个线框进入磁场的过程中， M 、 N 两点间的电压分别为U a 、 U b 、U c和 U d .以下判断正确的选项是 ( )图 12-7A. U a ＜ U b ＜ U c ＜ U dB.U a ＜U b ＜ U d ＜U cC.U a =U b ＜ U d =U cD.U b ＜U a ＜ U d ＜U c分析 :线框进入磁场后切割磁感线,a 、b 产生的感觉电动势是c 、d 电动势的一半 .而不一样的线框的 电 阻 不 同 . 设 a 线 框 电 阻 为 4r ,b 、 c 、 d 线 框 的 电 阻 分 别 为 6r 、 8r 、 6r , 则U a BLv 3r3BLv ,U b BLv 5r 5BLv , U c B2Lv 6r3BLv ,4r 4 6r 6 8r 2U d B2Lv 4r 4Blv.所以 B 正确 .6r 3答案 :B7.(2010 安徽皖南八校高三二联， 16)如图 12-8 所示，用一块金属板折成横截面为 “ ”形的金属槽搁置在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，并以速度 v 1 向右匀速运动，从槽口右边射入的带电 微粒的速度是v 2，假如微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径 r 和周期 T 分别为 ()图 12-8A. v 1v 2 , 2 v 2B. v 1v 2 ,2 v1 C. v 1 ,2 v1 D. v 1 ,2 v2g g ggggg g分析 :金属板折成 “ ”形的金属槽放在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，并以速度v 1 向右匀速运动时，左板将切割磁感线，上、下两板间产生电势差，由右手定章可知上板为正，下板为负，EU Blv 1Bv 1 ，微粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有 d lm qE qBv 1, 向心力由洛伦兹力供给，所以qv 2 B mv 22, 得 rmv2m 1v2 ，周期g grqBgT2 r 2 v 1 ，故 B 项正确.v 2 g答案 :B8.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上调起，同时经过周期性地变换磁极方向而获取推动动力的新式交通工具.其推动原理能够简化为如图12-9 所示的模型 :在水平面上相距 L 的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离散布的匀强磁场B1和 B2，且 B1=B2 =B，每个磁场的宽度都是 l ，相间摆列，所有这些磁场都以同样的速度向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为 L、宽为 l 的金属框 abcd(悬浮在导轨上方 )在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为 R，运动中所遇到的阻力恒为 F f，金属框的最大速度为v m，则磁场向右匀速运动的速度 v 可表示为 ()图 12-9A. v=( B2 L2 v m－ F f R)/B2L 2B.v=(4 B2L2v m+F f R)/4B2L 2C.v=(4 B2L2v m－ F f R)/4B2L 2D. v=(2 B2L2v m+F f R)/2B2L2分析 :导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(v－ v m)切割磁感线运动，由右手定章可知回路中产生的电流方向为 abcda,回路中产生的电动势为E=2BL( v－v m), 回路中电流为 I=2BL( v－v m)/R,由于左右两边 ad 和 bc 均遇到安培力，则合安培力为F22合=2×BLI=4 B L (v－ v m)/R，依题意金属框达到最大速度时遇到的阻力与安培力均衡，则 F f=F 合，解得磁场向右匀速运动的速度v=(4 B2L 2v m+F f R)/4 B2L2,B 对 .答案 :B9.矩形导线框abcd 放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感觉强度B 随时间变化的图象如图 12-10 甲所示 ,t=0 时辰 ,磁感觉强度的方向垂直纸面向里 .在 0～ 4 s 时间内 ,线框中的感觉电流 (规定顺时针方向为正方向 )、ab 边所受安培力 (规定向上为正方向 )随时间变化的图象分别为图乙中的 ()甲乙图 12-0分析 :在0～1 s内,穿过线框中的磁通量为向里的减少,由楞次定律 ,感觉电流的磁场垂直纸面向里 ,由安培定章 ,线框中感觉电流的方向为顺时针方向.由法拉第电磁感觉定律 , E n B S,E t必定,由I E, 故I必定.由左手定章,ab边受的安培力向上.因为磁场变弱,故安培力变小.同理R可判出在1～2 s 内 ,线框中感觉电流的方向为顺时针方向,ab 边受的安培力为向下的变强.2～3 s 内 ,线框中感觉电流的方向为逆时针方向,ab 边受的安培力为向上的变弱,所以选项 AD 对 .答案 :AD10.如图 12-11 甲所示 ,用裸导体做成U 形框架 abcd,ad 与 bc 相距 L=0.2 m,其平面与水平面成θ=30 °角 .质量为 m=1 kg 的导体棒 PQ 与 ad、bc 接触优秀 ,回路的总电阻为R=1 Ω整.个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感觉强度 B 随时间 t 的变化状况如图乙所示 (设图甲中B 的方向为正方向 ).t=0 时 ,B0=10 T、导体棒 PQ 与 cd 的距离 x0=0.5 m. 若 PQ一直静止 ,对于 PQ与框架间的摩擦力大小在0～ t1=0.2 s 时间内的变化状况 ,下面判断正确的选项是 ()图 12-11A. 向来增大B.向来减小C.先减小后增大D. 先增大后减小分析 :由图乙,B B050T/s ,t=0时 , 回路所围面积S=Lx0=0.1m2,产生的感觉电动势t t1B S5V ,I EE5A ,安培力F=B0IL =10 N,方向沿斜面向上.而下滑力mgsin30 =5°N, t R小于安培力 ,故刚开始摩擦力沿斜面向下 .跟着安培力减小 ,沿斜面向下的摩擦力也减小 ,当安培力等于下滑力时 ,摩擦力为零 .安培力再减小 ,摩擦力变成沿斜面向上且增大 ,应选项 C 对 .答案 :C二、填空题 ( 共 2 小题，共12 分 )11.(6 分 )如图 12-12 所示 ,有一弯成θ角的圆滑金属导轨POQ ,水平搁置在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中 ,磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒MN 与导轨的 OQ 边垂直搁置 ,金属棒从 O 点开始以加速度a向右运动,求t秒末时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是____________________.图 12-12分析 :该题求的是t 秒末感觉电动势的刹时价,可利用公式E=Blv 求解 ,而上面错误会法求的是平均值 .开始运动t 秒末时 ,金属棒切割磁感线的有效长度为L OD tan1 at 2tan .2依据运动学公式,这时金属棒切割磁感线的速度为v=at.由题知 B、 L、 v 三者相互垂直,有E Blv1 Ba2t3tan,即金属棒运动t秒末时,棒与导轨所2组成的回路中的感觉电动势是 E 1 Ba 2t 3 tan . 答案:12Ba 2t 3 tan212.(6 分 )如图 12-13 所示 ,有一闭合的矩形导体框 ,框上 M 、 N 两点间连有一电压表 ,整个装置处于磁感觉强度为 B的匀强磁场中 ,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度 v向右匀速平动时 ,M 、 N 之间有无电势差 ?__________(填 “有 ”或 “无 ”)，电压表的示数为 __________.图 12-13分析 :当矩形导线框向右平动切割磁感线时 ,AB 、 CD 、 MN 均产生感觉电动势 ,其大小均为 BLv,依据右手定章可知 ,方向均向上 .因为三个边切割产生的感觉电动势大小相等,方向同样 ,相当于 三个同样的电源并联,回路中没有电流 .而电压表是由电流表改装而成的,当电压表中有电流通过时 ,其指针才会偏转 .既然电压表中没有电流经过 ,其示数应为零 .也就是说 ,M 、 N 之间虽有电势差 BLv,但电压表示数为零 . 答案:有 0三、计算、阐述题(共 4 个题 ,共 48 分 .解答应写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不可以得分 .有数值计算的题答案中一定明确写出数值和单位 )13.(10 分 )如图 12-14 所示是一种丈量通电线圈中磁场的磁感觉强度 B 的装置 ,把一个很小的测 量线圈 A 放在待测处 ,线圈与丈量电荷量的冲击电流计 G 串连 ,当用双刀双掷开关 S 使螺线管的电流反向时 ,丈量线圈中就产生感觉电动势 ,进而惹起电荷的迁徙,由表 G 测出电荷量 Q,就能够算出线圈所在处的磁感觉强度 B.已知丈量线圈的匝数为 N,直径为 d,它和表 G 串连电路的总电阻为 R,则被测出的磁感觉强度B 为多大?图 12-14分析 :当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时,丈量线圈中就产生感觉电动势,依据法拉第电2B ( d) 2 磁感觉定律可得 : ENN 2tt由欧姆定律和电流的定义得:IE Q,即QE t RtR联立可解得 : B2QR .2QR Nd 2答案 :Nd 214.(12 分 )如图 12-15 所示 ,线圈内有理想界限的磁场 ,开始时磁场的磁感觉强度为 B 0.当磁场均匀 增添时 ,有一带电微粒静止于平行板(两板水平搁置 )电容器中间 ,若线圈的匝数为n,平行板电容器的板间距离为 d,粒子的质量为 m,带电荷量为 q.(设线圈的面积为S)求 :图 12-15(1) 开始时穿过线圈平面的磁通量的大小 .(2) 处于平行板电容器间的粒子的带电性质 .(3) 磁感觉强度的变化率 . 分析 :(1) Φ=B 0S.(2) 由楞次定律 ,可判出上板带正电 ,故推出粒子应带负电 .(3) En, , ΔΦ= B ·S,tqEmg ,联立解得 :B mgd . dtnqS答案 :(1)B 0S (2)负电(3)B mgdtnqS15.(12 分)两根圆滑的长直金属导轨 MN 、 M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为 l ，电阻不 计， M 、 M ′处接犹如图 12-16 所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R ，电容器的电容为 C.长度也为 l 、阻值同为R 的金属棒 ab 垂直于导轨搁置，导轨处于磁感觉强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中 .ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持优秀接触， 在 ab 运动距离为 s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求 :图 12-16(1) ab 运动速度 v 的大小；(2) 电容器所带的电荷量 q.分析 :此题是电磁感觉中的电路问题 ,ab 切割磁感线产生感觉电动势为电源.电动势可由 E=Blv计算 .此中 v 为所求 ,再联合闭合 (或部分 )电路欧姆定律、焦耳定律、电容器及运动学知识列方程可解得 .(1) 设 ab 上产生的感觉电动势为 E ，回路中的电流为 I,ab 运动距离 s 所用时间为 t,三个电阻 R与电源串连 ,总电阻为 4R,则 E=BlvE由闭合电路欧姆定律有 Is 4Rtv由焦耳定律有 Q=I 2(4R)t 由上述方程得 v4QR .B 2l 2s(2) 设电容器两极板间的电势差为 U ,则有 U=IR电容器所带电荷量q=CU解得 q CQR .Bls答案 :(1)4QR(2)CQRB 2l 2 s Bls16.(14 分 )如图 12-17所示 ,水平川面上方的 H 高地区内有匀强磁场 ,水平界面 PP′是磁场的上面界 ,磁感觉强度为B,方向是水平的 ,垂直于纸面向里 .在磁场的正上方 ,有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd,ab 长为 l1 ,bc 长为 l2,H ＞ l2,线框的质量为 m,电阻为 R.使线框 abcd 从高处自由落下,ab边着落的过程中一直保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动状况是 :cd 边进入磁场此后 ,线框先做加快运动 ,而后做匀速运动 ,直到 ab 边抵达界限 PP′为止 .从线框开始着落到 cd 边恰好抵达水平川面的过程中 ,线框中产生的焦耳热为 Q.求 :图 12-17(1) 线框 abcd 在进入磁场的过程中,经过导线的某一横截面的电荷量是多少?(2)线框是从 cd 边距界限 PP ′多高处开始着落的 ?(3) 线框的 cd 边抵达地面时线框的速度大小是多少?分析 :(1)设线框abcd进入磁场的过程所用时间为t,经过线框的均匀电流为I,均匀感觉电动势为,则, I, ΔΦ=Bl 1l 2t R经过导线的某一横截面的电荷量q I t 解得q Bl1l2 . R(2)设线框从 cd 边距界限 PP ′上方 h 高处开始着落 ,cd 边进入磁场后 ,切割磁感线 ,产生感觉电流 , 在安培力作用下做加快度渐渐减小的加快运动,直到安培力等于重力后匀速着落,速度设为 v,匀速过程向来连续到 ab 边进入磁场时结束 ,有ε=Bl 1v, I, F A=BIl1,F A=mgRmgR解得 vB 2l12线框的 ab 边进入磁场后 ,线框中没有感觉电流.只有在线框进入磁场的过程中有焦耳热Q.线框从开始着落到ab 边刚进入磁场的过程中 ,线框的重力势能转变成线框的动能和电路中的焦耳热 .则有mg(h l 2 )1mv2Q 解得h m3 g 2 R22QB 4l14l2 .22mgB4 l14 (3) 线框的 ab 边进入磁场后 ,只有重力作用下 ,加快着落 ,有1mv221 mv2mg(H l2 ) 22cd 边抵达地面时线框的速度m2 g 2 R2 v242g( HB4 l1答案:(1) Bl1l2Rm3 g 2 R22QB4 l14 (2)2mgB4l 14m2 g 2 R22g( H (3)B4l14l 2 ) . l 2l 2 )。
高考物理二轮复习 电磁感应专题检测
高考物理二轮复习 电磁感应专题检测电磁感应(时间:100分钟 满分:110分)第Ⅰ卷 选择题一、选择题：本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的．如下图所示，下列说法正确的是( )A ．不能窃听到电话，因为电话线中电流太小B ．不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通C ．可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流 D ．可以窃听到电话，因为电话中的电流是交流电，在耳机电路中引起感应电流2.现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动．经研究这种方法可以更有效地制动，它有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示，铁质齿轮P 与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体，M 是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流．将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死．如图所示，在齿a 转过虚线位置的过程中，关于M 中感应电流的说法正确的是( )A ．M 中的感应电流方向一直向左B ．M 中的感应电流方向一直向右C ．M 中先有自右向左，后有自左向右的感应电流D ．M 中先有自左向右，后有自右向左的感应电流3．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )A ．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B ．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C ．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D ．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势4. 北半球地磁场的竖直分量向下．如图37-3所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ，线圈的ab 边沿南北方向，ad 边沿东西方向．下列说法中正确的是( )A ．若使线圈向东平动，则a 点的电势比b 点的电势低B ．若使线圈向北平动，则a 点的电势比b 点的电势低C ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →aD ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a图37-1图37-2 图37-35.如图37-4所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d ，将一个边长为L 的正方形导线框以速度υ匀速地通过磁场区域，若d>L ，则在线框中不产生感应电流的时间应等于（ ）A 、d/υ；B 、L/υ；C 、(d-L)/υ；D 、(d-2L)/υ；6．如图37-5是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a 、b 导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路总电阻为R ，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω，则下列说法正确的是( )A ．回路中有大小和方向周期性变化的电流B ．回路中电流大小恒定，且等于BL 2ωRC ．回路中电流方向不变，且从b 导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘D ．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过7．如图37-6所示的电路中，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )A ．a 先变亮，然后逐渐变暗B ．b 先变亮，然后逐渐变暗C ．c 先变亮，然后逐渐变暗D ．b 、c 都逐渐变暗8．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图37-7甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图4－20乙所示，则对应感应电流的变化为图丙中的( )9、如图37-8所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将( )A ．向外偏转B ．向里偏转C ．向上偏转D ．向下偏转10、用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab 、cd 、ef 三根导线，ef 较图37-5 图37-7 丙图37-6长，分别放在电阻可忽略的光滑的平行导轨上，如图37-9所示，磁场是均匀的，用外力使导线水平向右作匀速运动（每次只有一根导线在导轨上），而且每次外力做功功率相同，则下列说法正确的是（ ）A 、ab 运动得最快B 、ef 运动得最快C 、导线产生的感应电动势相等D 、每秒钟产生的热量不相等二、实验题：共4小题，共20分。
2021届高考物理二轮复习：电磁感应 练习
2021届高考物理：电磁感应二轮练习含答案专练：电磁感应**一、选择题1、如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0 时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t ＝t1时刻断开S．下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是()2、如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。
在将磁铁的S极插入线圈的过程中()A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引3、在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为B的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(b>2a)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a 的圆形区域是同心圆。
从某时刻起磁感应强度在Δt 时间内均匀减小到B 2，则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为( )A ．πB (b 2－a 2)2Δt B ．πB (b 2－2a 2)ΔtC ．πB (b 2－a 2)ΔtD ．πB (b 2－2a 2)2Δt4、如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN 恰与磁场边缘平齐。
若第一次将线框从磁场中以恒定速度v 1向右匀速拉出，第二次以线速度v 2让线框绕轴MN 匀速转过90°。
为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势相等，则( )A ．v 1∶v 2＝2∶πB ．v 1∶v 2＝π∶2C ．v 1∶v 2＝1∶2D ．v 1∶v 2＝2∶15、如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd ，ab 边长大于bc 边长．从置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN ．第一次ab 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 1，通过线框导体横截面的电荷量为q 1；第二次bc 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 2，通过线框导体横截面的电荷量为q 2，则( )A ．Q 1>Q 2 q 1＝q 2B ．Q 1>Q 2 q 1>q 2C ．Q 1＝Q 2 q 1＝q 2D ．Q 1＝Q 2 q 1>q 26、(多选)半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r 、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。
2021年高考物理二轮复习试卷：电磁感应综合问题(附答案解析)
2021年高考物理二轮复习试卷：电磁感应综合问题
考点一
楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
1.[考查楞次定律的应用]
(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。
实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图1所示。
实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。
下列说法正确的是()
图1
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动2．[考查法拉第电磁感应定律、右手螺旋定则的应用]
图2为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。
若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb()
图2
A．恒为
nS(B2－B1)
t2－t1
B．从0均匀变化到
nS(B2－B1)
t2－t1
C．恒为－
nS(B2－B1)
t2－t1
D．从0均匀变化到－
nS(B2－B1)
t2－t1
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高考物理二轮复习专题过关检测专题：电磁感应(全部含详细答案解析)
高考物理二轮总复习专题过关检测电磁感应(附参考答案)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.如图12-1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和R S上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是()图12-1A.v1＞v2,v1向右，v2向左B.v1＞v2,v1和v2都向左C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确.答案:B2.(2010河北唐山高三摸底，12)如图12-2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有()图12-2A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C.线圈中产生交流电D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流解析:本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电.答案:AC3.如图12-3 所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()图12-3图12-4解析:据楞次定律，P 中产生正方向的恒定感应电流说明M 中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D 正确.答案:D4.如图12-5所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab 边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )图12-5A.2mgLB.2mgL +mgHC.mgH mgL 432+D.mgH mgL 412+ 解析:设刚进入磁场时的速度为v 1,刚穿出磁场时的速度212v v =① 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L .由题意得mgH mv =2121② Q mv L mg mv +=⋅+222121221③ 由①②③得mgH mgL Q 432+=.C 选项正确. 答案:C5.如图12-6(a)所示,圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同线圈Q ,P 和Q 共轴,Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图12-6(b)所示,P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为F N ,则( )图12-6A.t 1时刻F N ＞GB.t 2时刻F N ＞GC.t 3时刻F N ＜GD.t 4时刻F N =G 解析:t 1时刻,Q 中电流正在增大,穿过P 的磁通量增大,P 中产生与Q 方向相反的感应电流,反向电流相互排斥,所以F N ＞G ;t 2时刻Q 中电流稳定,P 中磁通量不变,没有感应电流,F N =G ;t 3时刻Q 中电流为零,P 中产生与Q 在t 3时刻前方向相同的感应电流,而Q 中没有电流,所以无相互作用,F N =G ;t 4时刻,P 中没有感应电流,F N =G .答案:AD6.用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图12-7所示.在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是()图12-7A.U a ＜U b ＜U c ＜U dB.U a ＜U b ＜U d ＜U cC.U a =U b ＜U d =U cD.U b ＜U a ＜U d ＜U c 解析:线框进入磁场后切割磁感线,a 、b 产生的感应电动势是c 、d 电动势的一半.而不同的线框的电阻不同.设a 线框电阻为4r ,b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r ,则4343BLv r r BLv U a =⋅=,,6565BLv r r BLv U b =⋅=,23862BLv r r Lv B U c =⋅= .34642Blv r r Lv B U d =⋅=所以B 正确. 答案:B7.(2010安徽皖南八校高三二联，16)如图12-8所示，用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，并以速度v 1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速度是v 2，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T 分别为()图12-8 A.g v g v v 2212,π B.g v g v v 1212,π C.g v g v 112,π D.gv g v 212,π 解析:金属板折成“”形的金属槽放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，并以速度v 1向右匀速运动时，左板将切割磁感线，上、下两板间产生电势差，由右手定则可知上板为正，下板为负，11Bv lBlv d U E ===，微粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有,1g qBv g qE m ==向心力由洛伦兹力提供，所以,222r v m B qv =得gv m qB mv r 212==，周期gv v r T 1222ππ==，故B 项正确.答案:B8.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图12-9所示的模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L、宽为l的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为F f，金属框的最大速度为v m，则磁场向右匀速运动的速度v可表示为()图12-9A.v=(B2L2v m－F f R)/B2L2B.v=(4B2L2v m+F f R)/4B2L2C.v=(4B2L2v m－F f R)/4B2L2D.v=(2B2L2v m+F f R)/2B2L2解析:导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(v－v m)切割磁感线运动，由右手定则可知回路中产生的电流方向为abcda,回路中产生的电动势为E=2BL(v－v m),回路中电流为I=2BL(v－v m)/R,由于左右两边ad和bc均受到安培力，则合安培力为F合=2×BL I=4B2L2(v－v m)/R，依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡，则F f=F合，解得磁场向右匀速运动的速度v=(4B2L2v m+F f R)/4B2L2,B对.答案:B9.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图12-10甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0～4 s时间内,线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为图乙中的()甲乙图12-0解析:在0～1 s内,穿过线框中的磁通量为向里的减少,由楞次定律,感应电流的磁场垂直纸面向里,由安培定则,线框中感应电流的方向为顺时针方向.由法拉第电磁感应定律,t S B nE ∆⋅∆=,E 一定,由,RE I =故I 一定.由左手定则,ab 边受的安培力向上.由于磁场变弱,故安培力变小.同理可判出在1～2 s 内,线框中感应电流的方向为顺时针方向,ab 边受的安培力为向下的变强.2～3 s 内,线框中感应电流的方向为逆时针方向,ab 边受的安培力为向上的变弱,因此选项AD 对. 答案:AD10.如图12-11甲所示,用裸导体做成U 形框架abcd ,ad 与bc 相距L =0.2 m,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m =1 kg 的导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好,回路的总电阻为R =1 Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向).t =0时,B 0=10 T 、导体棒PQ 与cd 的距离x 0=0.5 m.若PQ 始终静止,关于PQ 与框架间的摩擦力大小在0～t 1=0.2 s 时间内的变化情况,下面判断正确的是( )图12-11 A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小 解析:由图乙,T/s 5010==∆∆t B t B ,t =0时,回路所围面积S =Lx 0=0.1 m 2,产生的感应电动势V 5=∆⋅∆=t S B E ,A 5==RE I ,安培力F =B 0IL =10 N,方向沿斜面向上.而下滑力mg sin30°=5 N,小于安培力,故刚开始摩擦力沿斜面向下.随着安培力减小,沿斜面向下的摩擦力也减小,当安培力等于下滑力时,摩擦力为零.安培力再减小,摩擦力变为沿斜面向上且增大,故选项C 对. 答案:C二、填空题(共2小题，共12分)11.(6分)如图12-12所示,有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ ,水平放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒M N 与导轨的OQ 边垂直放置,金属棒从O 点开始以加速度a 向右运动,求t 秒末时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是____________________.图12-12解析:该题求的是t 秒末感应电动势的瞬时值,可利用公式E =Blv 求解,而上面错误解法求的是平均值.开始运动t 秒末时,金属棒切割磁感线的有效长度为.tan 21tan 2θθat OD L == 根据运动学公式,这时金属棒切割磁感线的速度为v =at .由题知B 、L 、v 三者互相垂直,有θtan 2132t Ba Blv E ==,即金属棒运动t 秒末时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是.tan 2132θt Ba E =答案:θtan 2132t Ba 12.(6分)如图12-13所示,有一闭合的矩形导体框,框上M 、N 两点间连有一电压表,整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v 向右匀速平动时,M 、N 之间有无电势差?__________(填“有”或“无”)，电压表的示数为__________.图12-13解析:当矩形导线框向右平动切割磁感线时,AB 、CD 、MN 均产生感应电动势,其大小均为BLv ,根据右手定则可知,方向均向上.由于三个边切割产生的感应电动势大小相等,方向相同,相当于三个相同的电源并联,回路中没有电流.而电压表是由电流表改装而成的,当电压表中有电流通过时,其指针才会偏转.既然电压表中没有电流通过,其示数应为零.也就是说,M 、N 之间虽有电势差BLv ,但电压表示数为零.答案:有 0三、计算、论述题(共4个题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图12-14所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B 的装置,把一个很小的测量线圈A 放在待测处,线圈与测量电荷量的冲击电流计G 串联,当用双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移,由表G 测出电荷量Q ,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为N,直径为d ,它和表G 串联电路的总电阻为R ,则被测出的磁感应强度B 为多大?图12-14解析:当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可得:td B N t N E ∆=∆∆Φ=2)2(2π 由欧姆定律和电流的定义得:,t Q R E I ∆==即t RE Q ∆= 联立可解得:.22NdQR B π= 答案:22Nd QR π 14.(12分)如图12-15所示,线圈内有理想边界的磁场,开始时磁场的磁感应强度为B 0.当磁场均匀增加时,有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间,若线圈的匝数为n ,平行板电容器的板间距离为d ,粒子的质量为m ,带电荷量为q .(设线圈的面积为S )求:图12-15(1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小.(2)处于平行板电容器间的粒子的带电性质.(3)磁感应强度的变化率.解析:(1)Φ=B 0S.(2)由楞次定律,可判出上板带正电,故推出粒子应带负电. (3),tn E ∆∆Φ=,ΔΦ=ΔB ·S, mg dE q =⋅,联立解得:.nqS mgd t B =∆∆ 答案:(1)B 0S (2)负电 (3)nqS mgd t B =∆∆ 15.(12分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计，M 、M ′处接有如图12-16所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C.长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q .求:图12-16(1)ab 运动速度v 的大小；(2)电容器所带的电荷量q .解析:本题是电磁感应中的电路问题,ab 切割磁感线产生感应电动势为电源.电动势可由E =Blv 计算.其中v 为所求,再结合闭合(或部分)电路欧姆定律、焦耳定律、电容器及运动学知识列方程可解得.(1)设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中的电流为I ,ab 运动距离s 所用时间为t ,三个电阻R 与电源串联,总电阻为4R ,则E=Blv 由闭合电路欧姆定律有RE I 4= vs t = 由焦耳定律有Q =I 2(4R )t 由上述方程得.422s l B QR v =(2)设电容器两极板间的电势差为U ,则有U=IR电容器所带电荷量q =CU 解得.BlsCQR q =答案:(1)s l B QR 224 (2)Bls CQR 16.(14分)如图12-17所示,水平地面上方的H 高区域内有匀强磁场,水平界面PP ′是磁场的上边界,磁感应强度为B ,方向是水平的,垂直于纸面向里.在磁场的正上方,有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd ,ab 长为l 1,bc 长为l 2,H ＞l 2,线框的质量为m ,电阻为R .使线框abcd 从高处自由落下,ab 边下落的过程中始终保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动情况是:cd 边进入磁场以后,线框先做加速运动,然后做匀速运动,直到ab 边到达边界PP ′为止.从线框开始下落到cd 边刚好到达水平地面的过程中,线框中产生的焦耳热为Q .求:图12-17(1)线框abcd 在进入磁场的过程中,通过导线的某一横截面的电荷量是多少?(2)线框是从cd 边距边界PP ′多高处开始下落的?(3)线框的cd 边到达地面时线框的速度大小是多少?解析:(1)设线框abcd 进入磁场的过程所用时间为t ,通过线框的平均电流为I ,平均感应电动势为ε,则RI t εε=∆∆Φ=,,ΔΦ=Bl 1l 2 通过导线的某一横截面的电荷量t I q ∆=解得.21Rl Bl q = (2)设线框从cd 边距边界PP ′上方h 高处开始下落,cd 边进入磁场后,切割磁感线,产生感应电流,在安培力作用下做加速度逐渐减小的加速运动,直到安培力等于重力后匀速下落,速度设为v ,匀速过程一直持续到ab 边进入磁场时结束,有ε=Bl 1v ,,R I ε=F A =BIl 1,F A =mg 解得212l B mgR v = 线框的ab 边进入磁场后,线框中没有感应电流.只有在线框进入磁场的过程中有焦耳热Q .线框从开始下落到ab 边刚进入磁场的过程中,线框的重力势能转化为线框的动能和电路中的焦耳热.则有Q mv l h mg +=+2221)(解得.222414414223l l mgB l QB R g m h -+= (3)线框的ab 边进入磁场后,只有重力作用下,加速下落,有)(21212222l H mg mv mv -=- cd 边到达地面时线框的速度.)(224142222l H g l B R g m v -+= 答案:(1)Rl Bl 21 (2)241441422322l l mgB l QB R g m -+ (3))(22414222l H g l B R g m -+。
高考物理第二轮复习电磁感应中的能量课后练习
第18讲 电磁感应中的能量题一：如图所示，MN 、PQ 为两根足够长的水平放置的平行金属导轨，间距L ＝1 m ；整个空间内以OO ＇为边界，左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小11T B =，右侧有方向相同、磁感应强度大小22T B =的匀强磁场。
两根完全相同的导体棒c 、b 质量均为0.1kg m =，与导轨间的动摩擦因数均为0.2μ=，两导体棒在导轨间的电阻均为R ＝1 Ω。
开始时，c 、b 棒均静止在导轨上，现用平行于导轨的恒力F ＝0.8 N 向右拉b 棒。
假设c 棒始终在OO ＇左侧，b 棒始终在OO ＇右侧，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，210m/s g =。
（1）c 棒刚开始滑动时，求b 棒的速度大小；（2）当b 棒的加速度大小22 1.5m/s a =时，求c 棒的加速度大小；（3）已知经过足够长的时间后，b 棒开始做匀加速运动，求该匀加速运动的加速度大小，并计算此时c 棒的热功率。
题二：如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成53α=︒角，导轨间接一阻值为3 Ω的电阻R ，导轨电阻忽略不计。
在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为0.5m d =。
导体棒a 的质量为10.1kg m =、电阻为16R =Ω；导体棒b 的质量为20.2kg m =、电阻为23R =Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。
现从图中的M 、N 处同时将a 、b 由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a 刚出磁场时b 正好进入磁场。
（sin530.8︒=，cos530.6︒=，g 取10 m/s 2，a 、b 电流间的相互作用不计），求：（1）在b 穿越磁场的过程中a 、b 两导体棒上产生的热量之比；（2）在a 、b 两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量； （3）M 、N 两点之间的距离。
高三物理 第二轮复习 电磁感应 专题练习试卷(后附答案)
高三物理 第二轮复习 电磁感应 专题练习试卷（后附答案）电磁感应1.如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。
虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场。
方向垂直于回路所在的平面。
回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始络与MN 垂直。
从D 点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 A ．感应电流方向不变 B ．CD 段直线始终不受安培力 C ．感应电动势最大值E ＝Bav D ．感应电动势平均值14E Bav =π 2．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则 （ ）A ．铝环不断升高B ．铝环停留在某一高度C ．铝环跳起到某一高度后将回落D ．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变3．如图所示，矩形闭台线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄扳的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是（ ）A ．摩擦力方向一直向左B ．摩擦力方向先向左、后向或右C ．感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D ．感应电流的方向顺时针→逆时针4．如图所示，A 为水平放置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷─Q ，在A 正上方用丝线悬挂一个金属圆环B （丝线未画出），使B 的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘A的轴线O 1O 2重合。
现使橡胶盘A 由静止开始绕其轴线O 1O 2按图中箭头方向加速转动，则（ ）A ．金属圆环B 有扩大半径的趋势，丝线受到拉力增大BB ．金属圆环B 有缩小半径的趋势，丝线受到拉力减小C ．金属圆环B 有扩大半径的趋势，丝线受到拉力减小D ．金属圆环B 有缩小半径的趋势，丝线受到拉力增大5．如图所示，一矩形线框竖直向上进入有水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，线框在磁场中运动时只受重力和磁场力，线框平面始终与磁场方向垂直。
2023届高考物理二轮复习卷：法拉第电磁感应定律
高中物理高三二轮复习专题：法拉第电磁感应定律一、单选题1．（2分）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt 的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为ρ、高度为h 、半径为r 、厚度为d （d≪r ），则（ ）A ．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向B ．圆管的感应电动势大小为kπr 2ℎC ．圆管的热功率大小为πdℎk 2r 32ρD ．轻绳对圆管的拉力随时间减小2．（2分）如图所示是铜制圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平固定的转轴上，它的边缘正好在两磁极之间（磁板未画出；磁场方向和铜盘盘面垂直），两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触。
使铜盘转动，电阻R 中就有电流通过。
设铜盘沿顺时针方向（从左向右看）匀速转动，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，关于通过电阻R 的电流，下列说法正确的是（ ）A ．正弦式交变电流B ．恒定电流，电流方向从上向下通过电阻RC ．恒定电流，电流方向从下向上通过电阻RD ．电流大小不断变化，电流方向从下向上通过电阻R3．（2分）如图所示，这是感受电磁阻尼的铜框实验的简化分析图，已知图中矩形铜框（下边水平）的质量m=2g、长度L=0.05m、宽度d=0.02m、电阻R=0.01Ω，该铜框由静止释放时铜框下边与方向水平向里的匀强磁场上边界的高度差ℎ=0.2m，磁场上、下水平边界间的距离D=0.27m，铜框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动。
取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。
下列说法正确的是（）A．铜框进入磁场的过程中电流方向为顺时针B．匀强磁场的磁感应强度的大小为0.5TC．铜框下边刚离开磁场时的速度大小为3m/sD．铜框下边刚离开磁场时的感应电流为0.3A4．（2分）如图所示，两竖直放置的平行长直导线l1和l2中通以大小相等且方向向上的电流，其中a、b、c三点位于两导线所在平面内，a、b两点关于l1对称，b、c两点关于l2对称，b点位于l1和l2的正中间。
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电磁感应1．(多选)如图1所示，a、b、c为三只完全相同的灯泡，L为直流电阻不计的线圈，电源内阻不计．下列判断正确的是()图1A．S闭合的瞬间，b、c两灯亮度相同B．S闭合足够长时间后，b、c两灯亮度相同C．S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭D．S断开后，b灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭2．(多选)如图2所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0°<θ<90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()图2A．产生的焦耳热为qBLvB．ab棒中的电流方向从a到bC．下滑的位移大小为qR BLD．运动的平均速度大于1 2v3．如图3甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t＝0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，则0～t1时间内()图3A．圆环中产生感应电流的方向为逆时针B．圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针C．圆环一直具有扩张的趋势D．圆环中感应电流的大小为B0rS 4t0ρ4．(多选)如图4甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t＝0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是()图4A．0.5t0时刻，R中电流方向为由a到bB．1.5t0时刻，R中电流方向为由a到bC．0～t0时间内R的电流小于t0～2t0时间内R的电流D．0～t0时间内R的电流大于t0～2t0时间内R的电流5．如图5所示，两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L＝0.5 m，导轨平面与水平面夹角为θ＝30°，导轨顶端跨接一阻值为R＝0.4 Ω的定值电阻．距导轨顶端MP的距离为d＝0.5 m的CD(CD∥MP)下方有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B0＝1 T的匀强磁场．现将金属棒从CD处由静止释放．取金属棒的质量m＝0.2 kg、电阻为r＝0.1 Ω，在运动过程中金属棒始终与CD保持平行，且与导轨接触良好．当金属棒沿导轨下滑距离d时(图中EF的位置)速度刚好达到最大．重力加速度g＝10 m/s2.试求：图5(1)金属棒速度达到的最大值v m的大小和从CD下滑到EF的过程中金属棒上产生的焦耳热Q；(2)为了使金属棒经EF后回路中不再产生感应电流，可使磁场的磁感应强度B的大小发生变化．试写出磁感应强度B随时间变化的表达式(从金属棒到EF 处时开始计时)．6．如图6甲所示，一边长L＝2.5 m、质量m＝0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B＝0.8 T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合．在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5 s线框被拉出磁场．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，(3)已知在这5 s内力F做功1.92 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少．7 .如图7甲所示，一水平放置的线圈，匝数n＝100匝，横截面积S＝0.2 m2，电阻r＝1 Ω，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度B1随时间t 变化关系图象如图乙所示．线圈与足够长的竖直光滑导轨MN、PQ连接，导轨间距l＝20 cm，导体棒ab与导轨始终接触良好，ab棒接入电路的电阻R＝4 Ω，质量m＝5 g，导轨的电阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度B2＝0.5 T．t＝0时，导体棒由静止释放，g取10 m/s2，求：图7(1)t＝0时，线圈内产生的感应电动势的大小；(2)t＝0时，导体棒ab两端的电压和导体棒的加速度大小；(3)导体棒ab到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率．8．如图8(a)所示，间距L＝0.5 m的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置，轨道平面倾角θ＝30°.导轨底端接有阻值R＝0.8 Ω的电阻，导轨间有Ⅰ、Ⅱ两个矩形区域，其长边都与导轨垂直，两区域的宽度均为d2＝0.4 m，两区域间的距离d1＝0.4 m，Ⅰ区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B0＝1 T，Ⅱ区域内的磁感应强度B随时间t变化如图(b)所示，规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向．t＝0时刻，把导体棒MN无初速度地放在区域Ⅰ下边界上．己知导体棒的质量m＝0.1 kg，导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中，导体棒和导轨电阻不计，取重力加速度g＝10 m/s2.求：图8(1)0.1 s内导体棒MN所受的安培力；(2)t＝0.5 s时回路中的电动势和流过导体棒MN的电流方向；(3)0.5 s时导体棒MN的加速度大小．参考答案1.答案 AD2.答案 CD3.答案 D解析 磁通量先向里减小再向外增加，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向一直为顺时针，故A 、B 错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0～t 0时间内为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t 0～t 1时间内为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故C 错误；由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔBS 圆环2Δt ＝B0πr22t0，感应电流I ＝E R ＝B0πr22t0·S ρ·2πr ＝B0rS 4t0ρ，故D 正确． 4.答案 AC解析 由楞次定律可知0～t 0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t 0～2t 0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A 正确，B 错误；根据法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ，可知0～t 0时间内感应电动势是t 0～2t 0时间内的12，感应电流为：I ＝E R ，所以0～t 0时间内R 中的电流是t 0～2t 0时间内电流的12，故C 正确，D 错误．5.答案 (1)2 m/s 0.02 J (2)B ＝11＋4t ＋5t2解析 (1)当金属棒所受的合力为零时速度最大，根据闭合电路的欧姆定律得：I ＝B0Lvm R ＋r根据平衡条件得：mg sin θ＝B 0IL联立解得v m ＝mg R ＋r θB 02L 2＝2 m/s由能量守恒定律得，该过程中系统产生的焦耳热为Q 总＝mgd sin θ－12mv m 2＝0.1 J其中金属棒中产生的焦耳热Q ＝r R ＋r Q 总＝0.02 J (2)由于回路中没有感应电流，所以金属棒将做匀加速运动，经过时间t 其位移为x ＝v m t ＋12gt 2sin θ＝2t ＋2.5t 2为了使回路中不再产生感应电流，则回路中的磁通量不发生变化Φt ＝Φ0 即：B (x ＋d )L ＝B 0dL解得：B ＝11＋4t ＋5t26.答案 见解析解析 (1)根据q ＝I t ，由I －t 图象得，q ＝1.25 C又根据I ＝E R ＝ΔΦtR ＝BL2tR得R ＝4 Ω.(2)由题图乙可知，感应电流随时间变化的规律：I ＝0.1t由感应电流I ＝BLv R ，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，v ＝RI BL ＝0.2t线框做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2 m/s 2.线框在外力F 和安培力F 安作用下做匀加速直线运动，F －F 安＝ma 又F 安＝BIL得F ＝(0.2t ＋0.1) N(3)t ＝5 s 时，线框从磁场中拉出时的速度v 5＝at ＝1 m/s由能量守恒得：W ＝Q ＋12mv 52线框中产生的焦耳热Q ＝W －12mv 52＝1.67 J7.答案 (1)2 V (2)1.6 V 2 m/s 2 (3)0.25 W解析 (1)由题图乙可知，线圈内磁感应强度变化率：ΔB1Δt＝0.1 T/s 由法拉第电磁感应定律可知：E 1＝n ΔΦΔt ＝n ΔB1ΔtS ＝2 V (2)t ＝0时，回路中电流：I ＝E1R ＋r＝0.4 A 导体棒ab 两端的电压U ＝IR ＝1.6 V设此时导体棒的加速度为a ，则由：mg －B 2Il ＝ma得：a ＝g －B2Il m ＝2 m/s 2(3)当导体棒ab 达到稳定状态时，满足：mg ＝B 2I ′lI ′＝E1＋B2lv R ＋r得：v ＝5 m/s此时，导体棒所受重力的瞬时功率P ＝mgv ＝0.25 W.8.答案 (1) 0.5 N (2)0.4 V N →M (3)7 m/s 2解析 (1)Δt 1＝0.1 s 时间内感应电动势E 1＝ΔB1Δt1d 2L ，ΔB1Δt1＝4 T/s ，I 1＝E1R 0．1 s 内安培力F 1＝B 0I 1L ，解得F 1＝0.5 N(2)因F 1＝mg sin θ，故导体棒第0.1 s 内静止，从0.1 s 末开始加速，设加速度为a 1：mg sin θ＝ma 1，d 1＝12a 1Δt 12，v 1＝a 1Δt 1，解得：Δt 1＝0.4 s ，v 1＝2 m/st ＝0.5 s 时，导体棒刚滑到Ⅱ区域上边界，此时B 2＝0.8 T ， 切割磁感线产生的电动势E 2＝B 2Lv 1＝0.8 Vt ＝0.5 s 时，因磁场变化而产生的感应电动势E 3＝ΔB2Δt2d 2L ，ΔB2Δt2＝6 T/s ，解得E 3＝1.2 V t ＝0.5 s 时的总电动势E ＝E 3－E 2＝0.4 V导体棒电流方向：N →M(3)设0.5 s 时导体棒的加速度为a ，有F ＋mg sin θ＝ma ，又I ＝E R ，F ＝B 2IL ，解得a ＝7 m/s 2.。
高考物理二轮复习第讲电磁感应专题训练.docx
第13讲电磁感应一、选择题(每小题6分,共36分)1.(2018湖北宜昌元月调研)一种早期发电机原理示意图如图所示,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,线圈圆心为O点。
在磁极绕转轴匀速转动的过程中,当磁极与O点在同一条直线上时,穿过线圈的( )A.磁通量最大,磁通量变化率最大B.磁通量最大,磁通量变化率最小C.磁通量最小,磁通量变化率最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小2.(2018辽宁大连双基,8)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的灯泡,随着开关S闭合和断开(灯丝不会断),灯L1、L2亮度的变化情况是( )A.S闭合,L1不亮,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮B.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮C.S断开,L1、L2立即不亮D.S断开,L1、L2都会亮一下再熄灭3.(2018安徽六校二联)(多选)如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向右上方穿进磁场,当AC刚进入磁场时,线框的速度为v,方向与磁场边界成45°角,若线框的总电阻为R,则( )A.线框穿进磁场过程中,线框中电流的方向为DCBADB.AC刚进入磁场时线框中感应电流为2BavRC.AC刚进入磁场时线框所受安培力为2B2a2vRD.此时CD两端电压为34Bav4.(2018河南豫南九校联盟第一次联考)(多选)如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。
金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,金属棒ab接入电路的电阻为R,当流过金属棒ab某一横截面的电量为q时,金属棒ab的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )A.运动的平均速度大于12vB.受到的最大安培力大小为B2L2vR sin θC.下滑的位移大小为qRBLD.产生的焦耳热为qBLv5.(2018宁夏银川唐徕回民中学等三校三模,7)(多选)如图甲所示,光滑的平行金属导轨AB、CD竖直放置,AB、CD相距L,在B、C间接一个阻值为R的电阻;在两导轨间的abcd矩形区域内有垂直导轨平面向外、高度为5h的有界匀强磁场,磁感应强度为B。
2023届高考物理二轮专题复习：电磁感应+电容+试题
电磁感应之电容模型模型1无外力充电式（电容器+单棒）例1 两条相互平行的光滑水平金属导轨，电阻不计，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B 。
电容器的电容为C ，击穿电压足够大，开始时电容器不带电。
棒ab 长为L ，质量为m ，电阻为R ， 初速度为v 0，金属棒运动时，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
（1） 请分析电容器的工作状态，导体棒的运动情况，若导轨足够长，求导体棒最终的速度。
（2） 若电容器储存的电能满足 212E CU ，忽略电磁辐射损失，求导体棒ab 在整个过程中产生的焦耳热。
模型2．放电式（电容器+单棒）例2 两条相互平行的光滑水平金属导轨，电阻不计，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B 。
棒ab 长为L ，质量为m ，电阻为R ，静止在导轨上。
电容器的电容为C ，先给电容器充电，带电量为Q ，再接通电容器与导体棒。
金属棒运动时，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
请分析电容器的工作状态，导体棒的运动情况，若导轨足够长，求导体棒最终的速度。
模型3.有恒力的充电式电容器例3. 水平金属导轨光滑，电阻不计，匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B 。
棒ab 长为L ，质量为m ，电阻为R ，初速度为零，在恒力F 作用下向右运动。
电容器的电容为C ，击穿电压足够大，开始时电容器不带电。
请分析导体棒的运动情况。
4.模型迁移：（分析方法完全相同，尝试分析吧！）（1）导轨不光滑（2）恒力的提供方式不同，如导轨变成竖直放置或倾斜放置等(3) 电路结构变化1. （ 2017年天津卷12题）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。
电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E ，电容器的电容为C 。
两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l ，电阻不计。
炮弹可视为一质量为m 、电阻为R 的金属棒MN ，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。
首先开关S 接1，使电容器完全充电。
高考物理二轮复习热点训练解析—电磁感应中的动力学和能量问题
高考物理二轮复习热点训练解析—电磁感应中的动力学和能量问题1.(2021·河北省选择性考试模拟演练)如图1甲所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。
导轨顶端连接一个阻值为1Ω的电阻。
在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。
质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v－t图像如图乙所示。
金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。
图1(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。
答案(1)0.25(2)8m/s(3)2.95J解析(1)由图乙可知，金属棒在0～1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s 后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场。
在0～1s过程中，由图乙可知，金属棒的加速度a＝Δv2①Δt＝4m/s在这个过程中，根据牛顿第二定律有mg sin37°－μmg cos37°＝ma②由①②式解得μ＝0.25。
③(2)金属棒在磁场中达到最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为v m金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E＝BL v m④根据闭合回路欧姆定律有I ＝E R⑤根据安培力公式有F A ＝ILB ⑥根据平衡条件有F A ＋μmg cos 37°＝mg sin 37°⑦由③④⑤⑥⑦式解得v m ＝8m/s 。
⑧(3)根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场到速度达到5m/s 时，通过电阻的电荷量为q ＝I －t ＝E －t R ＝ΔΦt t R ＝ΔΦR ＝BLx R ⑨解得金属棒在磁场下滑的位移x ＝qR BL＝2.6m ⑩由动能定理有mgx sin 37°－μmgx cos 37°－W 安＝12m v 22－12m v 21⑪此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功，有Q ＝W 安⑫由⑩⑪⑫式解得，此过程中电阻产生的焦耳热Q ＝2.95J 。
2024届全国高考复习物理历年好题专项(电磁感应中的动力学、能量和动量问题)练习(附答案)
2024届全国高考复习物理历年好题专项（电磁感应中的动力学、能量和动量问题）练习1.如图甲、乙、丙中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C 原来不带电．设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向里的匀强磁场中，导轨足够长．现给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab 的运动状态，下列说法正确的是（ ）A ．图甲中，ab 棒先做匀减速运动，最终做匀速运动B ．图乙中，ab 棒先做加速度越来越大的减速运动，最终静止C ．图丙中，ab 棒先做初速度为v 0的变减速运动，然后反向做变加速运动，最终做匀速运动D ．三种情形下导体棒ab 最终都匀速运动2.（多选）如图所示，竖直平面内有一相距l 的两根足够长的金属导轨位于磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 的均匀金属导体棒ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab 与金属导轨接触良好，ab 电阻为R ，其它电阻不计．导体棒ab 由静止开始下落，过一段时间后闭合电键S ，发现导体棒ab 仍作变速运动，则在闭合电键S 以后，下列说法中正确的有（ ）A ．导体棒ab 变速运动过程中加速度一定减小B ．导体棒ab 变速运动过程中加速度一定增大C ．导体棒ab 最后作匀速运动时，速度大小为v ＝mgR B 2l 2D ．若将导轨间的距离减为原来的12 ，则导体棒ab 作匀速运动时的速度大小为v ＝4mgR B 2l 23.（多选）如图所示，间距L ＝1 m 、足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一阻值R ＝1 Ω的定值电阻．直线MN 垂直于导轨，在其左侧面积S ＝0.5 m 2的圆形区域内存在垂直于导轨所在平面向里的磁场，磁感应强度B 随时间的变化关系为B ＝6t （T ），在其右侧（含边界MN）存在磁感应强度大小B0＝1 T、方向垂直导轨所在平面向外的匀强磁场．t＝0时，某金属棒从MN处以v0＝8 m/s的初速度开始水平向右运动，已知金属棒质量m＝1 kg，与导轨之间的动摩擦因数μ＝0.2，导轨、金属棒电阻不计且金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是（ ）A．t＝0时，闭合回路中有大小为5 A的顺时针方向的电流B．闭合回路中一直存在顺时针方向的电流C．金属棒在运动过程中受到的安培力方向先向左再向右D．金属棒最终将以1 m/s的速度匀速运动4.[2023ꞏ全国高三专题练习]如图所示，两根间距为0.5 m的平行固定金属导轨处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面成θ＝30°角，导轨下端连接阻值为2 Ω的定值电阻．将一质量为0.2 kg的金属棒从两导轨上足够高处由静止释放，则当金属棒下滑至速度最大时，电阻R消耗的电功率为2 W，已知金属棒始终与导轨垂直并接触良好，它们之间的动摩擦因数为3，取重力加速度大小g＝10 m/s2，电路中其余电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）A．金属棒中的电流方向为由b到aB．金属棒速度最大时受到的安培力大小为1.5 NC．金属棒的最大速度为4 m/sD．匀强磁场的磁感应强度的大小为0.4 T5.[2023ꞏ河北石家庄二中模拟]（多选）如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd 与水平面成θ＝30°固定，导轨间距离为l＝1 m，电阻不计．一个阻值为R0的定值电阻与电阻箱R并连接在两金属导轨的上端，整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直向上，磁感应强度大小为B＝1 T．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放．金属棒下滑过程中与导轨接触良好．改变电阻箱的阻值R，测定金属棒的最大速度v m，得到的1v m-1R的图像如图乙所示．取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是（ ）A．金属棒的质量m＝0.2 kgB．定值电阻R0＝2 ΩC．当电阻箱R取2 Ω，且金属棒的加速度为g4时，金属棒的速度v＝1 m/sD．若磁场磁感应强度大小不变，方向变为竖直向上，电阻箱R取2 Ω，则导体棒匀速时的速度为43m/s6.（多选）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍．现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示．不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平．在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（ ）A．甲和乙都加速运动B．甲和乙都减速运动C．甲加速运动，乙减速运动D．甲减速运动，乙加速运动7.如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平桌面上，间距为l＝1 m，电阻不计．整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1 T．金属棒AB、CD水平放置在两导轨上，相距L＝0.3 m，棒与导轨垂直并接触良好，已知AB棒的质量为m1＝0.3 kg，CD棒的质量为m2＝0.5 kg，两金属棒接入电路的电阻为R1＝R2＝0.8 Ω.若给AB棒以v0＝4 m/s的初速度水平向左运动，在两根金属棒运动到两棒间距最大的过程中，下列说法中正确的是（ ）A．AB棒中的电流方向为从B到A，间距最大时电流为零B．CD棒的最终速度大小为1 m/sC．该过程中通过导体横截面的电荷量为0.8 CD．两金属棒的最大距离为1.5 m8.[2023ꞏ四川成都七中高三阶段练习]（多选）如图所示，正方形金属线圈abcd边长为L，电阻为R.现将线圈平放在粗糙水平传送带上，ab边与传送带边缘QN平行，随传送带以速度v匀速运动，匀强磁场的边界PQNM是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为B，PQ与QN夹角为45°，PM长为2L，PQ足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法错误的是（ ）A ．线圈感应电流的方向先是沿adcba 后沿abcdaB ．线圈受到的静摩擦力先增大后减小C ．线圈始终受到垂直于ad 向右的静摩擦力D ．线圈受到摩擦力的最大值为B 2L 2v R9.（多选）如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，间距为L ，电阻不计．整个装置处于两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线．质量均为m 的两根相同导体棒MN 、PQ 静置于如图所示的导轨上（两棒始终与导轨垂直且接触良好）.现使MN 棒获得一个大小为v 0，方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（ ）A ．两金属棒组成系统动量不守恒B ．MN 棒克服安培力做功的功率等于MN 棒的发热功率C ．两棒最终的速度大小均为v 02 ，方向相反D ．通过PQ 棒某一横截面的电荷量为mv 02BL10.（多选）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB 、CD 以及直宽轨EF 、GH 组合而成，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，AB 、CD 等长且与EF 、GH 均相互平行，BE 、GD 等长、共线，且均与AB 垂直，窄轨间距为L 2 ，宽轨间距为L.窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B 的匀强磁场．由同种材料制成的相同金属直棒a 、b 始终与导轨垂直且接触良好，棒长为L 、质量为m 、电阻为R.初始时b 棒静止于导轨EF 段某位置，a 棒从AB 段某位置以初速度v 0向右运动，且a 棒距窄轨右端足够远，宽轨EF 、GH 足够长．下列判断正确的是（ ）A ．a 棒刚开始运动时，b 棒的加速度大小为B 2L 2v 03mRB ．经过足够长的时间，a 棒的速度为45 v 0C ．整个过程中通过回路的电荷量为4mv 05BLD ．整个过程中b 棒产生的焦耳热为115 mv 20 [答题区]题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案11.如图，一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量M＝0.06 kg的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻R＝3 Ω的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF；EF与斜面底边平行，长度L＝0.6 m．初始时CD与EF相距s0＝0.4 m，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离s1＝316m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域．当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速．已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小B＝1 T，重力加速度大小取g＝10 m/s2，sin α＝0.6.求：（1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；（3）导体框匀速运动的距离．参考答案1．答案：C答案解析：题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，由于充电电流不断减小，安培力减小，则导体棒做变减速运动，当电容器C 极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒不受安培力，向右做匀速运动，故A 错误；题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，导体棒受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，电流减小，安培力减小，加速度减小，最终ab 棒静止，故B 错误；题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做变减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做变加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒向左做匀速运动，故C 正确；由以上分析可知，故D 错误．2．答案：AC答案解析：若导体棒加速，重力大于安培力，根据牛顿第二定律，有mg －B 2L 2v R ＝ma ，速度不断加大，故加速度不断减小；若棒减速，重力小于安培力，根据牛顿第二定律，有 B 2L 2v R －mg ＝ma ，速度不断减小，加速度也不断减小．故A 正确，B 错误；由于导体棒的加速度不断减小，最后加速度减至零时变为匀速运动，根据平衡条件，重力和安培力平衡，有B 2L 2v R －mg ＝0，解得 v ＝mgR B 2l 2 ，故C 正确；若将导轨间的距离减为原来的12 ，根据平衡条件，重力和安培力平衡，有 B 2⎝⎛⎭⎫L 22v R 2 －mg ＝0，解得v ＝2mgR B 2l 2 ，故D 错误．3．答案：ACD答案解析：t ＝0时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 E 1＝B 0L v 0＝8 V ，MN 左侧变化的磁场使回路产生的电动势为 E 2＝ΔB Δt S ＝3 V ，由楞次定律和右手定则知两电动势反向，由于E 1>E 2，可知金属棒中的电流方向由M →N ，闭合回路中有顺时针方向的电流 I ＝E 1－E 2R ＝5 A ，选项A 正确；金属棒受到向左的安培力和摩擦力，向右减速，当 B 0L v 1＝E 2时，电流为零，但金属棒仍受到向左的摩擦力，继续减速，此后当 B 0L v <E 2，这时闭合回路中有逆时针方向的电流，金属棒受到向右的安培力和向左的摩擦力，摩擦力大于安培力，金属棒继续减速，直到安培力等于摩擦力时，即 BIL ＝μmg ，金属棒开始匀速运动，则B 0E 2－B 0L v RL ＝μmg 解得 v ＝1 m/s ，选项B 错误，C 、D 正确．4．答案：C答案解析：由右手定则可得，金属棒中的电流方向为由a 到b ，故A 错误；当金属棒速度最大时受力平衡，有mg sin θ＝μmg cos θ＋F 安，得 F 安＝0.5 N ，故B 错误；金属棒克服安培力做功的功率等于电路中的电阻R 产生的热功率，即 P ＝F 安v ，得金属棒速度的大小 v＝4 m/s ，故C 正确；安培力F 安＝BIL ，由闭合电路欧姆定律得 E ＝BL v ＝IR ，得 B ＝F 安RL 2v＝1.0 T ，故D 错误．5．答案：ABD答案解析：金属棒以最大速度v m 下滑时，根据法拉第电磁感应定律，有 E ＝Bl v m ，由闭合电路欧姆定律，有 E ＝I RR 0R ＋R 0.根据平衡条件，有 BIl ＝mg sin θ，由以上各式整理可得 1v m＝B 2l 2mg sin θ ꞏ1R ＋B 2l 2mg sin θ ꞏ1R 0 .根据1v m - 1R 图像可知 B 2l 2mg sin θ ꞏ1R 0 ＝0.5m －1ꞏs ，B 2l 2mg sin θ＝1m －1ꞏsꞏΩ，可得m ＝0.2 kg ，R 0＝2 Ω，A 、B 正确；设此时金属棒下滑速度为v ，有mg sin θ－B ꞏBl v RR 0R ＋R 0l ＝m ꞏ14 g ，可得 v ＝0.5 m/s ，C 错误；设导体棒匀速时的速度为v 2，则有 B cos θ·B ꞏcos θl v 2RR 0R ＋Rl ＝mg sin θ，解得：v 2＝43 m/s ，D 正确． 6．答案：AB答案解析： 设线圈到磁场的高度为h ，线圈的边长为l ，则线圈下边刚进入磁场时，有 v ＝2gh ，感应电动势为 E ＝nBl v ，两线圈材料相等(设密度为ρ0)，质量相同(设为m )，则m ＝ρ0×4nl ×S .设材料的电阻率为ρ，则线圈电阻 R ＝ρ4nl S ＝16n 2l 2ρρ0m，感应电流为 I ＝E R ＝mB v 16nl ρρ0 ，安培力为 F ＝nBIl ＝mB 2v 16ρρ0，由牛顿第二定律有mg －F ＝ma ，联立解得 a ＝g －F m ＝g －B 2v 16ρρ0.加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度．当g >B 2v 16ρρ0 时，甲和乙都加速运动，当g <B 2v 16ρρ0 时，甲和乙都减速运动，当g ＝B 2v 16ρρ0时都匀速．故选AB.7．答案：D答案解析：根据楞次定律和右手定则可以判断AB 棒中的电流方向为从A 到B ，当间距达到最大后，两棒相对静止，回路中磁通量不再变化，电流为零，故A 错误；AB 棒和CD 棒组成的系统所受外力的合力为零，系统动量守恒，有m 1v 0＝(m 1＋m 2)v ′，解得v ′＝m 1v 0m 1＋m 2 ＝0.3×40.3＋0.5m/s ＝1.5 m/s ，故B 错误；对CD 棒在此过程中由动量定理可得B I － lt ＝m 2v ′，所以通过导体横截面的电荷量为Q ＝I － t ＝m 2v ′Bl ＝0.5×1.51×1C ＝0.75 C ，故C 错误；由Q ＝ΔΦR 总与ΔΦ＝Bl ꞏΔx 联立解得Δx ＝QR 总Bl ＝1.2 m ，两金属棒的最大距离为L ＋Δx ＝1.5 m ，故D 正确．8．答案：BCD答案解析：在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，据楞次定律知，线圈感应电流的方向先是沿adcba 后沿abcda ，故A 项正确，不符合题意；线圈的一小部分进入磁场区域时(a 点未进入磁场)，线圈感应电流的方向沿adcba ，bc 边所受安培力方向向左，ab 边所受安培力方向向里，线圈受到的摩擦力方向不是向右，故C 项错误，符合题意；线圈进入磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势(电流)先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小；线圈穿出磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势(电流)先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小，故B 项错误，符合题意；当线圈的有效切割长度为L 时，线圈受到的安培力最大，线圈受到的静摩擦力最大，摩擦力的最大值为F m ＝2 BI m L ＝2 B BL v R L ＝2 B 2L 2v R ，故D 项错误，符合题意．9．答案：ACD答案解析：由右手定则可知，MN 中感应电流由N 到M ，受到安培力向右，PQ 中感应电流由P 到Q ，受到安培力向右，故两导体棒受到的安培力方向相同，系统的合外力不为零，故两金属棒组成系统动量不守恒，A 正确；MN 棒克服安培力做功的功率大于MN 棒的发热功率，B 错误；MN 向左减速，PQ 向右加速，当满足BL v 1＝BL v 2即v 1＝v 2时，回路中感应电流为零，达到稳定状态，两导体棒受到的平均安培力大小相等，对两导体棒由动量定理可得－F － t ＝m v 1－m v 0；F － t ＝m v 2解得v 1＝v 2＝v 02 ，两导体棒速度方向相反，C 正确；设通过PQ 棒某一横截面的电荷量为q ，可得q ＝I － t 对PQ 棒，由动量定理可得B I － L ꞏt＝m v 2联立解得q ＝m v 02BL ，D 正确．故选ACD.10．答案：ABD答案解析：a 棒刚开始运动时，感应电动势为E ＝BL v 02 ，电路中电流为I ＝E R ＋12R＝BL v 03R ，b 棒的安培力为F ＝BIL ＝B 2L 2v 03R .根据牛顿第二定律得a ＝B 2L 2v 03mR ，故选项A 正确；经过足够长时间，电路中无电流，有BL v a 2 ＝BL v b 对a 导体棒，根据动量定理得－B I L 2 Δt ＝m v a－m v 0，对b 导体棒，根据动量定理得B I L Δt ＝m v b 联立解得v a ＝45 v 0；v b ＝25 v 0，故选项B 正确；对b 导体棒，根据动量定理得B I L Δt ＝BLq ＝m v b 解得q ＝2m v 05BL ，选项C 错误；根据能量守恒得12 m v 20 ＝12 m v 2a ＋12 m v 2b ＋Q a ＋Q b ，两导体棒发热量关系为2Q a ＝Q b 解得Q b ＝115 m v 20 ，故D 正确．11．答案：(1)0.18 N (2)0.02 kg 38 (3)518 m答案解析：(1)根据题意可得金属棒和导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运动，由动能定理可得(M ＋m )gs 1sin α＝12 (M ＋m )v 20代入数据解得v0＝32m/s金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得E＝BL v0由闭合回路的欧姆定律可得I＝E R则导体棒刚进入磁场时受到的安培力为F安＝BIL＝0.18 N.(2)金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之后金属棒相对导体框向上运动，因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力，因匀速运动，可有mg sin α＋μmg cos α＝F安此时导体框向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得Mg sin α－μmg cos α＝Ma设磁场区域的宽度为x，则金属棒在磁场中运动的时间为t＝x v0则此时导体框的速度为v1＝v0＋at则导体框的位移x1＝v0t＋12 at2因此导体框和金属棒的相对位移为Δx＝x1－x＝12 at2由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入线框，则有位移关系s0－Δx＝x金属框进入磁场时匀速运动，此时的电动势为E1＝BL v1，I1＝BL v1 R导体框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此可得Mg sin α＝μmg cos α＋BI1L联立以上可得x＝0.3 m，a＝5 m/s2，m＝0.02 kg，μ＝3 8.(3)金属棒出磁场以后，速度小于导体框的速度，因此受到向下的摩擦力，做加速运动，则有mg sin α＋μmg cos α＝ma1金属棒向下加速，导体框匀速，当共速时导体框不再匀速，则有v0＋a1t1＝v1导体框匀速运动的距离为x2＝v1t1代入数据解得x2＝2.59m＝518m.。
[精选]高考物理二轮复习专题训练：电磁感应新人教版-试卷及答案
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[精选]高考物理二轮复习专题训练：电磁感应新人教版-试卷及答案精选文档可编辑修改电磁感应(附参考答案)1.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。
磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则 A. 从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcda B. 从O到t1时间内，导线框中电流越来越小C. 从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD. 从0到t2时间内，导线框ab边受到的安培力越来越大答案：C解析：由楞次定律，从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba，选项A错误C正确；由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，从O到t1时间内，导线框中电流恒定，选项B错误；由安培力公式，从0到t2时间内，导线框ab边受到的安培力先减小后增大，选项D错误。
2．长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如右图所示。
0?在TT?T2时间内，直导线中电流向上。
则在2时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左 2．答案：BT?T2解析：在时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确。
3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。
质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g 则A. 金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→bB2L2vB. 金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为R?r mg?R+r?BLC. 金属棒的最大速度为：?mg???BL??R D. 金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为答案：BD解析：金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律，流过电阻R的电流方向为b→a，选项A错误；金属棒的速度为v时，金属棒中感应电动势E=BLv，感应电流I=E/(R+r)所受的安培力大小为- 1 - 精选文档可编辑修改2精选文档可编辑修改B2L2vF=BIL=R?r,选项B正确；当安培力F=mg时，金属棒下落速度最大，金属棒的最大速度为mg?R+r?B2L2，选项C错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R和r的热功率为v=?mg??mg?????BLBL????R，选项D正确。
电磁感应能量专题高三物理总结及练习第二轮专题复习北京海淀
专题二能量问题．如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直与导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直。
现用一平行与导轨的恒力F 拉杆ab ，使它由静止开始向右运动。
杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。
用E 表示回路中的感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于（）A ．F 的功率B ．安培力的功率的绝对值C ．F 与安培力的合力的功率D ．iE30．如图16所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l =0.50m ，导轨上端接有电阻R =0.80Ω，导轨电阻忽略不计。
导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B =0.40T ，方向垂直于金属导轨平面向外。
电阻r =0.20Ω的金属杆MN ，从静止开始沿着金属导轨下落，下落一定高度后以v =2.5m/s 的速度进入匀强磁场中，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。
已知重力加速度g =10m/s 2，不计空气阻力。
（1）求金属杆刚进入磁场时通过电阻R 的电流大小；（2）求金属杆刚进入磁场时，M 、N 两端的电压；（3）若金属杆刚进入磁场区域时恰能匀速运动，则在匀速下落过程中每秒钟有多少重力势能转化为电能？1．如图所示，光滑U 型金属导轨PQMN 水平固定在竖直向上的匀强磁场中。
磁感应强度为B ，导轨宽度为L 。
QM 之间接有阻值为R 的电阻，其余部分电阻不计。
一质量为M ，电阻为R 的金属棒ab 放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v 0使之开始滑行，最后停在导轨上。
由以上条件，在此过程中可求出的物理量有（） A ．电阻R 上产生的焦耳热 B ．通过电阻R 的总电量 C ．ab 棒运动的位移 D ．ab 棒的运动时间3a ．如图15所示，宽度为L =0.2 m 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨iF的一端连接阻值为R =1.0Ω的电阻。
高考物理第二轮专题复习测试题(电磁感应中能量专题)附参考答案
高三物理第二轮复习测试题 电磁感应中能量专题(附参考答案)一．选择题(4×10;每题至少有一个正确答案,不选或错选得0分;漏选得2分)1．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图12—3—20所示，抛物线的方程是y ＝x 2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线（图中的虚线所示）．一个小金属块从抛物线上y ＝b （b ＞a ）处以速度v 沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后( )A ．mgbB ．21mv2C ．mg （b －a ）D ．mg （b －a ）＋21mv22．如图所示，相距为d 的两水平虚线1L 和2L 分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B ，正方形线框abcd 边长为L(L<d)、质量为m 。
将线框在磁场上方高h 处由静止开始释放，当ab 边进入磁场时速度为o ν，cd 边刚穿出磁场时速度也为o ν。
从ab 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的整个过程中 ( ) A ．线框一直都有感应电流 B ．线框有一阶段的加速度为g C ．线框产生的热量为mg(d+h+L) D ．线框作过减速运动3．如图所示，质量为m ，高度为h 的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（ ）A ．mghB ．2mghC ．大于mgh ，小于2mghD ．大于2mgh4. 如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则： （ ）A ．磁铁的振幅不变B ．磁铁做阻尼振动C ．线圈中有逐渐变弱的直流电D ．线圈中逐渐变弱的交流电5.如图所示，图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。
导线AC 可以贴着光滑竖直长导轨下滑。
设回路的总电阻恒定为R ，当导线AC 从静止开始下落后，下面有关回路能量转化的叙述中正确的是 （ ） A.导线下落过程中,机械能守恒；B.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量；C.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能； D.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能6．如图所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc ，磁场方向垂直于纸面；实线框a'b'c'd'是一正方形导线框，a'b'边与ab 边平行。
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高三物理第二轮复习测试题电磁感应中能量专题(附参考答案)一．选择题(4×10;每题至少有一个正确答案,不选或错选得0分;漏选得2分)1．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图12—3—20所示，抛物线的方程是y ＝x 2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线（图中的虚线所示）．一个小金属块从抛物线上y ＝b （b ＞a ）处以速度v 沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )A ．mgbB ．21mv 2C ．mg （b －a ）D ．mg （b －a ）＋21mv 22．如图所示，相距为d 的两水平虚线1L 和2L 分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B ，正方形线框abcd 边长为L(L<d)、质量为m 。
将线框在磁场上方高h 处由静止开始释放，当ab 边进入磁场时速度为o ν，cd 边刚穿出磁场时速度也为o ν。
从ab 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的整个过程中 ( ) A ．线框一直都有感应电流 B ．线框有一阶段的加速度为g C ．线框产生的热量为mg(d+h+L) D ．线框作过减速运动3．如图所示，质量为m ，高度为h 的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（ ）A ．mghB ．2mghC ．大于mgh ，小于2mghD ．大于2mgh4. 如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则： （ ）A ．磁铁的振幅不变B ．磁铁做阻尼振动C ．线圈中有逐渐变弱的直流电D ．线圈中逐渐变弱的交流电5.如图所示，图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。
导线AC 可以贴着光滑竖直长导轨下滑。
设回路的总电阻恒定为R ，当导线AC 从静止开始下落后，下面有关回路能量转化的叙述中正确的是 （ ） A.导线下落过程中,机械能守恒；B.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量；C.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能；D.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能6．如图所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc ，磁场方R A CB向垂直于纸面；实线框a'b'c'd'是一正方形导线框，a'b'边与ab边平行。
若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样的速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则A．W1= W2B．W2=2W1C．W1=2W2D．W2=4W17．如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽路不计。
斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。
质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示。
在这过程中（）A．作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零B．作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所作的功等于零D．恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热8．如图6所示，两根平行放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中，轨道平面与磁场方向垂直。
当接在轨道间的开关S断开时，让一根金属杆沿轨道下滑（下滑中金属杆始终与轨道保持垂直，且接触良好）。
下滑一段时间后，闭合开关S。
闭合开关后，金属沿轨道下滑的速度—时间图像不可能为（）9．一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一交流电源上，它在2t内产生的热量为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（）A．最大值是102V，有效值是10 V B．最大值是10 V，有效值是52VC．最大值是52V，有效值是5 V D．最大值是20 V，有效值是102V10．如图所示abcd为一竖直放置的矩形导线框，其平面与匀强磁场方向垂直。
导线框沿竖直方向从磁场上边界开始下落，直到ab边出磁场，则以下说法正确的是( )A、线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体横截面上的电荷量相等B、线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体上产生的电热相等C、线圈从进入磁场到完全离开磁场的过程中通过导体上产生的电热等于线圈重力势能的减小D、若线圈在ab边出磁场时已经匀速运动，则线圈的匝数越多下落的速度越大二.填空(10分) a b c da b c d11．空间存在以ab 、cd 为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B ，方向垂直纸面向外，区域宽为1l ，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab 重合，长度为2l ，长边的长度为21l ，如图所示，某时刻线框以初速 沿与ab 垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。
设该线框的电阻为R ，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于 。
12．如图所示，矩形单匝线框绕OO ′轴在匀强磁场中匀速转动。
若磁感应强度增为原来的2倍，则线框转一周产生的热量为原来 倍13．(12分) 如图所示，一个交流高压电源的电压恒为660v ，接在变压器上给负载供电。
已知变压器副线圈的匝数为n 2＝110匝，灯泡D 1、D 2、D 3、D 4是完全相同的灯泡，其上标有“220v ，220W ”，1、若起初电路中没有灯泡D 1时，灯泡D 2、D 3、D 4均正常发光，则变压器的原副线圈的匝数比n 1：n 2为多少？原线圈中磁通量变化率的最大值为多少？2、若在原线圈上接上灯泡D 1时，则灯泡D 2的实际功率为多少？（不考虑灯泡电阻随温度的变化）14．(12分)如图所示，在与水平面成θ角的矩形框范围内有垂直于框架的匀强磁场，磁感应强度为B ，框架的ad 边和bc 边电阻不计，而ab 边和cd 边电阻均为R ，长度均为L ，有一质量为m 、电阻为2R 的金棒MN ，无摩擦地冲上框架，上升最大高度为h ，在此过程中ab 边产生的热量为Q ，求在金属棒运动过程中整个电路的最大热功率P max 。
15．(14分)如图所示，电动机牵引一根原来静止的长L 为1 m 、质量m 为0.1 kg 的导体棒MN ，其电阻R 为1 Ω．导体棒架在处于磁感应强度B 为1 T 、竖直放置的框架上，当导体棒上升h 为3.8 m 时获得稳定的速度，导体产生的热量为2 J ．电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7 V 、1 A ．电动机内阻r 为1 Ω，不计框架电阻及一切摩擦，g 取10 m/s 2，求：D 2D 1 D 3D 416．(15分) 正方形金属线框abcd ，每边长l =0.1m ，总质量m =0.1kg ，回路总电阻02.0 R Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M =0.14kg 的砝码。
线框上方为一磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场区，如图，线框abcd 在砝码M 的牵引下做加速运动，当线框上边ab 进入磁场后立即做匀速运动。
接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g =10m/s 2）。
问：（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？（ 2）线框匀速上升过程中，重物M 做功多少？其中有多少转变为电能？17．(15分)如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽l ＝0.5 m ，框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B ＝1 T ，方向与框面垂直，金属棒MN 的质量为100 g ，电阻为1 Ω．现让MN 无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C ，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g ＝10 m/s 2）18．(16分)两根金属导轨平行放置在倾角为θ=300的斜面上，导轨左端接有电阻R =10Ω，导轨自身电阻忽略不计。
匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B =0.5T 。
质量为m =0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab 静止释放，沿导轨下滑。
如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L =2m ，金属棒ab 下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h =3m 时，速度恰好达到最大速度2m/s ，求此过程中电阻中产生的热量？19．(16分)在如图所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B ，导轨左端的间距为L 1=4l 0，右端间距为l 2=l 0。
今在导轨上放置ACDE 两根导体棒，质量分别为m 1=2m 0，m 2=m 0，电阻R 1=4R0，R 2=R 0。
若AC 棒以初速度V 0向右运动，求AC 棒运动的过程中产生的总焦耳热Q AC ，以及通过它们的总电量q 。
参考答案:1．D 2．BC 3．B 4．BD 5．D 6．B 7．AD 8．D9．B10． 11．122)(2l RB l 12．２13．解：（1）n 1:n 2=660:220=3:1 … … … … … …3分 ∵n 2=110 … … … … … …∴n 1=330 … … … … … …2分由 2 U 1=n 1(ΔΦ/Δt)max … … … … … …2分 ∴(Δф/Δt)max=2 2 … … … … … …2分（2）R D =U 2/P=220Ω … … … … … …2分 U 1-IR D =3IR D … … … … … …1分∴I=660/(4×220)A=3/4A … … … … … …1分P=I 2R D =(3/4)2×220W=123.75W … … … … … …2分14．棒MN 沿框架向上运动产生感应电动势，相当于电源；ab 和cd 相当于两个外电阻并联。
根据题意可知，ab 和cd 中的电流相同，MN 中的电流是ab 中电流的2倍。
由焦耳定律知，当ab 边产生的热量为Q 时，cd 边产生的热量也为Q ，MN 产生的热量则为8Q 。
金属棒MN 沿框架向上运动过程中，能量转化情况是：MN 的动能转化为MN 的势能和电流通过MN 、ab 、cd 时产生的热量。
设MN 的初速度为，由能量守恒得，即而MN 在以速度v 上滑时，产生的瞬时感应电动势所以，整个电路的瞬时热功率为可见，当MN 的运动速度v 为最大速度时，整个电路的瞬时热功率P 为最大值，即15．（1）（mg ＋R v L B m22）v m ＝IU －I 2r ，v m ＝2m/s （v m ＝－3 m/s 舍去） （2）（IU －I 2r ）t ＝mgh ＋21mv m 2＋Ｑ，t ＝1 s16．（1）当线框上边ab 进入磁场，线圈中产生感应电流I ，由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl 由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg 联立求解，得I =8A 由欧姆定律可得，E=IR =0.16V由公式E=Blv ，可求出v =3.2m/s F=BIl=0.4N（2）重物M 下降做的功为W=Mgl =0.14J由能量守恒可得产生的电能为04.0=-=mgl Mgl E 电J17．金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得mg ＝R v l B m22 ①在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E ，由能量守恒定律得mgh ＝21mv m 2＋E②通过导体某一横截面的电量为q ＝R Bhl③由①②③解得E ＝mgh －21mv m 2＝442232l B R g m Bl mgRq -＝5.0121101.0⨯⨯⨯⨯J －42235.0121101.0⨯⨯⨯⨯J ＝3.2 J18．解：当金属棒速度恰好达到最大速度时，受力分析，则mg sin θ=F 安+f 3分 据法拉第电磁感应定律：E =BLv 据闭合电路欧姆定律：I =E R 2分 ∴F 安=ILB =B 2L 2vR =0.2N∴f =mg sin θ－F 安=0.3N 2分 下滑过程据动能定理得：mgh －fh sin θ－W = 12mv 2解得W =1J ，∴此过程中电阻中产生的热量Q =W =1J19．由于棒l 1向右运动，回路中产生电流，l l 受安培力的作用后减速，l 2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。