高考物理电磁学综合3
物理人教版高中选修3-2《电磁学》综合测试题1(附答案)
《电磁学》综合测试题一、选择题1、在一个点电荷电场中，离该点电荷为r 0 的一点，检验电荷q 受力为F ，则离该点电荷为 r 处的场强大小为（ ）（A ） F ／q （B ） F r 0 / q r （C ） F r 02/ q r 2（D ）rr q F 02、如图1所示，A 灯与B 灯电阻相同，当变阻器滑动片向下滑动时，两灯的变化是： （A ）A 灯变亮，B 灯变亮；（B ）A 灯变暗，B 灯变亮； （C ）A 灯变暗，B 灯变暗；（D ）A 灯变亮，B 灯变暗；3、如图2，导线环和条形磁铁在同一平面内，当导线环中通以图示方向电流时，环将（磁铁轴线通过线圈中心）（ ）（A ）不发生转动，只远离磁铁 （B ）发生转动，同时靠近磁铁 （C ）静止不动 （D ）发生转动，同时远离磁铁4、如图3所示，两根电阻不计的光滑导轨跨接一个定值电阻R 水平放置，置于其上的金属棒ab 可沿导轨自由移动，并与导轨组成一个闭合电路，匀强磁场垂直穿过导轨。
现将金属棒ab 沿导轨从静止开始右拉，若保持拉力恒定，经t 1时间后棒速为v 0，加速度为a 1，最终以2 v 0速度前进。
若保持拉力的功率恒定，经t 2时间后棒的速度也为v 0，加速度为a 2，最终也以2 v 0速度前进。
则（ ） (A)t 2=t 1 (B)t 2＜t 1 (C)a 2=2a 1 (D)a 2=3a 15、下列说法正确的是（ ）（A ）在匀强电场中，仅受电场力作用，电荷一定沿电场线运动（B ）在电场中，静止的电荷仅受电场力的作用，沿电场线运动，这一定是匀强电场（C ）电场线互相平行的静电场定是匀强电场 （D ）等势面和电场线垂直的定是匀强电场6、线圈abcd 如图4所示在匀强磁场中沿金属框架向右匀速运动（ ） （A ）因穿过abcd 的磁通量不变，所以ab 和cd 中无电流 （B ）因abcd 切割磁感线运动，则abcd 中有环形电流 （C ）ab 和cd 中都有方向相同的电流流过（D ）通过ab 和cd 的电流强度相等，都等于通过电阻R 的电流强度的一半 7、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 变化如图5所示。
2024高考物理电磁学知识点总结与题型分析
2024高考物理电磁学知识点总结与题型分析一、电磁学知识点总结1. 静电场- 库仑定律：描述静电力的大小和方向关系。
F = k * |q1 * q2| / r^2- 电场强度：在电场中某点受到的电场力的大小和方向。
E =F / q2. 电场中的电势- 电势能：带电粒子在电场力作用下所具有的能量。
U = q * V- 电势：单位正电荷在电场中所具有的电势能。
V = U / q3. 磁场- 安培环路定理：描述磁场的大小和方向关系。
B = μ * I / (2πd)- 磁感应强度：在磁场中单位定向导线上某点受到的磁场力的大小和方向。
F = B * I * l4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律：描述变化磁场中的感应电动势大小和方向关系。
ε = -Δφ / Δt- 感应电动势：导体中由于磁场变化而产生的电动势。
ε = B * l * v * sinθ5. 交流电- 交流电的特点：频率恒定，电流方向和大小随时间变化。
- 有效值和最大值的关系：I(有效值) = I(最大值) / √2二、题型分析1. 选择题- 静电场题型：根据静电场力的基本公式进行计算。
- 电场与电势题型：根据电场强度和电势能公式进行计算。
- 磁场与电磁感应题型：根据安培环路定理和法拉第电磁感应定律进行计算。
2. 计算题- 计算电势能：给定电荷和电场强度，计算电势能。
- 计算电场强度：给定电荷和距离，计算电场强度。
- 计算磁场强度：给定电流和距离，计算磁场强度。
- 计算感应电动势：给定磁感应强度、导线长度、速度和角度，计算感应电动势。
3. 分析题- 静电场分析：分析电场强度、电势和电势能的变化规律。
- 磁场分析：分析磁场强度和磁感应强度的变化规律。
- 电磁感应分析：分析感应电动势的大小和方向变化规律。
三、总结与展望本文对2024高考物理电磁学的知识点进行了总结，并针对不同类型的题目进行了分析。
希望通过此文章的阅读与学习，能够对物理电磁学有更加深入的理解，并在高考中取得好成绩。
高考物理电磁学知识点之磁场综合练习(3)
高考物理电磁学知识点之磁场综合练习(3)一、选择题1．如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（）A．桌面对磁铁的支持力增大B．桌面对磁铁的支持力减小C．桌面对磁铁的支持力不变D．以上说法都有可能2．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间3．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。
质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。
若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）A．该束粒子带负电B．速度选择器的P1极板带负电C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小4．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图。
推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a ×b ×c =0.5m×0.4m×0.3m 。
空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B =10.0T ，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I =1.0×103A ，方向如图。
则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103N B ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103N C ．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP 方向D ．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能5．如图所示，边长为L 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F 1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F 2 。
高考物理电磁学知识点之静电场单元汇编含答案解析(3)
高考物理电磁学知识点之静电场单元汇编含答案解析(3)一、选择题1．如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a ，则正方形两条对角线交点处的电场强度( )A ．大小为42kQ，方向竖直向上 B ．大小为22kQ，方向竖直向上 C ．大小为42kQ，方向竖直向下 D ．大小为22kQ，方向竖直向下 2．静电场方向平行于x 轴，将一电荷量为q -的带电粒子在x d =处由静止释放，粒子只在电场力作用下沿x 轴运动，其电势能E P 随x 的变化关系如图所示．若规定x 轴正方向为电场强度E 、加速度a 的正方向，四幅示意图分别表示电势ϕ 随x 的分布、场强E 随x 的分布、粒子的加速度a 随x 的变化关系和粒子的动能E k 随x 的变化关系，其中正确的是A ．B ．C ．D ．3．真空中静电场的电势φ在x 正半轴随x 的变化关系如图所示，x 1、x 2、x 3为x 轴上的三个点，下列判断正确的是（ ）A．将一负电荷从x1移到x2，电场力不做功B．该电场可能是匀强电场C．负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能D．x3处的电场强度方向沿x轴正方向4．如图所示，A、B、C、D为半球形圆面上的四点，处于同一水平面，AB与CD交于球心且相互垂直，E点为半球的最低点，A点放置一个电量为+Q的点电荷，B点放置一个电量为－Q的点电荷，则下列说法正确的是（）A．C、E两点电场强度不相同B．C点电势比E点电势高C．沿CE连线移动一电量为+q的点电荷，电场力始终不做功D．将一电量为+q的点电荷沿圆弧面从C点经E点移动到D点过程中，电场力先做负功，后做正功5．如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为E。
在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量+q的小球,由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）A．小球在运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时机械能最大C．小球经过环的最低点时对轨道压力为2(mg+qE)D．小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg+qE)v进入某电场，由于电场力和重力的作用，6．质量为m的带电微粒以竖直向下的初速度微粒沿竖直方向下落高度h后，速度变为零。
高考物理电磁学知识点之磁场分类汇编及答案解析(3)
高考物理电磁学知识点之磁场分类汇编及答案解析(3)一、选择题1．一回旋加速器当外加磁场一定时，可把质子加速到v ，它能把氚核加速到的速度为 （ ）A ．vB ．2vC ．3vD ．23v 2．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N 1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N 2，则以下说法正确的是（ ）A ．N 1＞N 2,弹簧长度将变长B ．N 1＞N 2,弹簧长度将变短C ．N 1＜N 2,弹簧长度将变长D ．N 1＜N 2,弹簧长度将变短3．如图所示，有abcd 四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a ＝m b ＜m c ＝m d ，以不等的速度v a ＜v b ＝v c ＜v d 进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B 2磁场，由此可判定( )A ．射向P 1的是a 离子B ．射向P 2的是b 离子C ．射到A 1的是c 离子D ．射到A 2的是d 离子4．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图。
推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a ×b ×c =0.5m×0.4m×0.3m 。
空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B =10.0T ，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I =1.0×103A ，方向如图。
则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103N B ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103N C ．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP 方向D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能5．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。
线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。
2024年高考物理二轮复习专题18：电磁学综合计算题(附答案解析)
专题18·电磁学综合计算题能力突破本专题主要牛顿运动定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律、洛伦兹力、法拉第电磁感应定律，以及用这些知识解决匀速圆周运动模型、导体棒模型、线框模型、圆周运动+类平抛运动模型等类型的试题。
高考热点(1)能利用运动合成与分解的方法处理带电粒子在电场中运动问题；(2)应用几何关系和圆周运动规律分析求解带电粒子在磁场、复合场中的运动；(3)电磁感应中的电路分析、电源分析、动力学和能量转化分析。
出题方向主要考查计算题，一压轴题的形式出现，题目难度一般为中档偏难。
考点1带电粒子(体)在电场中的运动(1)首先分析带电粒子(体)的运动规律，确定带电粒子(体)在电场中做直线运动还是曲【例1】（2023•越秀区校级模拟）一长为l 的绝缘细线，上端固定，下端拴一质量为m 、电荷量为q 的带正电的至小球，处于如图所示水平向右的匀强电场中。
先将小球拉至A 点，使细线水平。
然后释放小球，当细线与水平方向夹角为120︒时，小球到达B 点且速度恰好为零，为重力加速度为g ，sin 300.5︒=，cos30︒=。
求：（1）匀强电场AB 两点间的电势差AB U 的大小；（2）小球由A 点到B 点过程速度最大时细线与竖直方向的夹角θ的大小；（3）小球速度最大时细线拉力的大小。
【分析】（1）根据动能定理列式得出AB 两点电势差的大小；（2）根据矢量合成的特点得出小球受到的合力，结合几何关系得出速度最大时细线与竖直方向的夹角；（3）根据动能定理得出小球的速度，结合牛顿第二定律得出细线的拉力。
【解答】解：（1）由小球由A 点到B 点过程，根据动能定理得：(1cos30)0AB qU mgl ++︒=解得：2AB U q=-（2）由UE d=得匀强电场强度的大小为：3mg E q=小球所受的合力大小为：F ==合合力方向tan qE mg θ=故30θ=︒小球由A 点到B 点过程在与竖直方向夹角30θ=︒为时速度最大；（3）当小球运动到与竖直方向夹角30θ=︒为时速度最大，设此时速度为v ，根据动能定理得：()211602F l cos mv ⋅-︒=合得最大速度v =根据牛顿第二定律得2T v F F ml-=合得速度最大时细线拉力大小T F =答：（1）匀强电场AB 两点间的电势差AB U ；（2）小球由A 点到B 点过程速度最大时细线与竖直方向的夹角θ的大小为30︒；（3）小球速度最大时细线拉力的大小为3。
2021届高考物理三轮强化：电磁场综合应用(解析版)
2021届高考物理三轮强化：电磁场综合应用1.如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分別放入两个完全一样的水平金属圆盘a 和b .它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷将它们连接.当圆盘a 顺时针(从上向下看)转动时( )A.圆盘b 总是与a 沿相同方向转动B.圆盘b 总是与a 沿相反方向转动C.若12B B 、同向，则a b 、转向相同D.若12B B 、反向，则a b 、转向相同 2.如图甲,一带电物块无初速度地放在传送带底端,皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端E 运动至皮带轮顶端F 的过程中,其v t -图像如图乙所示,物块全程运动的时间为4.5 s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是( )A.该物块带负电B.传送带的传动速度大小一定为1 m/sC.若已知传送带的长度,可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移D.在2~4.5 s 内,物块与传送带仍可能有相对运动3.如图所示,三根通电长直导线P Q R 、、互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a ,电流大小均为I ,方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中,距导线r 处的磁感应强度kIB r =,其中k 为常数).某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力( )A.方向垂直纸面向里,B.方向指向x轴正方向,C.方向垂直纸面向里,D.方向指向x轴正方向,4.如图所示,一质量为m、电荷量为q+的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度0v,在以后的运动过程中,圆环运动的v t-图像可能是图中的( )A.②③B.①③C.②④D.①④5.关于电场力与洛伦兹力,下列说法正确的是( )A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力B.电场力对电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对磁场中的电荷不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线或磁感线上D.不运动的电荷在静止磁场中有可能受到洛伦兹力的作用6.如图所示,在倾角为30θ=°的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中电流为I,要使导体棒静止在斜面上,需要外加匀强磁场的磁感应强度B的值不可能为( )A.2mg ILB.mg ILC.2mg ILD.3mg IL 7.如图,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直磁场放置,将A B 、两点接入电压恒定的电源两端,通电时,线框受到的安培力为F (除导体框外其他部分电阻不计),若将ACB 移走,则余下部分导体受到的安培力大小为( )A.14FB.13FC.12FD.23F 8.如图所示,质量为m 、长为L 的导体棒MN 电阻为R ,初始时静止于光滑平行的水平轨道上,轨道间距也为L ,电源电动势为E ,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B ,其方向与轨道平面成θ角斜向上,开关闭合后导体棒开始运动,则( )A.导体棒向左运动B.开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL R C.开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为sin BEL R D.开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BELmR9.如图所示,通电导线MN与单匝圆形线圈a共面,位置靠近圆形线圈a左侧且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,下列说法正确的是( )A.线圈a中产生的感应电流方向为顺时针方向B.线圈a中产生的感应电流方向为逆时针方向C.线圈a所受安培力的合力方向垂直纸面向里D.线圈a所受安培力的合力方向水平向左10.如图所示,两平行导轨ab cd、竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ放在导轨上,使其水平且始终与导轨保持良好接触.现在金属棒PQ中通有大小变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动.已知电流I与时间的关系为I ktk>),方向如图所示,金属棒与导轨间=(k为常数且0的动摩擦因数一定.以竖直向下为正方向,则下列关于金属棒PQ的速度v、加速度a随时间变化的关系图像中,可能正确的是( )A. B. C. D.11.如图所示,两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L,一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=,在安培力的作用下,金属棒以速度v向右匀速运动,通过改变磁感应强度的方向,可使流过金属棒的电流最小,此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )A.30°B.37°C.45°D.60°12.如图所示,用三条相同细线悬挂的水平圆形线圈共有N匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO 垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度B的方向与水平方向成60°角,线圈中通过的电流为0.1 A,若三条细线上的张力为零(重力加速度g取210m/s).则磁感应强度B的大小为( )A.4 T T T D.0.4 T13.如图所示,三根通电长直导线a b c、、都垂直于纸面放置,彼此之间的距离都相等,b c、中电流等大反向,a c、中电流方向相同,a中电流大小为c中电流大小的一半.已知a受到c所产生磁场的安培力为F,若直线电流在某点所产生磁感应强度的大小与电流大小成正比,与该点到直线电流的距离成反比,则下列说法正确的是( )A.b c 、对a 作用力的合力大小等于FB.b c 、对a 作用力的合力方向垂直于a c 、连线C.a c 、对b 作用力的合力方向垂直于a c 、连线D.a c 、对b14.如图所示,a 为带正电的小物块,b 为不带电的绝缘物块,a b 、叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F 拉b 物块,使a b 、一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段( )A.a b 、一起运动的加速度减小B.a b 、一起运动的加速度增大C.a b 、物块间的摩擦力减小D.a b 、物块间的摩擦力增大15.如图所示,条形磁铁静止在水平粗糙桌面上,它的右上方附近固定有一根长直导线,导线中通有方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,与原来没有放置通电导线时相比较,磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 的变化情况是( )A.N 减小了B.N 增大了C.f 始终为0D.f 不为0,且方向向右 16.赤道上的地磁场可看成沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度约为54.010T -⨯,该地一根长500 m 的导线中的电流为10 A,则该导线受到的安培力可能是( )A.0B.0.1 NC.0.3 ND.0.4 N17.关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关C.匀强磁场中,将直导线从中点折成直角,D.两根通有同向电流的平行直导线之间,存在着相互吸引的安培力18.如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中( )A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力方向保持不变D.线框的机械能不断增大19.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当导体棒AB在外力F的作用下向右运动时,下列说法中正确的是( )A.导体棒CD内有电流通过,方向是D C→ B.导体棒CD内有电流通过,方向是C D→C.磁场对导体棒CD的作用力向左D.磁场对导体棒AB的作用力向左20.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ,有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示,四个侧视图中标示出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的是( )A. B. C. D.21.如图所示,斜面上表面光滑绝缘,倾角为θ,斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带电荷量为q+的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,则小球从释放开始,下滑多远后离开斜面.22.水平面上有电阻不计的U形金属导轨NMPQ,它们之间的宽度为,L M和P 之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨放一根质量为m、接入电阻为R的金属棒ab,并加一个范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向斜向右上方与水平面夹角为θ,如图所示.重力加速度为g,求:(1)当ab棒静止时,ab棒受到的摩擦力和支持力各为多少;(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的最小值及其方向.23.如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN PQL=,、竖直放置,其宽度1m 一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接阻值0.40R=Ω的电阻,质量0.01kgm=、电阻0.30r=Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图像中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,2g=(忽略金属棒ab运动过程中对原磁场的影响)，求: 10m/s(1)金属棒ab在1.5~2.1 s内的速度大小及磁感应强度B的大小;(2)金属棒ab在开始运动的1.5 s内,通过电阻R的电荷量；(3)金属棒ab在开始运动的1.5 s内,电阻R上产生的热量.24.电磁轨道炮原理如图所示,炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行轨道之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在轨道的一端,通有电流后炮弹会被磁场力加速,最后从位于轨道另一端的出口高速射出.设两轨道之间的距离L=,炮弹质量0.3kgm=.轨道上的电流I的方向如图中箭头d=,轨道长 5.0m0.1m所示.可认为,炮弹在轨道内运动时做匀加速运动,它所在处磁场的磁感应强度始终为 2.0TB=,方向垂直纸面向里.若炮弹在出口处速度为3v=⨯,忽0/2.01m s略摩擦力与重力的影响.求:(1)炮弹在轨道中运动的加速度大小;(2)通过轨道的电流I.25.如图所示,在倾角为37L=的直导θ=°的光滑斜面上水平放置一根长为0.2m线PQ,两端以很软的轻质导线通入5AI=的电流.将整个装置放入一个竖直向上的0.6TB=的匀强磁场中时,PQ恰好平衡,求导线PQ的重力大小.(sin370.6cos370.8°°)==，参考答案1.答案：D解析：①若12B B 、均向上,从上向下看,a 盘顺时针转动,其半径切割磁感线,根据右手定则可知,感应电流方向为a O b O a '''→→'→-;b 盘电流方向为b O ''→,根据左手定则,安培力沿逆时针方向(俯视);②若12B B 、均向下,从上向下看,a 盘顺时针转动,其半径切割磁感线,根据右手定则可知,感应电流方向为O a O b O ''→→→'→;b 盘电流方向为O b '→',根据左手定则,安培力沿逆时针方向(俯视);③若1B 向上,2B 向下,从上向下看,a 盘顺时针转动,其半径切割磁感线,根据右手定则可知,感应电流方向为a O b O a '''→→'→-;b 盘电流方向为b O ''→,根据左手定则,安培力沿顺时针方向(俯视);④若1B 向下,2B 向上,从上向下看,a 盘顺时针转动,其半径切割磁感线,根据右手定则可知，感应电流方向为O a O b O ''→→→'→;b 盘电流方向为O b '→',根据左手定则,安培力沿顺时针方向(俯视).故D 正确. 2.答案：D解析：由题图乙可知,物块先做加速度减小的加速运动再做匀速运动,物块的最大速度是1 m/s.对物块进行受力分析可知,开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用,设动摩擦因数为μ,沿斜面的方向有N sin F mg ma μθ-=;物块运动后,又受到洛伦兹力的作用,加速度逐渐减小,可知一定是N F 逐渐减小,即洛伦兹力的方向与N F 相同.物块沿传送带向上运动,由左手定则可知,物块带正电,故A 错误.由sin (cos )mg mg f f qvB θμθ=-=洛洛、可知,只要传送带的速度大于等于1 m/s,则物块达到最大速度1 m/s 后受力平衡,与传送带的速度无关,所以传送带的速度可能等于1 m/s,也可能大于1 m/s,物块最终可能相对于传送带静止,也可能相对于传送带运动,故B 错误,D 正确.由以上的分析可知,传送带的速度不能确定,所以不能求出该过程中物块与传送带发生的相对位移,故C 错误. 3.答案：A解析：P Q 、两根导线距离O 点的距离相等,根据安培定则,在O 点产生的磁感应强度方向相反,大小相等,合磁感应强度为零,所以O 点实际磁感应强度等于R 在O 点产生的磁感应强度,根据安培定则,O 点的磁感应强度方向沿x 轴负方向,RO =,磁感应强度的大小kI B r ==所受洛伦兹力方向垂直纸面向里,大小为F evB ==.故A 正确,B 、C 、D错误. 4.答案：D解析：若在刚开始运动时,圆环的洛伦兹力恰好等于重力,即Bvq mg =,此时没有支持力,即也没有摩擦力,所以圆环做匀速直线运动,图像①有可能;若刚开始速度较大,洛伦兹力较大,导致圆环所受支持力向下,则摩擦力阻碍物体运动,导致速度变小,则支持力变小,加速度也减小,最终物体应该做匀速直线运动,所以图像④有可能.若刚开始洛伦兹力小于重力,则圆环所受支持力向上,则摩擦力使得速度越来越小,直到停止,此过程支持力增大,摩擦力增大,加速度增大,图像②、③不可能,故选D. 5.答案：A解析：电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力,只有当电荷与磁场发生相对运动且相对运动方向与磁场方向不平行时,电荷才会受到洛伦兹力,选项A 正确,D 错误;如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力不做功,选项B 错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向也垂直,选项C 错误. 6.答案：D解析：当磁场方向垂直于斜面向下时所需磁感应强度最小,由共点力平衡有sin mg BIL θ=,解得sin 302mg mgB IL IL︒==,方向垂直于斜面向下,故A 、B 、C 项的值均可能,D 项的值不可能.7.答案：D解析：设等边三角形的边长为L ,每条边的电阻为r ,根据左手定则判断出各边受到的安培力的方向,如图,根据欧姆定律,ACB 中的电流12UI r =,AB 中的电流2U I r=,则12132,2BUL BULF F BI L F BI L r r =====,三根电阻丝受到的合安培力大小1233sin 30sin 302BULF F F F r=++=°°,将ACB 移走,则余下部分导体AB 受到的安培力大小为3223BUL F BI L F r ===,D 正确.8.答案：B解析：开关闭合,由左手定则可知,导体棒受到的安培力斜向右下,导体棒向右运动,A 错误;当开关闭合瞬间,根据安培力公式F BIL =,且EI R=,可得BLEF R=,B 正确,C 错误;当开关闭合瞬间,安培力的方向与导轨成(90)θ-°角,由牛顿第二定律与安培力的大小可知,加速度sin BEL a mRθ=,D 错误.9.答案：A解析：由题图可知,通电导线MN 与线圈a 共面,位置靠近圆形线圈a 左侧且相互绝缘,导线两侧的磁感应强度对称分布,由安培定则可知线圈中的合磁通量方向垂直纸面向里;当MN 中电流突然减小时,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知,感应电流为顺时针方向,再由左手定则可知,线圈a 左侧受到的安培力水平向右,而右侧受到的安培力也水平向右,故线圈a 所受安培力的合力水平向右.A 正确. 10.答案：B解析：金属棒开始时加速度方向向下,与速度方向相同,做加速运动,加速度逐渐减小,即做加速度逐渐减小的加速运动,加速度为零时,速度最大,然后加速度方向向上,加速度逐渐增大,做加速度逐渐增大的减速运动,故B 正确,A 错误;根据牛顿第二定律得,金属棒的加速度f f A ,mg F a F N F BIL BLkt m μμμμ-=====,联立解得加速度BLka g t mμ=-,故C 、D 错误. 11.答案：A解析：假设流过金属棒的电流最小时,安培力方向与竖直方向的夹角是θ,对金属棒受力分析,如图所示,则sin ,cos ILB N N ILB mg θμθ=+=,解得sin cos mg ILB μθμθ=+,而sin cos )θμθθϕ+=+,tan ϕμ==即30ϕ=°,故当60θ=°时,可使流过金属棒的电流最小,此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为30°,故A 正确.12.答案：D解析：设线圈半径为r ,单匝线圈质量-32π210(kg)m r =⨯⨯线,磁场的水平分量为sin 30B °,线圈受到的安培力竖直向上的分力为sin 302πF N B I r ︒=⨯⨯⨯,由于细线中的张力为零,则线圈所受安培力竖直向上的分力等于线圈的重力,有32π21010sin 302πN r N B I r -⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯°,解得0.4T B =,故选D.13.答案：AD解析：设c 在a 处产生的磁感应强度大小为B ,根据安培定则可知,b c 、在a 点产生的磁场方向如图所示,根据平行四边形定则可知,=B B 合;设a 中电流大小为,I a 受到c 所产生磁场的安培力为F ,即F BIL =,所以b c 、对a 作用力的合力大小等于F ,A 正确;根据A 项分析可知,a 处合磁感应强度方向如图所示,再根据左手定则可知,b c 、对a 作用力的合力方向不垂直于a c 、连线,B 错误;根据安培定则,a c 、在b 点产生的磁场的磁感应强度合成后如图所示,由左手定则可知,a c 、对b 作用力的合力方向不垂直于a c 、连线,C 错误;a 受c 的安培力为,F c 在a 处产生的磁感应强度大小为B ,则a 在b 处产生的磁感应强度大小为2B,c 在b 处产生的磁感应强度大小为B ,根据几何知识可得B '=合,所以a c 、对b作用力的合力大小2F IL '=⋅=,D 正确.14.答案：AC解析：对整体受力分析,由牛顿第二定律可得(),()a b b a F N M M a N M M g Bqv μ-=+=++,随着v 增大,则N 增大,a 减小,所以整体做加速度减小的加速运动，故A 正确,B 错误;对a 隔离分析，af a M =,所以a b、物块间的摩擦力减小,故C 正确,D 错误. 15.答案：BD解析：以导线为研究对象,由左手定则判断可知导线所受安培力斜向右上方,根据牛顿第三定律可知,导线对磁铁的反作用力方向斜向左下方,磁铁有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,同时磁铁对桌面的压力增大,桌面对磁铁的支持力N 增大,故B 、D 正确. 16.答案：AB解析：当B 与I 垂直时,安培力最大,0.2N F BIL ==;当B 与I 平行时,安培力为零,为最小值,可知安培力的大小范围是00.2NF,故A、B正确,C、D错误.17.答案：CD解析：安培力sinF BILθ=,其中θ为电流方向与磁场方向的夹角,安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角有关.如0θ=°时,就算有电流和磁场也不会有安培力，故A、B错误;若导线与磁场垂直,将导线弯折后,导线所在平面仍与磁场垂直,则两个半段导线受到的安培力大小都为原来的一半,方向相互垂直,,故C正确;根据电流与电流之间的相互作用可知，两根通有同方向电流的平行直导线之间,存在着相互吸引的安培力,故D正确.18.答案：BC解析：根据右手螺旋定则知,直导线下方的磁场方向垂直纸面向里,线框由静止释放,在下落过程中,穿过线框的磁通量减小,根据楞次定律知,感应电流的方向为顺时针方向,即方向保持不变,故A错误,B正确;根据左手定则,线框上边所受的安培力方向向上,线框下边所受的安培力方向向下,由于线框上边所处位置的磁场强,所以线框上边所受的安培力大小大于线框下边所受的安培力大小,所以线框所受安培力的合力方向竖直向上,故C正确;在线框下落的过程中,除重力做功以外,还有安培力做负功,所以线框的机械能减小,故D错误.19.答案：BD解析：导体棒AB切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断可知，AB 中感应电流的方向为B A→,故→，则导体棒CD内有电流通过，方向是C DA错误，B正确.由左手定则判断可知，磁场对导体棒CD的作用力向右，对导体棒AB的作用力向左，故C错误，D正确.20.答案：AB解析：根据左手定则可知,A中安培力方向水平向右,摩擦力可能为零,B中安培力竖直向上,摩擦力可能为零,A 、B 正确;C 中安培力竖直向下,一定受到摩擦力才能平衡,D 中安培力水平向左,一定受摩擦力作用,故C 、D 错误.21.答案：2222cos 2sin m g q B θθ解析：小球沿斜面下滑,在离开斜面前,受到的洛伦兹力F 垂直于斜面向上,受力分析如图所示. 沿斜面方向有sin mg ma θ=; 垂直斜面方向有N cos 0F F mg θ+-=. 其中洛伦兹力为F Bqv =.设下滑距离x 后小球离开斜面,此时斜面对小球的支持力N 0F =,由运动学公式有22v ax =,联立以上各式解得2222cos 2sin m g x q B θθ=.22.答案：(1)sin EBL R θ;cos EBLmg Rθ- (2)mgREL,方向水平向右 解析：(1)从b 向a 看，金属棒受力如图所示,竖直方向有cos N F mg θ+=,水平方向有sin fF θ=,而,EF BIL I R==,联立可得sin ,cos EBL EBLfN mg R Rθθ==-.(2)若ab 棒受到的支持力为零,则cos EBLmg Rθ=,所以cos mgRB EL θ=，当cos 1θ=时,B有最小值,min mgR B EL=,此时F mg =,方向竖直向上,依据左手定则,可知此时磁感应强度方向水平向右. 23.答案：(1)7 m/s;0.1 T (2)1 C (3)0.26 J解析：(1)金属棒ab 在AB 段做匀速运动,由题图乙得7m/s xv t ∆==∆,根据闭合电路欧姆定律可得BLvI r R=+,根据平衡条件有mg BIL =,解得0.1T B =. (2)根据电荷量公式有q I t '=∆,根据闭合电路欧姆定律可得()I R r t Φ∆='+∆,磁通量的变化量L x B Φ'∆=∆⋅,解得1C q =.(3)根据能量守恒定律有,回路中产生的总热量212Q mgx mv =-,解得0.455J Q =,所以0.26J R RQ Q r R==+. 24.答案：(1)524.010m/s ⨯ (2)56.010A ⨯解析：(1)(2)在轨道通有电流I 时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F IdB =,设炮弹的加速度大小为a ,则有F ma =, 炮弹在两轨道间做匀加速运动,有22v aL =, 联立解得524.010m/s a =⨯，56.010A I =⨯.25.答案：0.8 N解析：对PQ 受力分析,如图所示.根据平衡条件,在沿斜面方向上有cos sin BIL G θθ=,得cos 0.8N sin BIL G θθ==,导线PQ 的重力大小为0.8 N.。
高考物理试题：第3讲 电磁感应定律的综合应用
UMN mg＝Eq，E＝ d mgd 所以 UM则通过 R3 的电流 UMN I＝ R ＝0.05 A 3
ab 棒两端的电压为
R1R2 Uab＝UMN＋I ＝0.4 V. R1＋R2
整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂 直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示 .(g ＝ 10 m/s2)
甲 图 9-3-3
乙
(1)保持 ab 棒静止，在 0～4 s 内，通过金属棒 ab 的电流多
大？方向如何？
(2)为了保持 ab 棒静止，需要在棒的中点施加一平行于导 轨平面的外力 F，求当 t＝2 s 时，外力 F 的大小和方向.
【考点练透】 1.(2015 年河北衡水中学调研 ) 如图 933 甲所示，两根足
够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝1 m，导轨平
面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5 Ω的电阻；质 量为m＝0.2 kg、阻值r＝0.5 Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，
距离导轨最上端为 L2＝4 m，棒与导轨垂直并保持良好接触 .
联立解得 F＝34 N.
【考点练透】
3.(2015 年江苏徐州一模 ) 如图 936 所示，相距为 L 的两条
足够长的光滑平行金属导轨，MN、PQ与水平面的夹角为θ，N、
Q两点间接有阻值为 R的电阻 .整个装置处于磁感应强度为 B的 匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下.将质量为m、阻值也 为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离 x 时达到最大速度 .重力加速度为 g，导轨电阻不计，杆与导轨
匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动
2024高考物理电磁学历年考题详解
2024高考物理电磁学历年考题详解近年来，物理学作为高考中的一门重要科目，一直备受关注。
其中，电磁学作为物理学的重要分支之一，涵盖了电场、磁场、电磁波等内容，是学生们备考高考物理的重点之一。
本文将为大家详解2024年高考物理电磁学部分的历年考题，帮助大家更好地掌握相关知识。
I. 选择题篇2024年高考物理电磁学部分的选择题主要涵盖了以下几个方面：电场、磁场、电磁感应以及电磁波等内容。
一、电场1. 题目：在静电场中，两点之间电势差的定义是什么？解析：电势差是指电场力作用下，从某一点移动到另一点时，单位正电荷所做的功。
在静电场中，两点之间的电势差等于单位正电荷从一点移动到另一点时所做的功。
二、磁场2. 题目：在匀强磁场中，带电粒子的轨道形状是什么？解析：在匀强磁场中，带电粒子的轨道形状为圆形或螺旋形。
带电粒子受磁场力作用，垂直于速度方向的力使其改变方向，成为一个圆周运动或螺旋运动。
三、电磁感应3. 题目：电磁感应现象是指什么？解析：电磁感应现象是指当导体中的磁通量发生变化时，会在导体两端产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率与感应电动势的大小成正比。
四、电磁波4. 题目：电磁波的传播速度是多少？解析：电磁波的传播速度是光速，即约为3.0×10^8m/s。
根据麦克斯韦方程组，电磁波在真空中传播时速度恒定，为光速。
II. 解答题篇2024年高考物理电磁学部分的解答题主要涵盖了电场、磁场、电磁感应以及电磁波等内容。
一、电场1. 题目：如图所示，点电荷q1和q2分别位于与电中性的金属棒P 相距为L的两个固定点，棒P与固定点的板B接地。
q1=2q，q2=-q，则恰当放置金属棒P的位置是在固定点中心偏正东方向x处，问处于连接导线与棒P两端的电势差为多大？解析：根据电场的叠加原理，点电荷q对固定点的电势为V=q/（4πε0r），其中r为q到固定点的距离。
由此可计算出点电荷q1和q2对固定点的电势，然后根据电势叠加原理求得总电势。
高中物理第3章磁场章末综合测评3含解析粤教版选修3_1.doc
磁场(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求．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．有一导线南北方向放置，在其下方放一个小磁针．小磁针稳定后，给导线通上如图所示电流，发现小磁针的S极垂直纸面向外偏转．关于此现象下列说法正确的是( )A．没有通电时，小磁针的S极指向地磁场的南极B．通电后小磁针S极仍指向地磁场的南极C．通电导线在小磁针所在处产生的磁场方向垂直纸面向外D．通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场D [小磁针自由静止时，指向地理北极的一端是小磁针的北极，即N极，地磁场的北极在地理南极附近，小磁针的S极指向地磁场的北极，故A错误；通电后根据安培定则可知，导线在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针N极将偏向纸里，S极将偏向纸外，故B、C错误；通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故D正确．]2.在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次通有电流强度大小为1 A、2 A和3 A的电流，各电流的方向如图所示，则导线b所受的合力方向是( )A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里A [根据通有反向电流的导线相互排斥，可知b受到a的排斥力，同时受到c的排斥力；a的电流大小小于c的电流大小，则c对b的电场力大于a对b的电场力，可知导线b所受的合力方向水平向左．故A正确，B、C、D错误．]3.如图所示，竖直面内的导体框ABCD所在平面有水平方向的匀强磁场，AP⊥BC，∠B＝∠C＝60°，AB＝CD＝20 cm，BC＝40 cm.若磁场的磁感应强度为0.3 T，导体框中通入图示方向的5 A电流，则该导体框受到的安培力( )A．大小为0.6 N，方向沿PA方向B．大小为0.6 N，方向沿AP方向C．大小为0.3 N，方向沿PA方向D．大小为0.3 N，方向沿BC方向C [力是矢量，三段导体在磁场中受到的安培力的合力与AD段受到的安培力是等效的，所以根据左手定则可知，导体框受到的安培力的方向垂直于AD的方向向下，即沿PA方向；AD段的长度L＝BC－2BP＝40 cm－2×20 cm×cos 60°＝20 cm＝0.2 m，安培力的大小F＝BIL ＝0.3×5×0.2＝0.3 N．故C正确，A、B、D错误．]4．某空间存在匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是( )A．磁场和电场的方向B．磁场和电场的强弱C．粒子的电性和电量D．粒子入射时的速度C [由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即Eq＝qvB，则v＝EB，若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意，对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求，但是对电性和电量无要求，根据F＝qvB可知，洛伦兹力的方向与速度方向有关，故对入射时的速度也有要求，故选C.]5．如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关K后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2，忽略回路中电流产生的磁场，弹簧形变均在弹性限度内，则磁感应强度B的大小为( )A ．k 2IL (x 2－x 1)B ．k IL (x 2－x 1)C ．k2IL(x 2＋x 1) D ．k IL(x 2＋x 1)A [弹簧伸长量为x 1时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件沿斜面方向有mg sin α＝kx 1＋BIL电流反向后，弹簧伸长量为x 2，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件沿斜面方向有mg sin α＋BIL ＝kx 2联立两式得B ＝k2IL(x 2－x 1)，选A.]6.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(31H)和α粒子(42He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大速度的大小，有( )A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度也较大B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度较小C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度也较小D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度较大B [带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T ＝2πm qB，知氚核(31H)的质量与电量的比值大于α粒子(42He)的，所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大，根据qvB ＝m v 2r 得，最大速度v ＝qBr m ，则最大动能E km ＝12mv 2＝q 2B 2r22m，氚核的质量是α粒子的34倍，氚核的电量是α粒子的12倍，则氚核的最大动能是α粒子的13倍，即氚核的最大动能较小，故B 正确，A 、C 、D 错误．]7.如图是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P 1、P 2的轴线射入电磁场区域，由小孔S 0射入右边的偏转磁场B 2中，运动轨迹如图所示，不计粒子重力．下列相关说法中正确的是( )A ．该束带电粒子带负电B ．速度选择器的P 1极板带负电C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q /m 越小D [带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故A 错误；在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P 1极板带正电，故B 错误；进入B 2磁场中的粒子速度是一定的，根据qvB ＝m v 2r 得，r ＝mvqB，知r 越大，荷质比qm越小，而质量m 不一定大，故C 错误，D 正确．]8．如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场．带电粒子(不计重力)第一次以速度v 1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v 2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )A ．半径之比为 3∶1B ．速度之比为1∶ 3C ．时间之比为2∶3D ．时间之比为3∶2AC [设磁场半径为R ，当第一次以速度v 1沿截面直径入射时，根据几何知识可得r 1R＝tan 60°，即r 1＝3R .当第二次以速度v 2沿截面直径入射时，根据几何知识可得r 2＝R ，则r 1r 2＝31，A 正确；两次情况下都是同一个带电粒子在相同的磁感应强度下运动的，所以根据公式r ＝mvBq，可得v1v2＝r1r2＝31，B错误；因为周期T＝2πmBq，与速度无关，所以运动时间之比为t1t2＝60°360°T90°360°T＝23，C正确，D错误．]9.如图所示的区域共有六处开口，各相邻开口之间的距离都相等，匀强磁场垂直于纸面，不同速度的粒子从开口a进入该区域，可能从b、c、d、e、f五个开口离开，粒子就如同进入“迷宫”一样，可以称作“粒子迷宫”．以下说法正确的是( )A．从d口离开的粒子不带电B．从e、f口离开的粒子带有异种电荷C．从b、c口离开的粒子运动时间相等D．从c口离开的粒子速度是从b口离开的粒子速度的2倍AD [从d口离开的粒子不偏转，所以不带电，选项A正确；根据左手定则，从e、f口离开的粒子带有同种电荷，选项B错误；从b口离开的粒子运动时间是12T，从c口离开的粒子运动时间是14T，选项C错误；从c口离开的粒子轨道半径是从b口离开的粒子轨道半径的2倍，因此速度也是2倍关系，选项D正确．]10．如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是( )A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．该速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里C ．该速度选择器只能选出一种电性，且速度等于B E的粒子 D ．打在A 1处的粒子比打在A 2处的粒子的比荷小AD [质谱仪是测量带电粒子荷质比，分析同位素的重要工具，故A 正确；带电粒子进入磁场中向左偏转，所受洛伦兹力向左，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则，该粒子带正电；该粒子在速度选择器中，受到电场力方向水平向右，则洛伦兹力必须水平向左，该粒子才能通过速度选择器，根据左手定则判断磁场方向垂直纸面向外，故B 错误；根据qE ＝qvB知，v ＝E B 时粒子能通过速度选择器，故C 错误；根据qvB ＝m v 2r 知r ＝mvqB，则越靠近狭缝P ，半径越小，则比荷越大，故打在A 1处的粒子比打在A 2处的粒子比荷小，故D 正确．]11．电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表．如图所示为电磁流量计的示意图，匀强磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B ；当管中的导电液体流过时，测得管壁上a 、b 两点间的电压为U ，单位时间(1 s)内流过管道横截面的液体体积为流量(m 3)，己知管道直径为D ，则( )A ．管中的导电液体流速为U BDB ．管中的导电液体流速为BD UC ．管中的导电液体流量为BD UD ．管中的导电液体流量为πDU 4BAD [最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有qvB ＝q U D ，则v ＝UBD，故A 正确，B 错误；流量为Q ＝vS ＝U BD ·π⎝ ⎛⎭⎪⎫D 22＝πDU 4B ，故D 正确，C 错误．]12．如图所示，套在足够长的绝缘直棒上的带正电小球，其质量为m ，电荷量为q .将此棒竖直放在互相垂直的、沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度大小为E ，匀强磁场的磁感应强度为B ，小球与棒间的动摩擦因数为μ，小球由静止沿棒竖直下落，重力加速度为g ，且E <mgμq，小球带电荷量不变．下列说法正确的是( )A ．小球下落过程中的加速度先增大后减小B ．小球下落过程中加速度一直减小直到为0C ．小球运动中的最大速度为mg μqB ＋E BD ．小球运动中的最大速度为mg μqB －E BBD [小球下滑过程中，受到重力、摩擦力、弹力、向右的洛伦兹力、向右的电场力，开始阶段，小球向下做加速运动时，速度增大，洛伦兹力增大，小球所受的棒的弹力向左，大小为F N ＝qE ＋qvB ，F N 随着v 的增大而增大，滑动摩擦力f ＝μF N 也增大，小球所受的合力F 合＝mg －f ，f 增大，F 合减小，加速度a 减小，当mg ＝f 时，a ＝0，速度最大，做匀速运动，由mg ＝f ＝μ(qE ＋qv m B )得小球运动中的最大速度为v m ＝mg μqB －EB，故B 、D 正确，A 、C 错误．]二、非选择题(本题共4小题，共52分)13.(8分)金属滑杆ab 连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd 、ef 上，如图所示，有一匀强磁场垂直于cd 与ef 所在的平面，磁场方向如图所示，合上开关S ，弹簧伸长2 cm ，测得电路中的电流为5 A ，已知弹簧的劲度系数为20 N/m ，ab 的长L ＝0.1 m ．求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？[解析] ab 受到的安培力为：F ＝BIL ，根据胡克定律：f ＝k Δx ， 由平衡条件得：BIL ＝k Δx ， 代入数据解得：B ＝kΔx IL ＝20×0.025×0.1T ＝0.8 T. [答案] 0.8 T14．(12分)如图所示，粒子源能放出初速度为0、比荷均为qm＝1.6×104C/kg 的带负电粒子，进入水平方向的加速电场中，加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r ＝0.1 m 的圆形磁场区域，磁感应强度B ＝0.5 T ，在圆形磁场区域右边有一竖直屏，屏的高度为h ＝0.6 3 m ，屏距磁场右侧距离为L ＝0.2 m ，且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上．现要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上，不计重力，试求加速电压的最小值．[解析] 粒子运动轨迹如图所示：根据牛顿第二定律及几何知识得tan θ2＝r R ＝qBrmv ，故磁感应强度一定时，粒子进入磁场的速度越大，在磁场中偏转量越小．若粒子恰好不飞离屏，则加速电压有最小值，此时粒子刚好打在屏的最下端B 点，根据带电粒子在磁场中的运动特点可知，粒子偏离水平方向的夹角正切值为tan θ＝h2r ＋L， 解得tan θ＝3，粒子偏离水平方向的夹角θ＝60°＝π3，由几何关系可知，此时粒子在磁场中对应的轨迹半径为R ＝r tanθ2＝310 m带电粒子在电场中加速，由动能定理得qU ＝12mv 2带电粒子在磁场中偏转时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得qvB ＝mv 2R联立解得U ＝60 V故加速电压的最小值为60 V. [答案] 60 V15．(14分)如图甲所示，质量为m 带电量为－q 的带电粒子在t ＝0时刻由a 点以初速度v 0垂直进入磁场，Ⅰ区域磁场磁感应强度大小不变、方向周期性变化如图乙所示(垂直纸面向里为正方向)；Ⅱ区域为匀强电场，方向向上；Ⅲ区域为匀强磁场，磁感应强度大小与Ⅰ区域相同均为B 0.粒子在Ⅰ区域内一定能完成半圆运动且每次经过mn 的时刻均为T 02整数倍，则甲 乙(1)粒子在Ⅰ区域运动的轨道半径为多少？(2)若初始位置与第四次经过mn 时的位置距离为x ，求粒子进入Ⅲ区域时速度的可能值(初始位置记为第一次经过mn ).[解析] (1)带电粒子在Ⅰ区域做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv 0B 0＝m v 2r解得r ＝mv 0qB 0⎝ ⎛⎭⎪⎫或T 0＝2πr v 0，r ＝v 0T 02π. (2)第一种情况：粒子在Ⅲ区域运动半径R ＝x2qv 2B 0＝m v 22R解得粒子在Ⅲ区域速度大小v 2＝qB 0x2m第二种情况：粒子在Ⅲ区域运动半径R ＝x －4r2粒子在Ⅲ区域速度大小v 2＝qB 0x2m－2v 0.[答案] (1)mv 0qB 0或v 0T 02π (2)qB 0x 2m qB 0x 2m－2v 0 16．(18分)如图所示，在y 轴左侧有一平行x 轴方向的匀强电场，电场强度E ＝2×103V/m ，在y 轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，第一象限内磁场的磁感应强度大小B 0＝2×10－2T ，第四象限内磁场的磁感应强度大小为2B 0.现有一比荷qm＝1×106C/kg 的粒子，从电场中与y轴相距10 cm 的M 点(图中未标出)由静止释放，粒子运动一段时间后从N 点进入磁场，并一直在磁场中运动且多次垂直通过x 轴，不计粒子重力，试求：(1)粒子进入磁场时的速度大小；(2)从粒子进入磁场开始计时到粒子第三次到达x 轴所经历的时间； (3)粒子轨迹第一次出现相交时所对应的交点坐标．[解析] (1)对粒子在电场中，由动能定理得Eqx ＝12mv 2，解得v ＝2Eqx m＝2×104m/s.(2)粒子进入磁场做匀速圆周运动，其轨迹如图所示，根据洛伦兹力提供向心力qvB ＝m v 2R ，又v ＝2πRT得：T 1＝2πm qB 0；T 2＝πmqB 0所以粒子从进入磁场到第三次运动到x 轴所用的时间为t ＝T 14＋T 22＋T 12代入数值可得t ＝2π×10－4s.(3)设粒子轨迹第一次出现相交时的交点为P ，如图所示，三角形OPO 1为等边三角形，OP ＝PO 1＝OO 1＝R 1根据洛伦兹力提供向心力有qvB 0＝m v 2R 1得R 1＝ 2 m根据几何关系可得，P 点坐标x ＝R 1cos 60°＝22m y ＝R 1sin 60°＝62m 所以P 点坐标为P ⎝⎛⎭⎪⎫22m ，62m .[答案] (1)2×104 m/s (2)2π×10－4 s (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫22m ，62m。
2022新教材高中物理第3章电磁场与电磁波初步章末综合测评3含解析教科版必修第三册
章末综合测评(三) 电磁场与电磁波初步(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是( )①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A．①③B．①④C．②③D．②④D[同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。
磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡，D正确。
]2．(4分)取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。
若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以大小也为I电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )图(a) 图(b)A．0.5B B．B C．2B D．0D [将长导线对折之后绕成图(b)所示的螺线管，根据右手螺旋定则，产生等大反向的两个磁场，相互抵消，所以磁感应强度为零，故D项正确。
]3．(4分)如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。
下列说法正确的是( )A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处的磁感应强度方向不同C[a、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，M、N在O点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，A错误；由对称性可知，a、b两点处，c、d两处的磁感应强度大小和方向均相同，B错误，C正确；a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下，方向相同，D错误。
高考物理专题电磁学12道精选题附答案
选择题：第一道电场中能的性质1.(2017·全国卷Ⅲ，21,6分)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图5所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V．下列说法正确的是()图5A．电场强度的大小为2.5 V/cmB．坐标原点处的电势为1 VC．电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV2.(2017·全国卷Ⅰ，20,6分)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图4所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是()图4A．E a∶E b＝4∶1 B．E c∶E d＝2∶1C．W ab∶W bc＝3∶1 D．W bc∶W cd＝1∶33.(多选)(2019·全国Ⅱ卷·20)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则()A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行参考答案与解析1.【解析】 如图所示，设a 、c 之间的d 点电势与b 点电势相同，则ad dc ＝10－1717－26＝79，所以d 点的坐标为(3.5 cm,6 cm)，过c 点作等势线bd 的垂线，电场强度的方向由高电势指向低电势．由几何关系可得，cf的长度为3.6 cm ，电场强度的大小E ＝U d ＝(26－17) V 3.6 cm＝2.5 V/cm ，故选项A 正确；因为Oacb 是矩形，所以有U ac ＝U Ob ，可知坐标原点O 处的电势为1 V ，故选项B 正确；a 点电势比b 点电势低7 V ，电子带负电，所以电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ，故选项C 错误；b 点电势比c 点电势低9 V ，电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV ，故选项D 正确．2.【解析】 由图可知，a 、b 、c 、d 到点电荷的距离分别为1 m 、2 m 、3 m 、6 m ，根据点电荷的场强公式E ＝k Q r 2可知，E a E b ＝r 2b r 2a ＝41，E c E d ＝r 2d r 2c ＝41，故A 正确，B 错误；电场力做功W ＝qU ，a 与b 、b 与c 、c 与d 之间的电势差分别为3 V 、1 V 、1 V ，所以W ab W bc ＝31，W bc W cd ＝11，故C 正确，D 错误．3.答案 AC解析 在两个同种点电荷的电场中，一带同种电荷的粒子在两电荷的连线上自M 点(非两点电荷连线的中点)由静止开始运动，粒子的速度先增大后减小，选项A 正确；带电粒子仅在电场力作用下运动，若运动到N 点的动能为零，则带电粒子在N 、M 两点的电势能相等；仅在电场力作用下运动，带电粒子的动能和电势能之和保持不变，可知若粒子运动到N 点时动能不为零，则粒子在N 点的电势能小于在M 点的电势能，即粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能，选项C 正确；若静电场的电场线不是直线，带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹不会与电场线重合，选项B 错误；若粒子运动轨迹为曲线，根据粒子做曲线运动的条件，可知粒子在N 点所受电场力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行，选项D 错误．第二道 带电粒子在匀强磁场中的运动：半径和周期公式1.(2019·全国Ⅲ卷·18)如图1，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限，随后垂直于y 轴进入第一象限，最后经过x 轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为( )图1A.5πm 6qBB.7πm 6qBC.11πm 6qBD.13πm 6qB2.(2017·全国卷Ⅱ，18,6分)如图4，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入速率为v 1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v 2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v 2∶v 1 为( )图4A.3∶2B.2∶1C.3∶1 D ．3∶ 2参考答案与解析1.答案 B解析 设带电粒子进入第二象限的速度为v ，在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示，对应的轨迹半径分别为R 1和R 2，由洛伦兹力提供向心力有q v B ＝m v 2R 、T ＝2πR v ，可得R 1＝m v qB 、R 2＝2m v qB 、T 1＝2πm qB 、T 2＝4πm qB ，带电粒子在第二象限中运动的时间为t 1＝T 14，在第一象限中运动的时间为t 2＝θ2πT 2，又由几何关系有cos θ＝R 2－R 1R 2＝12，可得t 2＝T 26，则粒子在磁场中运动的时间为t ＝t 1＋t 2，联立以上各式解得t ＝7πm 6qB，选项B 正确，A 、C 、D 错误．2.【解析】 当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场边界的位置距P 点最远，则当粒子射入的速率为v 1，轨迹如图甲所示，设圆形磁场半径为R ，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r 1＝R cos 60°＝12R ；若粒子射入的速率为v 2，轨迹如图乙所示，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r 2＝R cos 30°＝32R ；根据轨道半径公式r ＝m v qB可知，v 2∶v 1＝r 2∶r 1＝3∶1，故选项C 正确．甲 乙第三道右手螺旋定则（磁场的叠加）和左手定则1.(2017·全国卷Ⅰ，19,6分)如图3，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是()图3A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1参考答案与解析1.【解析】同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；设三根导线间两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为3F，即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3，故C正确，D错误．第四道带电粒子在复合场中的受力和运动1.(2017·全国卷Ⅰ，16,6分)如图1，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的是()图1A．m a＞m b＞m c B．m b＞m a＞m cC．m c＞m a＞m b D．m c＞m b＞m a参考答案与解析1.【解析】设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即m a g＝qE①b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则m b g＝qE＋q v B②c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则m c g＋q v B＝qE③比较①②③式得：m b>m a>m c，选项B正确．第五道 法拉第电磁感应定律，电荷量Q=It1.（2018年全国1卷）如图1，导体轨道OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中点，O 为圆心．轨道的电阻忽略不计．OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆，M 端位于PQS 上，QM 与轨道接触良好．空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B .现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅱ)．在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则B ′B等于( )图1A.54B.32C.74 D ．22.（交变电流有效值计算）（2018年全国3卷）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正．该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图1所示．则Q 方∶Q 正等于( )图1A ．1∶ 2B.2∶1 C ．1∶2 D ．2∶1参考答案与解析1.答案 B解析 在过程Ⅰ中，根据法拉第电磁感应定律，有E 1＝ΔΦ1Δt 1＝B ⎝⎛⎭⎫12πr 2－14πr 2Δt 1根据闭合电路欧姆定律，有I 1＝E 1R且q 1＝I 1Δt 1在过程Ⅱ中，有E 2＝ΔΦ2Δt 2＝(B ′－B )12πr 2Δt 2I 2＝E 2Rq 2＝I 2Δt 2又q 1＝q 2，即B ⎝⎛⎭⎫12πr 2－14πr 2R ＝(B ′－B )12πr 2R所以B ′B ＝32. 2.答案 D解析 由有效值概念知，一个周期内产生热量Q 方＝u 20R ·T 2＋u 20R ·T 2＝u 20R T ，Q 正＝U 2有效R T ＝(u 02)2RT ＝12·u 20RT ，故知，Q 方∶Q 正＝2∶1.第六道法拉第电磁感应定律，右手定则，左手定则1.(2017·全国卷Ⅱ，20,6分)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图6(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是()图6A．磁感应强度的大小为0.5 TB．导线框运动的速度的大小为0.5 m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N2.电磁感应定律和动量守恒(多选)(2019·全国Ⅲ卷·19)如图1，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是()图1参考答案与解析1.【解析】 由Et 图象可知，导线框经过0.2 s 全部进入磁场，则速度v ＝l t ＝0.10.2m /s ＝0.5 m/s ，选项B 正确；由图象可知，E ＝0.01 V ，根据E ＝Bl v 得，B ＝E l v ＝0.010.1×0.5T ＝0.2 T ，选项A 错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C 正确；在t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 这段时间内，导线框中的感应电流I ＝E R ＝0.010.005A ＝2 A, 所受的安培力大小为F ＝BIl ＝0.2×2×0.1 N ＝0.04 N ，选项D 错误．2.答案 AC解析 棒ab 以初速度v 0向右滑动，切割磁感线产生感应电动势，使整个回路中产生感应电流，判断可知棒ab 受到与v 0方向相反的安培力的作用而做变减速运动，棒cd 受到与v 0方向相同的安培力的作用而做变加速运动，它们之间的速度差Δv ＝v 1－v 2逐渐减小，整个系统产生的感应电动势逐渐减小，回路中感应电流逐渐减小，最后变为零，即最终棒ab 和棒cd 的速度相同，v 1＝v 2，这时两相同的光滑导体棒ab 、cd 组成的系统在足够长的平行金属导轨上运动水平方向上不受外力作用，由动量守恒定律有m v 0＝m v 1＋m v 2，解得v 1＝v 2＝v 02，选项A 、C 正确，B 、D 错误．实验题部分第七道测电阻伏安特性1.(2017·全国卷Ⅰ，23,10分)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图7(a)所示．图7由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W，最大功率为________ W．(结果均保留两位小数)2.二极管的伏安曲线(2019·全国Ⅱ卷·23)某小组利用图1(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出．图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U－t关系曲线．回答下列问题：图1(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 μA ，应调节滑动变阻器R ，使电压表V 1的示数为U 1＝________ mV ；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t 升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表V 1示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R 的滑片向________(填“A ”或“B ”)端移动，以使V 1示数仍为U 1.(2)由图(b)可以看出U 与t 成线性关系．硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为|ΔU Δt|＝________×10－3 V/℃(保留2位有效数字)．参考答案与解析1.【解析】(1)电压表量程为3 V，要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡的电阻R L＝UI＝3.80.32Ω＝11.875 Ω，因R LR A＜R VR L，故电流表用外接法，实验电路原理图如图所示．(2)由IU图象知，图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯泡的电阻随电流的增大而增大，根据电阻定律R＝ρlS知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器的阻值最大为9.0 Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E＝U ＋I(R＋r)得U＝－10I＋4，作出图线①如图所示．由交点坐标可得U1＝1.78 V，I1＝221 mA，P1＝U1I1≈0.39 W；当滑动变阻器电阻值R＝0时，灯泡消耗的功率最大，由E＝U＋I(R＋r)得，I＝－U＋4，作出图线②如图所示．由交点坐标可得，U2＝3.70 V，I2＝315 mA，最大的功率为P2＝U2I2≈1.17 W.2.答案(1)5.00变小增大B(2)2.8解析(1)实验中硅二极管与定值电阻R0串联，由欧姆定律可知，定值电阻两端电压U1＝IR0＝50.0 μA×100 Ω＝5.00 mV；由题图(b)可知，当控温炉内温度升高时，硅二极管两端电压减小，又题图(b)对应的电流恒为50.0μA，可知硅二极管的正向电阻变小，定值电阻R0两端电压增大，即电压表V1示数增大，应增大滑动变阻器接入电路的阻值以减小电路中的电流，从而使电压表V 1示数保持不变，故应将R 的滑片向B 端移动．(2)由题图(b)可知⎪⎪⎪⎪ΔU Δt ＝0.44－0.3080－30V/℃＝2.8×10－3 V/℃.第八道电表改装及校准1.(2019·全国Ⅰ卷·23)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图1(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．图1(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图2所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)图2A．18 mA B．21 mAC．25 mA D．28 mA(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.2.(2019·全国Ⅲ卷·23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．图1(1)欧姆表设计将图1中的实物连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________ Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图2所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________.图2(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________ kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图3所示，则电阻箱接入的阻值为________ Ω.图3参考答案与解析1.答案 (1)连线如图所示(2)C (3)AC (4)9979解析 (1)量程为250 μA 的微安表改装成量程为20 mA 的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图(a)的原理图连线．(2)当标准毫安表示数为16.0 mA 时，对应的微安表读数为160 μA ，说明量程扩大了100倍，因此所改装的电表量程是25 mA ，选项C 正确．(3)根据I g R g ＝(I －I g )R 得：I ＝I g R g R＋I g 出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1 200 Ω，或者并联的电阻R 计算错误，接入的电阻偏小，选项A 、C 正确．(4)设微安表的满偏电压为U ，则对并联的电阻R 有U ＝(25－0.25)×10－3RU ＝(20－0.25)×10－3kR解得k ＝9979. 2.答案 (1)如图所示 900 R 1(2)45 5 (3)0 35 000.0解析 (1)由题知当两表笔间接入15 kΩ的电阻时，电流表示数为50 μA ，由闭合电路欧姆定律有I g 2＝E R g ＋r ＋R x ＋R 0＋R，代入数据解得R ＝900 Ω，所以滑动变阻器选择R 1.(2)欧姆表的内阻R g ′＝R g ＋r ＋R 0＋R ＝15 kΩ，当电流为25 μA 时，有I g 4＝ER g ′＋R x ′可得R x ′＝45 kΩ；当电流为75 μA 时，有3I g 4＝ER g ′＋R x ″可得R x ″＝5 kΩ.(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处．题图中电阻箱读数为35 000.0 Ω.第九题多用表的使用1.(2017·全国卷Ⅲ，23,9分)图7(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．图7(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确【答案】标号)．A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为____________．(结果均保留3位有效数字)参考答案与解析1.【解析】(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接．(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误．(3)根据题给条件可知，当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，R gR1＋R2＝1－0.250.25＝31，解得R1＋R2＝160 Ω.当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V 的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω.(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA，读数为1.47 mA.若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ.若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.94 V.计算题部分第十道带电粒子在变化磁场中的匀速圆周运动1.(2017·全国卷Ⅲ，24,12分)如图8，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0 区域，磁感应强度的大小为B0；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ＞1)．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)图8(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离．2.(2019·全国Ⅰ卷·24)如图1，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出．已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力．求图1(1)带电粒子的比荷；(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间．参考答案与解析1.【解析】 (1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动．设在x ≥0区域，圆周半径为R 1；在x ＜0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得 qB 0v 0＝m v 20R 1①qλB 0v 0＝m v 20R 2②粒子速度方向转过180°时，所需时间t 1为 t 1＝πR 1v 0③粒子再转过180°时，所需时间t 2为 t 2＝πR 2v 0④联立①②③④式得，所求时间为 t ＝t 1＋t 2＝πm B 0q (1＋1λ)⑤ (2)由几何关系及①②式得，所求距离为 d ＝2(R 1－R 2)＝2m v 0B 0q (1－1λ)⑥2.答案 (1)4U B 2d 2 (2)Bd 24U ⎝⎛⎭⎫π2＋33 解析 (1)设带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，加速后的速度大小为v .由动能定理有qU ＝12m v 2①设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q v B ＝m v 2r②由几何关系知d ＝2r ③ 联立①②③式得q m ＝4UB 2d2④(2)由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为s ＝πr2＋r tan 30°⑤带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为t ＝sv ⑥联立②④⑤⑥式得t ＝Bd 24U ⎝⎛⎭⎫π2＋33⑦第十一道带电粒子在匀强电场的类平抛运动1.(2019·全国Ⅱ卷·24)如图1，两金属板P、Q水平放置，间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同．G接地，P、Q的电势均为φ(φ>0)．质量为m，电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计．图1(1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？2.(2017·全国卷Ⅰ，25,20分)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点．重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度大小；(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．参考答案与解析1.答案 (1)12m v 02＋2φd qh v 0mdhqφ(2)2v 0mdh qφ解析 (1)PG 、QG 间场强大小相等，均为E .粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a ，有E ＝2φd ①F ＝qE ＝ma ②设粒子第一次到达G 时动能为E k ，由动能定理有 qEh ＝E k －12m v 02③设粒子第一次到达G 时所用的时间为t ，粒子在水平方向的位移为l ，则有h ＝12at 2④l ＝v 0t ⑤联立①②③④⑤式解得 E k ＝12m v 02＋2φd qh ⑥l ＝v 0mdhqφ⑦ (2)若粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短．由对称性知，此时金属板的长度为L ＝2l ＝2v 0mdhqφ⑧ 2.【解析】 (1)设该油滴带正电，油滴质量和电荷量分别为m 和q ，油滴速度方向向上为正．油滴在电场强度大小为E 1的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上．在t ＝0时，电场强度突然从E 1增加至E 2时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小a 1满足qE 2－mg ＝ma 1① 油滴在t 1时刻的速度为 v 1＝v 0＋a 1t 1②电场强度在t 1时刻突然反向，油滴做匀变速直线运动，加速度方向向下，大小a 2满足 qE 2＋mg ＝ma 2③油滴在t 2＝2t 1时刻的速度为 v 2＝v 1－a 2t 1④由①②③④式得 v 2＝v 0－2gt 1⑤(2)由题意，在t ＝0时刻前有 qE 1＝mg ⑥油滴从t ＝0到t 1时刻的位移为 x 1＝v 0t 1＋12a 1t 21⑦油滴在从t 1时刻到t 2＝2t 1时刻的时间间隔内的位移为 x 2＝v 1t 1－12a 2t 21⑧由题给条件有v 20＝2g ×2h ＝4gh ⑨ 式中h 是B 、A 两点之间的距离． 若B 点在A 点之上，依题意有 x 1＋x 2＝h ⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得 E 2＝[2－2v 0gt 1＋14(v 0gt 1)2]E 1⑪为使E 2＞E 1，应有 2－2v 0gt 1＋14(v 0gt 1)2＞1⑫即当0＜t 1＜(1－32)v 0g⑬ 或t 1＞(1＋32)v 0g⑭ 才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于v 2＞0和v 2＜0两种情形． 若B 在A 点之下，依题意有 x 2＋x 1＝－h ⑮由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得 E 2＝[2－2v 0gt 1－14(v 0gt 1)2]E 1⑯为使E 2>E 1，应有 2－2v 0gt 1－14(v 0gt 1)2>1⑰即t 1>(52＋1)v 0g⑱ 另一解为负，不符合题意，舍去．第十二道 带电粒子在组合场中的运动：电场中类平抛运动，磁场中的匀速圆周运动1.（2018年全国1卷）(20分)如图1，在y >0的区域存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ；在y <0的区域存在方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场．一个氕核11H 和一个氘核21H 先后从y 轴上y ＝h 点以相同的动能射出，速度方向沿x 轴正方向．已知11H 进入磁场时，速度方向与x 轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O 处第一次射出磁场.11H 的质量为m ，电荷量为q .不计重力．求：图1(1)11H 第一次进入磁场的位置到原点O 的距离； (2)磁场的磁感应强度大小；(3)21H 第一次离开磁场的位置到原点O 的距离．2.（轨迹的对称性）（2018年全国2卷）(20分)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy 平面内的截面如图1所示：中间是磁场区域，其边界与y 轴垂直，宽度为l ，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于xOy 平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l ′，电场强度的大小均为E ，方向均沿x 轴正方向；M 、N 为条状区域边界上的两点，它们的连线与y 轴平行．一带正电的粒子以某一速度从M 点沿y 轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M 点入射的速度从N 点沿y 轴正方向射出．不计重力．图1(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹； (2)求该粒子从M 点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x 轴正方向的夹角为π6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N 点的时间．。
高考物理电磁学知识点之电磁感应全集汇编含解析(3)
高考物理电磁学知识点之电磁感应全集汇编含解析(3)一、选择题1．如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流I随时间t变化的图象是下图所示的（）A．B．C．D．2．如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈。
A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。
下列说法正确的是（）A．图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向不同B．图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会再次亮起C．图乙中，断开S2瞬间，灯A3立刻熄灭D．图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭3．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。
A和B是两个完全相同的小灯泡。
下列说法正确的是（）A．接通开关S瞬间，A灯先亮，B灯不亮B．接通开关S后，B灯慢慢变亮C．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下D．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯、B灯都闪亮一下4．如图所示，铁芯P上绕着两个线圈A和B， B与水平光滑导轨相连，导体棒放在水平导轨上。
A中通入电流i（俯视线圈A，顺时针电流为正），观察到导体棒向右加速运动，则A中通入的电流可能是（）A．B．C．D．5．如图所示，使一个水平铜盘绕过其圆心的竖直轴OO'转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘，则A．铜盘转动将变快B．铜盘转动将变慢C．铜盘仍以原来的转速转动D．因磁极方向未知，无法确定6．如图所示，abcd是边长为L，每边电阻均相同的正方形导体框，今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。
线框b点在O位置时开始计时，则在2Ltv=时间内，a、b两点的电势差U随时间t的变化图线为（）A．B．C．D．7．如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正．则下图中的I-t图像正确的是 ( )A．B．C．D．8．如图所示，一闭合直角三角形线框abc以速度v匀速向右穿过匀强磁场区域，磁场宽度大于ac边的长度．从bc边进入磁场区，到a点离开磁场区的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是下图中的（ ）A ．B ．C ．D ．9．如图甲所示，竖直长直导线与其右侧固定的矩形线框位于同一平面内，通过长直导线中的电流i 随时间t 变化的规律如图乙所示（取向下为电流正方向），关于线框中的感应电流及线框受到的安培力，下列说法正确的是（ ）A ．0~4T 时间内感应电流沿逆时针方向B ．在2T t 时线框中的电流改变方向C ．3~44T T 时间内线框中的感应电流大小不变D ．3~44T T 时间内线框受到的安培力方向保持不变10．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N ，S 是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（ ）A ．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B ．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大11．如图电路中，电灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是A．在S闭合瞬间，A、B同时发光，接着A熄灭，B更亮B．在S闭合瞬间，A不亮，B立即亮C．在电路稳定后再断开S的瞬间，通过A灯电流方向为a→bD．在电路稳定后再断开S的瞬间，B闪烁一下然后逐渐熄灭12．如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。
高考物理新电磁学知识点之电磁感应全集汇编附答案解析(3)
高考物理新电磁学知识点之电磁感应全集汇编附答案解析(3)一、选择题1．如图所示，在PO、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面．一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε－t关系示意图中正确的是( )A．B．C．D．2．如图所示，A和B是电阻为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中，正确的是（）A．B灯逐渐熄灭B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭C．有电流通过B灯，方向为c→dD．有电流通过A灯，方向为b→a3．如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。
下列四个图中能产生感应电流的是A．B．C．D．4．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则( )A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q2 5．如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）A．24B dRπB．2BdRπC．2BdRD．2BdRπ6．一个简易的电磁弹射玩具如图所示，线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹。
现将一个金属硬币放在铁芯上（金属硬币半径略大于铁芯半径），电容器刚开始时处于无电状态，先将开关拨向1，电容器充电，再将开关由1拨向2瞬间，硬币将向上飞出。
则下列说法正确的是（）A．当开关拨向1时，电容器上板带负电B．当开关由1拨向2时，线圈内磁感线方向向上C．当开关由1拨向2瞬间，铁芯中的磁通量减小D．当开关由1拨向2瞬间，硬币中会产生向上的感应磁场7．如图甲所示，一根电阻R＝4 Ω的导线绕成半径d＝2 m的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间S形虚线是两个直径均为d的半圆，磁感应强度随时间变化如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正)，关于圆环中的感应电流—时间图象，下列选项中正确的是( )A． B．C．D．8．如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）A．B．C．D．9．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）A．ab中的感应电流方向由b到aB．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小10．如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流I随时间t变化的图象是下图所示的（）A．B．C．D．11．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是（）A．将电键突然断开的瞬间B．线圈中通以恒定的电流C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动12．如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω．螺线管所在空间存在着向右的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．电阻R 的电流方向是从A 到CB ．感应电流的大小随时间均匀增大C ．电阻R 两端的电压为6VD ．C 点的电势为4.8V13．下图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1t 到2t 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1B 均匀增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A ．恒为2121()nS B B t t -- B ．从0均匀变化到2121()nS B B t t -- C ．恒为2121()nS B B t t --- D ．从0均匀变化到2121()nS B B t t --- 14．下图表示闭合电路中的一部分导体ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a 到b 的感应电流的是( )A ．B ．C ．D ．15．如图所示，在垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场中，放置一个金属圆环，圆环平面与磁场方向垂直，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是A．使匀强磁场均匀增强B．使匀强磁场均匀减弱C．使圆环向左或向右平动D．使圆环向上或向下平动16．如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。
高中物理 第十三章 电磁感与电磁波初步综合评估第三册高中第三册物理试题
积盾市安家阳光实验学校第十三章电磁感与电磁波初步一、单项选择题(本题共9小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共36分)1．关于磁感线与电场线的描述，下列说法正确的是( B )A．电场线起始于电荷，磁感线起始于磁极B．静电场的电场线一不闭合；磁感线一是闭合的C．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．沿磁感线方向磁场逐渐减弱解析：磁感线是假想的线，没有起点也没有终点，且是闭合的曲线，磁感线的疏密表示磁场强弱．静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷(或无穷远)，止于无穷远(或负电荷)．2.如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感强度为1 T的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感强度为0，则下列说法中正确的是( C )A．直导线中电流方向垂直纸面向里B．a点的磁感强度为 2 T，方向向右C．b点的磁感强度为 2 T，方向斜向下，与B成45°角D．d点的磁感强度为0解析：由c点磁感强度为0可得电流产生的B′＝B＝1 T，方向水平向左，再运用安培则判断电流在a、b、d各点的磁场方向分别为向右、向下、向上，且大小均为1 T，故对于a点，B a＝2 T；对于b点，B b＝B2＋B2bi＝ 2 T，方向斜向下，与B的方向成45°角；对于d点，同理可得B d＝ 2 T，方向斜向上，与B的方向成45°角．3．关于磁感强度B、电流I、导线长L和导线所受磁场力F的关系，下列说法中正确的是( A )A．在B＝0的地方，F一于零B．在F＝0的地方，B一于零C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一于1 ND．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一于1 T解析：由F＝ILB，当B＝0时，F一为零．但是用B＝FIL判断B时，B一要和通电导线垂直，没有“垂直”这个条件，是无法判断的．故只有A正确．4．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( C )A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射电磁波B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与温度有关D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波解析：A错：温度高的物体和温度低的物体都向外辐射电磁波．B错：普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”．C对：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与温度有关．D错：常温下我们看到物体是因为物体在不断反射可见光，不是物体辐射电磁波．5．两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于边△ABC 的A和B处，如图所示．两通电导线在C处产生磁场的磁感强度大小都是B0.则C处磁场的总磁感强度大小是( C )A．0 B．B0 C.3B0 D．2B0解析：根据安培则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右，如图，根据平行四边形则得到，C处的总磁感强度为B总＝2B0cos30°＝3B0.故C正确，ABD错误．故选C.6.如图所示，线圈ABCO的面积为0.4 m2，匀强磁场的磁感强度B＝0.1 T，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变量为( A )A．3.46×10－2 Wb B．2×10－2 WbC．0 D．4×10－2 Wb解析：在题图实线位置时，线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量Φ1＝0；当线圈由题图所示位置绕z轴向下转过60°时，磁通量为Φ2＝BS sin60°＝0.1×0.4×32Wb≈3.46×10－2Wb，则通过线圈的磁通量改变量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝3.46×10－2 Wb，A正确．7．为了解释地球的磁性，19安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( B )解析：地磁场磁感线是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培则，环形电流外部磁场方向向北，可知，B正确．A图地表上空磁场方向向南，A错误．C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C、D错误．故选B.8．如图所示，A为电磁铁，C为木秤盘．A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片、质量为m，给电磁铁A通电，铁片被吸引加速上升的过程中，悬挂C 的轻绳的拉力的大小为( D )A．F＝MgB．Mg＜F＜(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F＞(M＋m)g解析：整体法，因B 有向上加速度，故F －(M ＋m )g ＝ma ，则F ＞(M ＋m )g . 9．两束能量相同的单色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为45，则这两束光的光子能量之比和波长之比为( B )A ．4 5 4 5B ．5 4 45C ．54 54 D ．45 54解析：由E ＝hν和W ＝nE ＝nhν得：n 1E 1＝n 2E 2，则E 1E 2＝n 2n 1＝54，又E ＝hcλ，则λ1λ2＝E 2E 1＝45. 二、多项选择题(本题共5小题．在每小题给出的四个选项中，有的有两个选项正确，有的有多个选项正确，选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分，共20分)10．下列关于热辐射和黑体辐射的说法正确的是( ACD ) A ．一切物体都在辐射电磁波B ．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关C ．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析：A 对：一切物体都在辐射电磁波．B 错：物体辐射电磁波的强度与温度有关．C 对：黑体辐射强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动．D对：能100%吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．11．下列说法正确的是( AD )A ．指南针指出的“北”不是真正的北，两者有一的差别B ．地球两极与地磁两极不重合，地磁南极在地球南极附近，地磁北极在地球北极附近C ．在任何星球上都能利用指南针进行方向判断D ．我国是最早在航海上使用指南针的国家解析：因为磁偏角的存在，所以地磁南极在地球北极附近，地磁北极在地球南极附近，故A 正确，B 错误．火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作，故C 错．据史书记载，我国是最早在航海上使用指南针的国家，故D 正确．12．如图所示，正方形线圈处在电流恒的长直导线形成的磁场中：A 向右平动，B 向下平动，C 绕轴转动(ad 边向外)，D 向上平动(D 线圈有个缺口)．则线圈中能产生感电流的是( BC )解析：在通电长直导线的磁场中，四个线圈所处位置的磁通量都是垂直于纸面向里的，离导线越远，磁场就越弱．A 向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故A 线圈中没有产生感电流；B 向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感电流；C 绕轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，必产生感电流；D 向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈不闭合，因此无感电流．13.有两根长直导线a、b互相平行放置，右图为垂直于导线的截面图，O 点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相．若两导线中通有大小相、方向相同的恒电流I，则关于线段MN上各点的磁感强度，下列说法中正确的是( BD ) A．M点和N点的磁感强度大小相，方向相同B．M点和N点的磁感强度大小相，方向相反C．线段MN上各点的磁感强度都不可能为零D．线段MN上只有一点的磁感强度为零解析：根据安培则和磁场的叠加原理，M点和N点的磁感强度大小相，方向相反，故A错误，B正确；在线段MN上只有在O点处，a、b两电流形成的磁场的磁感强度大反向，即只有O点处的磁感强度为零，C错误、D正确．14.如图所示，三根相互平行的固长直导线L1、L2和L3两两距，均通有相的电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法错误的是( ABC )A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为331C．如图所示虚线三角形几何中心点的磁感强度为零D．如图所示虚线三角形几何中心点的磁感强度方向与L1、L2所在平面平行解析：根据安培则，结合矢量的合成法则，则L2、L3通电导线在L1处的磁场方向如图所示，再根据左手则，那么L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行，故A错误；由A选项分析，可知，L1、L3通电导线在L2处的合磁场大小与L2、L3通电导线在L1处的合磁场相，设各自通电导线在其他两点的磁场大小为B，那么L1、L2和L3三处磁场之比为113，则L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为113，故B错误；同理，根据安培则，结合矢量的合成法则，若三根导线的电流均垂直向里，则三角形几何中心点的磁感强度为零，而L3中电流方向垂直向外，因此虚线三角形几何中心点的磁感强度方向水平向右，即与L1、L2所在平面平行，故C错误，D正确．15．(8分)对于3.4×10－19 J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？答案：5.13×1014 Hz 5.85×10－7 m解析：根据公式ε＝hν和ν＝cλ得ν＝εh＝3.4×10－196.63×10－34Hz≈5.13×1014 Hz，λ＝cν＝3.0×1085.13×1014m≈5.85×10－7 m.16．(8分)已知地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感强度的．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示．小磁针静止时N 极指向y 轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N 极指向与y 轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感强度大小．(保留一位有效数字)答案：图见解析 5×10－5T解析：接通电源后，小磁针N 极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培则判螺线管导线绕向如图2所示．由题意知地磁场水平分量B y ＝3×10－5T ，设通电螺线管产生的磁场为B x .由图1知B xB y＝tan60°得B x ＝3×10－5× 3 T≈5×10－5 T.17．(14分)三根平行长直导线，分别垂直地通过一腰直角三角形的三个顶点，如图所示．现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感强度大小均为B ，则该处实际磁感强度的大小如何？方向如何？答案：见解析解析：根据安培则，I 1和I 3在O 点处产生的磁感强度的方向相同，大小均为B ，合成大小为2B ，I 2在O 点产生的磁感强度与它们垂直，如图所示．由大小均为B 可知，O 点处实际磁感强度的大小B 0＝2B2＋B 2＝5B .设B 0与斜边夹角为α，则：tan α＝2BB＝2.所以B 0的方向为与斜边成夹角α＝arctan2，斜向右下方．18．(14分)如图所示，ab 、cd 为两根相距2 m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A 的电流时，质量为3.6 kg 的金属棒MN 沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A 时，棒能获得2 m/s 2的加速度．已知金属棒受到的磁场力方向水平，求匀强磁场的磁感强度的大小．答案：1.2 T解析：设磁感强度为B ，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m ，金属棒在磁场中的有效长度L ＝2 m ．当棒中的电流I 1＝5 A 时，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI 1L ＝μmg ①当金属棒中的电流I 2＝8 A 时，棒做加速运动，加速度大小为a ，根据牛顿第二律得BI 2L －μmg ＝ma ②将①代入②得B ＝ma I 2－I 1L ＝3.6×23×2T ＝1.2 T.。
全国高考物理试题汇编(11月第一期)L3电磁感与电路的综合
外对市爱戴阳光实验学校 L3 电磁感与电路的综合【word 精品解析】物理卷·高三第一次模拟考试〔202109〕】12．如下图，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd ，现将导体框分别朝两个方向以v 、3v 速度朝两个方向匀速拉出磁场，那么导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A ．导体框所受安培力方向相同 B ．导体框中产生的焦耳热相同。
C ．导体框ad 边两端电势差相 D ．通过导体框截面的电荷量相同【知识点】导体切割磁感线时的感电动势；闭合电路的欧姆律；电磁感中的能量转化．J2 L3 L5【答案解析】CD 解析： A 、导体框移出磁场时，根据楞次律可知感电流方向均为逆时针方向．向左时，由左手那么，线框受到的安培力方向向右，向右时，由左手那么，线框受到的安培力方向向左，故A 错误．B 、设磁感强度为B ，线框边长为L ，电阻为R ，那么Q=2222E B L v t t R R=,又vt=L ，得到Q=23B L vR，那么Q ∝v ，当速度为3v 时产生的焦耳热多．故B 错误．C 、向左移出磁场时，ad 电势差U 1=34BLv ；向右移出磁场时，ab 电势差U 2=14〔BL•3v〕=34BLv ．故C 正确．D 、由电量q=2BL R R∆Φ=，电量相同 故D 正确．应选：CD ．【思路】导体框向左、向右移出磁场，根据楞次律，判断出感电流方向相同，根据左手左手那么分析安培力方向关系，根据焦耳律、欧姆律和法拉第电磁律研究焦耳热、ab 电势差和电量的关系．在电磁感问题中常用到两个经验公式：感电量q=nR∆Φ。
【word 精品解析】物理卷·高三第一次模拟考试〔202109〕】12．如下图，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd ，现将导体框分别朝两个方向以v 、3v 速度朝两个方向匀速拉出磁场，那么导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A ．导体框所受安培力方向相同 B ．导体框中产生的焦耳热相同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电磁学综合
例题1．如图所示，MN 、PQ 为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定．N 、Q 间接一电阻R ′=10Ω，M 、P 端与电池组和开关组成回路，电动势E =6V ，内阻r=1.0Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现
将一条质量m=10g ，电阻R=10 Ω的金属导线置于导轨上，并
保持导线ab 水平．已知导轨间距L =0.1m ，当开关S 接通后导
线ab 恰静止不动．
（1）试计算磁感应强度的大小．
（2）若某时刻将电键S 断开，求导线ab 能达到的最大速度．（设导轨足够长） 本题简介：本题是一道电磁感应综合题，涉及直流电路的分析与计算，安培力、平衡条件，牛顿运动定律等较多知识点，全面考查考生的分析综合能力．试题情景较复杂，能力要求较高，在近年来高考中出现的频率较高．
解析：（1）导线ab 两端电压 61
55⨯+=+=E r R R U 并并
V=5V ，导线ab 中的电流5.0==R
U I A ，导线ab 受力如图所示，由平衡条件得 ︒=30sin mg BIL ，解得IL mg B ︒=
30sin ，代入数值得B =1T ． （2）电键S 断开后，导线ab 开始加速下滑，当速度为v 时，产生的感应电动势为
BLv E ='，导线ab 中的感应电流R R E I '+'='A ，导线ab 受的安培阻力R R v L B L I B F '
+='='22．当导线ab 达到最大速度时，R R v L B m '
+22︒=30sin mg ，代入数值解得100=m v m/s ． 答案：（1）B =1T （2）100=m v m/s
反思：解决本题的关键是，将电磁感应问题与电路的分析与计算问题结合起来，先弄清电路结构，由导线ab 平衡，求出磁感应强度B ，再对电键断开后ab 导线做动态分析，由平衡条件求出最终的速度．
例题2．如图所示，（a ）是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r ＝0.1 m 的有20匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布［其右视图如图（b ）］．在线圈所在位置磁感应强度B 的大小均为0.2 T ．线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有8Ω的电珠L ，外力推动线圈的P 端，作往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移随时间变化的规律如图所示时（x 取向右为正）：
（1）试画出感应电流随时间变化的图象（取逆时针电流
为正）．
（2）求每一次推动线圈运动过程中的作用力．
（3）求该发电机的功率．（摩擦等损耗不计） 本题简介：本题以实际问题为背景，考查考生分析综合能力、还原物理图象、应用数学知识解决物理问题等多项能力．涉及的考点有：法拉第电磁感应定律、右手定则、运动学规律、安培力、功功率等．情景比较复杂，难度较大，是区分考生能力的良好载体．近年来高考总要设置一定数量的实际应用题，借以考查考生理论联系实际的能力，电磁感应则是一个很好的切入点．
解析：（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为m /s 8.0m /s 1
.008.0==∆∆=t x v ，线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势V
2V 8.02.01.014.32202=⨯⨯⨯⨯⨯==rBv n E π，感应电流 A 2.0A 2
8221=+=+=R R E I ．由右手定则可得，当线圈沿x 正方向运动时，产生的感应电流在图（a ）中是向下经过电珠L 的．故可得到如
图所示的电流随时间变化的图象． （2）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力． N)(5.02.01.014.322.020)2(=⨯⨯⨯⨯⨯====B r nI nILB F F π安推．
（3）发电机的输出功率即灯的电功率，所以W 32.0W 8)2.0(222=⨯==R I P ．
答案：（1）图见解答 （2）0.5N （3）0.32W ．
反思：电磁感应问题一般会涉及立体空间图的分析，要求考生空间立体感到强，并能正确转化为平面图．解决本题的关键是，分析出线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，先求出其切割磁感线运动的速度，进而求出感应电动势和感应电流．
例题3将一个矩形金属线框折成直角框架abcdefa ，置于倾角为α=37°的斜面上，ab 边与斜面的底线MN 平行，如图所示．2.0=====fa ef cd bc ab m ，α B
a b c
d e f M
N
线框总电阻为R =0.02Ω，ab 边的质量为m= 0.01 kg ，其余各边的质量均忽略不计，框架可绕过c 、f 点的固定轴自由转动，现从t=0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度与时间的关系为B= 0.5t T ，磁场方向与cdef 面垂直．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）
（1）求线框中感应电流的大小，并在ab 段导线上画出感应电流的方向；
（2）t 为何值时框架的ab 边对斜面的压力为零?
本题简介：本题涉及到法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培力、左手定则平衡条件等较多知识，是一道综合性题．
解析： 该题是一个在三维空间展开的电磁感应综合问题，因此空间的几何关系分析是解决这类问题的关键．
（1）由题设条件可得：02.0=⋅∆∆=∆∆=de cd t B t E φV ，所以感应电流0.1==R
E I A ，根据楞次定律可判断，感应电流的方向从a →b ．
（2）ab 边所受的安培力为t ab BI F B 1.0=⋅=，方向垂直于斜面向上，当框架的ab 边对斜面的压力为零时，由平衡条件得︒=37cos mg F B ，由以上各式并代入数据得：t=0.8s ．
答案：t=0.8s
反思：本题情景比较复杂，考查考生物理学科知识的同时，考查考生空间想象能力和应用数学知识解决问题的能力．涉及到空间几何关系的这类具有典型空间特征的电磁感应综合问题，应引起同学们足够的重视．。