2020版【5年高考3年模拟】高考新课标版物理专题十一电磁感应

1、曲一线让每一位学生分享高品质教育48 / 46专题叶电磁感应挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热考题不例学业水平关联考点素养要素解法度电磁感应现象2015 课标 1,19,6 分4模型构建等效法电磁感应,象、楞次定律2014 课标 1,14,6 分3能量观念排除法楞次定律2018 课标 1,19,6 分3能量观念排除法及其应用2017 课标 W,15,6 分4能量观念磁通量变化产生咸应由天力拉2018 课标 1,17,6 分4科学推理2018 课标 W,20,6 分3能量观念法拉第）生/改以电例力2017 课标 1,18,6 分4电磁阻尼相互作用观念电磁感应定律导体切割磁感线2017 课标

2、 口 ,20,6 分4运动与相互作用观念产生感应电动势2016 课标 口 ,20,6 分4欧姆定律能量观念等效法2015 课标 口，15,6 分4科学推理电磁感应中2018 课标 口，18,6 分5运动观念电磁感应的电路、图2016 课标 W ,25,20 分5相互作用观念中的综合应用像问题2014 课标 1,18,6 分3科学推理电磁感应中的2016 课标 I ,24,14 分5欧姆定律运动与相互作用观念动力学、能量2016 课标 口 ,24,12 分4牛顿第二定律科学推理问题2018天津理综，12,20 分4动量定理模型构建2017天津理综，12,20 分5动量定理模型构建分析解读 本专题

3、主要内容有电磁感应现象的描述、感应电流方向的判断（楞次定律、右手定则）、感应电动势大小的计算、自感现象和涡流现象等。这部分是高考考查的重点内容。在高考中，电磁感应现象多与电路、力学、能量等知识结合，综合性较高，因此，在复习时应深刻理解各知识点内容、注重训练和掌握综合性题目的分析思路和方法，还要研究与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题，便于全面提高分析解决综 合性问题和实际应用问题的能力【真题典例】，ufVy 'Jt*UdL（I 人里JL *90.,.掌&弃OMf ft*朝，山也且0葡袒£他承"萧也立京他.魂嘘"家也也/也油（1中即. 一- 3

4、中 A5也,第号 W+ 附=&4, It It楂心考点1儿强噫虎现象 ?电畴，应勺电腾冠今用髓经果J电刷脸应现象中速T相M七尺象2电磁感应与电鹤合求也荷量句就,皓今 电动界工坪均值八守二甘孝三聿N分折求解百型事设间分析网过程的电商坨和辛山* 骗叫就 两过程的程通盘变化#相基相路分析L-I-翟由制踣面楞变比引起解盘量暨2.刖H过保山边悠F；d洲度化化引因At逋牡1变也“.二嚓公易错警示第n过程祭便用翎。屏外固定之后的过程.川造为半口1的面轮.丁茫转动之前讷向巩命题现律L必切Y拜：工林某电取感R定建2号查取黄】通过金属朴弱动时回路面料变比利施型应叁度变化川思懒曲明的安牝分析I感虎也动势：。

5、能力要求i.fiiffi回胳直.阻变比和胭感应为度变化礴定幡应也动将2,据得电施嘀定电荷玩命题技巧I不必第I过程在磁第疵醛度大小和的 情况F*通过。谢动使路面枳改变了 四分之一圈的向阳工第n过根中或履杆转到小不宣诈唯. J泉忻之力网群而祀融一介之林f的面出僦过陵MT*帕电荷酬用.响原集.里明硼了地喷电篇畀小露阳平蚓值.此为I四过醒矮业等团美条I12018a朦I. M 如味导修如出泣4中喀昆华孤，Q为半国弧的中点."为同心 轨道的电阻忽嚼不计.0M&有一犀电阳，I耍转用的金属杆.V一丽而狂：而码硒祁1111桩 审间存付J半圆厢i坪而垂宜的匀爆量场JS族应强度的大小为员现使恻丛殁

6、检置以坦定的他速度逆时£1转效石他置井附I：也过程“：阳便碰感应强度的大不以二定的变化率从初曾M到犷出程11在过程I J中端过砌的电荷量相等制备百毛7“9U-2 Cj D-2破考点【考点集训I】考点一电磁感应现象、楞次定律1.（2014课标1,14,6分）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈，

7、分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化答案 D 2.（2018河北石家庄二中期中,14,4分）（多选）如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷。在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线OQ上。现让橡胶圆盘由静止开始绕。轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是（）A.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下B.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向上C.铝环N有扩大的趋势，丝线对它的拉力增大D.铝环N有缩小的趋势，丝线对它的拉力减小答案 AD3.（2017东北三校联考，10,4分）（多选）安培曾做过如图所

8、示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片制成的圆环，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为 N极。闭合开关，电路稳定后发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路接通的瞬间（）A.从左侧看，铜环中有逆时针方向的感应电流B.从左侧看，铜环中有顺时针方向的感应电流C.铜环会远离磁铁D.铜环会靠近磁铁答案 BD4.（2019届四川成都武侯阶段，5,4分）如图所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线圈 M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合， 半径r<R。在磁场中垂直于导轨放置一

9、根导体棒ab,已知磁场垂直于导轨所在平面向外。欲使线圈N有收缩的趋势，下列说法正确的是（）,VA.导体棒可能沿导轨向左做加速运动B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动答案 C考点二法拉第电磁感应定律1.（2019届全国100所名校联考，2,4分）如图所示为利用电磁感应现象对电容器进行充电。已知匝数N=100匝、横截面积S=0.2 m2、电阻不计的圆形线圈MNb于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化。处于磁场外的电阻 R=8 Q,电容器的电容C=30从F,开关S闭合充电一段时间，最后达到

10、稳定状态。下列说法中正确的是（）A.充电过程中M点的电势高于N点的电势B.充电过程中通过电阻 R的电荷量为1.2X10-5 CC.达到稳定状态后电阻 R上的电压为0.4 VD.断开开关S,电容器放电答案 B2.（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，磁感应弓1度为B,质量为nr边长为a的正方形线框ABCD斗向右上方穿进磁场，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,W（）X M Xs X MKM XX XA.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 C.AC刚进入

11、磁场时线框所受安培力为 D.此时CD两端电压为_Bav答案 CD3.（2014课标1,18,6分）如图（a）,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在 ab线圈中通以变化的电流。用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（）答案 C4.（2019届河北唐山五校联考，5,4分）图示是演示自感现象的两个电路图，L1和L2是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计,Ai、A2与A是三个完全相同的灯泡，D是理想二极管，R为定值电阻。下列说法正确的是 （）A.S1闭合瞬间，A1不亮;S 2闭合瞬间，A 2不亮、A亮B.Si

12、闭合瞬间，Ai立即亮；S2闭合瞬间，A2、A同时亮C.Si断开瞬间，Ai突然闪亮，随后逐渐变暗；S2断开瞬间，A2闪亮一下，然后逐渐熄灭D.Si断开瞬间，Ai突然闪亮，随后逐渐变暗；S2断开瞬间，A3逐渐熄灭答案 C5.（2018东北三校联考，18,14分）“自发电”地板是利用人走过此处时踩踏地板发电。地板下有一发电装置如图1所示，装置的主要结构是一个截面半径为r、匝数为n的线圈，无摩擦地套在磁场方向呈辐射状的永久磁铁槽中。磁场的磁感线沿半径方向均匀对称分布，图2为装置的横截面俯视图。 轻质地板四角各连接有 一个劲度系数为k的复位弹簧（图中只画出其中的两个，轻质硬杆P将地板与线圈连接，人走过时

13、即可带动 线圈上下往返运动（线圈不发生形变）发电。若线圈的总电阻为 R,现用它向一个电阻为 R的小灯泡供电。为便于研究，将某人走过时对地板的压力使线圈发生的位移x随时间t变化的规律简化为图3所示的x-t图像。（弹簧始终处在弹性限度内，取线圈初始位置x=0，竖直向下为位移的正方向。线圈运动的过程中，线圈所在处的磁场始终不变）（1）若灯泡的额定电压为 U,要使灯泡正常发光,线圈所在位置磁感应强度大小为多大（2）求1=一时地板受到的压力大小。（3）求此人走过时踩踏地板所做的功答案（1）(2)2kx 0 +考点三 电磁感应中的综合应用1.（2019届内蒙古集宁一中阶段测试，6,4分）现代人喜欢到健身房

14、骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度 B=0.5 T,圆盘半径l=0.3 m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心。相连，导线两端a、b间接一阻值R=10 Q的小灯泡。后轮匀速转动时，车轮边缘的线速度是8 m/s,则下列说法中正确的是（）A.a点电势高于b点电势B.a、b 间电压 U=1.2 VC.产生的电功率为 3.6X10-2 WD.若圆盘匀速转动10分钟，则产生的电能为15.6 J答案 C2.（2018河南洛阳统考,8）如图所示，

15、虚线间存在宽度相同、垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相同、 方向相反。一等腰直角三角形线框以速度 v沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，感应电流以逆时针方向为正方向，电流随位移的变化关系图像正确的是（）答案 C3.（2018河北定州期中，17）（多选）如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B,导轨左侧连接一定值电阻R。垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动 下随t变化的规律如乙图所示。在 0t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。乙图中t。、E、F2为已知，棒和导轨的电阻不计。则（）A.在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动B.在10以后，导体棒先

16、做加速直线运动，最后做匀速直线运动C.在0t 0时间内，导体棒的加速度大小为 D.在0to时间内，通过导体棒横截面的电荷量为 答案 BD4.（2018内蒙古包头联考，18）如图甲所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN PQ平行固定在倾角8=37°的绝缘斜面上，两导轨间距L=1 m,导轨的电阻可忽略。M P两点间接有阻值为 R的电阻。一根质量 m=1 kg、电阻r=0.2 Q的均匀直金属杆ab放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。自图示位置起，杆ab受到大小为F、方向平行导轨向下的拉力作用，力F随杆ab运动速度v变化的图

17、像如图乙所示，杆由静止开始运动，测得通过电阻R的电流随时间均匀 增大。g 取 10 m/s 2,sin 37° =0.6。 试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动，请写出推理过程；求电阻R的阻值；（3）金属杆ab自静止开始下滑通过位移 x=1 m的过程中，拉力的平均功率为6.6 W,求在此过程中回路 中产生的焦耳热。答案（1）通过R的电流I=,E=BLv,所以I=因为B、L、R、r为定值，所以I与v成正比。又电流I随时间均匀增大，故杆的速度v也随时间均匀增大，即杆的加速度为恒量，金属杆做匀加速直线运动（或金属杆做初速度为零的匀加速直线运动）。（2）0.3 Q （3）1.3 J【方法集

18、训】方法电磁感应中滑轨类问题的分析方法1.（2015福建理综，18,6分）如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框 abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为 R的导体棒PQ,在水平拉力彳用下沿 ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（）A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大答案 C2.（2017河北唐山一模，21）如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻R,导体棒ab垂直导轨

19、 放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。 现给导体棒一向右的初速度，不考虑导体棒和导轨电阻，下列图线中，导体棒速度随时间的变化和通过电阻R的电荷量q随导体棒位移的变化描述正确的是答案 B3.（2019届甘肃兰州模拟，10,16分）如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN PQ相距1,在M P点和N、Q点间各连接一个额定电压为UU阻值恒为R的灯泡，在两导轨间efhg矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为 电且磁场区域可以移动。一电阻也为R长度也刚好为1的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯Li足够远。现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移 动，当棒ab

20、处于磁场中时两灯恰好正常发光，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。（1）求磁场移动的速度v。（2）若取走导体棒ab,保持磁场不移动（仍在efhg矩形区域），而是均匀改变磁感应强度的大小，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求磁感应强度减小到零的最短时间 t巾”。答案(1) (2)4.（2016谡标，,24,14今）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为9 ,上沿相连。两细金属棒 ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，

21、磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 g ,重力加速度大小为go已知金属棒ab匀速下滑。求（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小；（2）金属棒运动速度的大小。答案(1)mg(sin0 -3 g cos 0 )(2)(sin0 -3 g cos 0 )过专题【五年高考】A组基础题组1.（2018课标1,19,6分）（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路OA.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直

22、纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动答案 AD2.（2017课标口 ,20,6分）（多选）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0.1m、 总电阻为0.005 Q的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（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）。

23、下列说法正确的是（）0.01-CO1A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为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 N答案 BC3.（2016课标口 ,20,6分）（多选）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度

24、大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2彳§,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍答案 AB4 .（2017天津理综,3,6分）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 Ro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A.ab中的感应电流方向由b至I 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答案 D5 .（2014安徽理综，20,6分）英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，-个半径为r的绝缘细圆环水平

25、放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k,若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是（）A.0 B._r2qkC.2 无 r2qk D.无 r2qk答案 D6 .（2015天津理综，11,18分）如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行，间距为21。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为21,线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动。在

26、 ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为go求* T21 线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍（2）磁场上下边界间的距离H。答案（1）4 倍（2） 一+2817.（2015广东理综，35,18分）如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4 m。导轨右端接有阻值R=1 Q的电阻。导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计。导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，b、d连线与导轨垂直，长度

27、也为L。从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动,1 s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v=1 m/s做直线运动，求:（1）棒进入磁场前，回路中的电动势E;（2）棒在运动过程中受到的最大安培力F,以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式(a)00.5 L.O J .510 tiu(b)答案(1)0.04 V(2)0.04 N i=t-1(1 s <t < 1.2 s)8.（2014天津理综,11,18分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角9 =30。的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4 m

28、导轨所在空间被分成区域I和口，两区域的边界与斜面的交线为MN,I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，口中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T。在区域I中,将质量m=0.1 kg,电阻R=0.1 Q的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后，在区域口中将质量m=0.4 kg,电阻R=0.1 Q的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域口的,>2磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10 m/s。同cd下滑的过程中,ab中的电流方向；（2）ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大；（3）从cd开始下滑到ab刚要向

29、上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8 m,此过程中ab上产生的热量 Q 是多少。答案 (1)由 a 流向 b (2)5 m/s (3)1.3 JB组提升题组1.（2018课标111,20,6分）（多选）如图（a）,在同一平面内固定有一长直导线PCB一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（）A.在t=-时为零B.在t=一时改变方向C.在t=-时最大，且沿顺时针方向D.在t=T时最大，且沿顺时针方向答案 AC2.（2015课标1,19,6分）（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实

30、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（）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答案 AB3.（2015课标口,15,6分）如图，直角三角形金属框abc放置在匀弓!磁场中，磁感应强度大小为 B,方向平行于ab边向上。当金属框绕 ab边以角速度3逆时针转动时，a、b、c三点的电

31、势分别为 U、以、U。已知bc边 的长度为l o下列判断正确的是（）A.Ua>以,金属框中无电流B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl23,金属框中无电流D.Uac=-Bl 23 ,金属框中电流方向沿a-c-b-a答案 C4.（2018课标口,18,6分）如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为1,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流 i随时间t变化的正确图线可能是（）答案 D5.（2015安徽理综，19,6分）如图所示，abcd为水平放置的平行

32、“匚”形光滑金属导轨，间距为1,导轨间有垂 直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B,导轨电阻不计。已知金属杆 mN顷斜放置，与导轨成9角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平彳f于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）则（）A.电路中感应电动势的大小为B.电路中感应电流的大小为 C.金属杆所受安培力的大小为 D.金属杆的热功率为答案 B6.（2016课标口 ,24,12分）如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为mb长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B

33、、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。g。重力加速度大小杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 为g。求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小(2)电阻的阻值。!x x x xlFF *；X X X X：X X X Xiji：X X X X答案(1)Blt0_-(2)7.(2016课标111,25,20分)如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B随时

34、间t的变化关系为B=kt,式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度vo越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求(1)在t=0到t=t 0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；(2)在时刻t(t>t 0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。答案 (1) (2)B 01V 0(t-t 0)+kSt(B°lv 0+kS) 8.(2017天津理综，12,20分

35、)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 1,电阻不计。炮弹可视为一质量为 c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。然后将 S接至2,导轨间存在 垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。当 MN上的感应电 动势与电容器两极板间的电压相等时 ，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。问：(1)磁场的方向；(2)MN刚开始运动时

36、加速度 a的大小；(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。答案(1)垂直于导轨平面向下。一(3)9.(2018天津理综，12,20分)真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图1是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为1的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计。ab和cd是两根与导轨垂直、长度均为1、电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为1,列车的总质量为mi列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为 B的匀强磁场 中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图1所示。为使列车启动，需在M N间连接电动势为E的直流电源

37、， 电源内阻及导线电阻忽略不计。列车启动后电源自动关闭。(1)要使列车向右运行，启动时图1中gN哪个接电源正极，并简要说明理由；(2)求刚接通电源时列车加速度a的大小；(3)列车减速时，需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l o若某时刻列车的速度为V3此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？图1图2答案(1)列车要向右运动，安培力方向应向右。根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由a到b、由c到d,故M接电源正极。(3)设列车减速时，cd进入磁场后经 At时间ab恰好进入磁场，此过程中穿过两

38、金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化为，平均感应电动势为 日，由法拉第电磁感应定律有Ei=一其中=Bl2设回路中平均电流为I',由闭合电路欧姆定律有I'=设cd受到的平均安培力为F',有F'=I'lB 以向右为正方向，设At时间内cd受安培力冲量为I冲，有I冲=干At同理可知，回路出磁场时ab受安培力冲量仍为上述值，设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为I0,I o=2I冲设列车停下来受到的总冲量为I总，由动量定理有I 总=0-mv0联立式得-=一，总总总讨论：若一恰为整数，设其为n,则需设置n块有界磁场；若不是整数，设的整数部分为N,则需设置N+1块有界

39、磁场。C组教师专用题组1.（2015山东理综，17,6分）（多选）如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是（）A.处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动答案 ABD2.（2018江苏单科，9,4分）（多选）如图所示，竖直放置的“ 1 ”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场I、口的高和间距均为d,磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场I和口时的速度相等。金属杆在导轨间的

40、电阻为 R,与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。金属杆（）A.刚进入磁场I时加速度方向竖直向下B.穿过磁场I的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场I上边界的高度h可能小于答案 BC3.（2013课标口,19,6分）（多选）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作 用。下列叙述符合史实的是（）A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D

41、.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化答案 ABD4.（2015重庆理综,4,6分）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ti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 B均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差小a- 6 b（）A.恒为 -B.从0均匀变化到 -C.恒为- -D.从0均匀变化到- -答案 C5.（2016浙江理综，16,6分）如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a=3l b,图示区域内有垂直纸面向里

42、的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响则（）算 XaX X X XA.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为 9：1C.a、b线圈中感应电流之比为3： 4D.a、b线圈中电功率之比为 3：1答案 B 6.（2016江苏单科，6,4分）（多选）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示 ，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的有（）A.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B.取走磁体，电吉他将不能正常工作C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化

43、答案 BCD7 .（2014四川理综，6,6分）（多选）如图所示，不计电阻的光滑 U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H P固定在框上，H、P的间距很小。质量为 0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 Q。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时0变化规律是B=（0.4-0.2t）T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则（）A.t=1 s时，金属杆中感应电流方向从 C到D8 .t=3 s时，金属杆中感应电流方向从 D到CC.t=1 s时，金属杆对挡板P的压

44、力大小为0.1 ND.t=3 s时，金属杆对挡板 H的压力大小为0.2 N答案 AC8.（2016四川理综，7,6分）（多选）如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻 R。质量为m电阻为r的金属棒MNg于导轨 上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=R+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为 i,受到的安培力大小为Fa,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为 P,它们随时间t变化图像可能正确的有（）答案 BC9.(2017上海单科，2

45、0,16分)如图，光滑平行金属导轨间距为L,与水平面夹角为。，两导轨上端用阻值为R 的电阻相连，该装置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。 质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度 v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置。在运动过程中,ab与导轨垂直且 接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力(1)求ab开始运动时的加速度a;(2)分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况(3)分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短。答案(1)利用楞次定律，对初始态的ab受力分析得：mg sin 0 +BIL=mOD对回路分析联立得a=g sin 0 +(2)上滑过程

46、：由第(1)问中的分析可知，上滑过程加速度大小表达式为a 上=g sin 0 +上滑过程，a、v反向，做减速运动。利用式,v减小则a减小，可知，杆上滑时做加速度逐渐减小的减速 运动。下滑过程：由牛顿第二定律，对ab受力分析得：mg sin 0 -=ma下a 下=g sin 0 因a下与v同向,ab做加速运动。由得v增加,a下减小，杆下滑时做加速度减小的加速运动。(3)设P点是上滑与下滑过程中经过的同一点P,由能量转化与守恒可知：-m=-m+QR 上 下Q为ab从P滑到最高点到再回到 P点过程中R上产生的焦耳热。由00所以Vp上Vp下同理可推得ab上滑通过某一位置的速度大于下滑通过同一位置的速度

47、，进而可推得一上一下由s=- t上=-t下得 上 下 t上t下即ab上滑时间比下滑时间短。10 .(2016浙江理综，24,20分)小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角8 =53° ,导轨上端串接一个 R=0.05 Q的电阻。在导轨间长 d=0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平 面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T o质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定 滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 ml 一位健身者用恒力 F=80 N拉动GHf,CD棒由静止开始运动，上升过

48、程中CD奉始终保持与导轨垂直。当CD奉到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2,sin 53。=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆 和绳索的质量)。求(1)CD棒进入磁场时速度 v的大小；(2)CD棒进入磁场时所受的安培力Fa的大小;(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功 WF口电阻产生的焦耳热 Q答案(1)2.4 m/s(2)48 N(3)64 J 26.88 J11 .(2015北京理综，22,16分)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4 m, 一端连接R=1 Q的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应

49、强度B=1To导体棒MNt在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导 体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5 m/s。求:X XMX I X Xx flx xxj X Xx y k感应电动势E和感应电流I;在0.1 s时间内，拉力的冲量I f的大小;若将MN为电阻r=1 Q的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压 U。答案(1)2 V 2 A(2)0.08 N s (3)1 V12.(2015海南单科，13,10分)如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距1,左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方

50、向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为“，重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略。求(1)电阻R消耗的功率(2)水平外力的大小。答案(2) +11 mg13.(2014福建理综，22,20分)如图，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、 宽为d、高为h,上下两面是绝缘板，前后两侧面Mk N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B,方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为 p 的导电液体

51、(有大量的正、负离子)，且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速 率V0沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。(1)求开关闭合前，M、N两板间的电势差大小Uo；(2)求开关闭合前后，管道两端压强差的变化 p；(3)调整矩形管道的宽和高，但保持其他量和矩形管道的横截面积S=dh不变，求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比d/h的值。答案(1)Bdv 0(2)14.(2014北京理综，24,20分)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力 F作用下，在导线框上以速

52、度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同；导线MN台终与导线框形成闭合电路。已知导线MN电阻 为R,其长度L恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为 R忽略摩擦阻力和导线框的电阻。M M X X X算事宜K国XXXMXX X M Af M M M(1)通过公式推导验证：在At时间内，F对导线MN所做的功 W等于电路获得的电能 Wt，也等于导线MN 中产生的焦耳热Q;(2)若导线MN的质量m=8.0 g、长度L=0.10 m,感应电流I=1.0 A,假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve(下表中列出一些你可能会用到的数据);阿伏加德罗常数N6.0 X

53、1023 mol-1元电荷e1.6 X10-19 C导线MN的摩尔质量u6.0 X10-2 kg/mol(3)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型 ；在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力一的表达式。答案 (1)电动势E=BLv导线匀速运动，受力平衡F=F -BIL在t时间内，外力F对导线做功 W=Fv t=F安v4t=BILv At电路获得的电能 W电=qE=IEAt=BILv At可见,F对导线MN/f做的功等于电H获得的电能W电；导线MN中产生的焦耳热Q=I2R4 t=I »丘=4£