近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件

专题十一

电磁感应专题十一电磁感应2010~2019年高考全国卷考情一览表

2010~2019年高考全国卷考情一览表近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件近几年全国高考物理卷-电磁感应考点考情及试题答题技巧解读课件考点58考点59考点60考点61考点62考点58感应电流的产生和方向判定答案P276

1.(2019·全国3,14,6分,难度★★)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?(

D

)A.电阻定律 B.库仑定律

C.欧姆定律 D.能量守恒定律解析增反减同,来拒去留,都反映了电磁感应现象中安培力做负功,把其他形式的能转化为电能,楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,A、B、C错误,D正确。考点58考点59考点60考点61考点62考点58感应电流的产考点58考点59考点60考点61考点622.(2017·全国3,15,6分,难度★★)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是(

D

)A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向解析金属杆从静止开始突然向右运动,产生感应电动势,感应电流从无到有,根据右手定则可知,感应电流的方向由Q指向P,PQRS中的电流沿逆时针方向;该感应电流在金属线框T中产生的磁通量向外,故穿过金属线框T向里的磁通量减小,根据楞次定律,T中感应电流沿顺时针方向,D正确。物理观念考点58考点59考点60考点61考点622.(2017·全国考点58考点59考点60考点61考点623.(2017·江苏,1,3分,难度★)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(

A

)A.1∶1

B.1∶2C.1∶4 D.4∶1解析由磁通量计算公式Φ=BS,其中S为磁场的有效面积,可知穿过a、b线圈的磁通量之比为1∶1,选项A正确。科学思维考点58考点59考点60考点61考点623.(2017·江苏考点58考点59考点60考点61考点624.(2016·上海,5,2分,难度★)磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁(

B

)A.向上运动 B.向下运动C.向左运动 D.向右运动解析根据感应电流的方向可知感应电流的磁场方向向上,与磁铁在线圈中产生的原磁场方向相反,根据楞次定律,原磁场应处于增强过程中,在选项中,只有磁铁向下运动才会使磁通量增大。考点58考点59考点60考点61考点624.(2016·上海考点58考点59考点60考点61考点625.(2016·上海,19,3分,难度★★)(多选)如图(a),螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时(

AD

)A.在t1~t2时间内,L有收缩趋势B.在t2~t3时间内,L有扩张趋势C.在t2~t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3~t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流考点58考点59考点60考点61考点625.(2016·上海考点58考点59考点60考点61考点62解析t1~t2磁通量的变化率增大,感应电流变大,abcd线框内磁通量变大,L有收缩的趋势,A选项正确;t2~t3时间内磁通量的变化率为常数,产生的感应电流恒定不变,abcd线框内磁感应强度不变,L没有电流,也就没有扩张趋势,B、C选项错误;根据楞次定律,t3~t4时间内由于螺线管内磁通量变化引起的感应电流在线框中为dcba方向并减小,L线圈中原磁场的方向垂直于纸面向里且磁感应强度大小减小,根据楞次定律得L中的感应电流方向为顺时针方向,D选项正确。考点58考点59考点60考点61考点62解析t1~t2磁通量考点58考点59考点60考点61考点626.(2016·海南,4,3分,难度★)如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若(

D

)A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针考点58考点59考点60考点61考点626.(2016·海南考点58考点59考点60考点61考点62解析直导线之间的磁场是对称的,金属环在中间时,通过金属环的磁通量为零,金属环上下运动的时候,金属环的磁通量不变,不会有感应电流产生,故A、B错误;金属环向左侧直导线靠近,则穿过金属环的磁场垂直纸面向外并且增强,根据楞次定律可得,环上的感应电流方向为顺时针,故C错误;金属环向右侧直导线靠近,则穿过金属环的磁场垂直纸面向里并且增强,根据楞次定律可得,环上的感应电流方向为逆时针,故D正确。考点58考点59考点60考点61考点62解析直导线之间的磁场考点58考点59考点60考点61考点627.(2015·全国2,15,6分,难度★★)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,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ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是(

C

)A.Ua>Uc,金属框中无电流B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a—b—c—aC.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流D.Uac=Bl2ω,金属框中电流方向沿a—c—b—a解析金属框转动过程中,因穿过回路的磁通量始终为零,故金属框中无感应电流;对于ab边,因不切割磁感线,Ua=Ub;对于bc边,由右手定则知Ub<Uc,即Ua<Uc,;Ubc=Uac,故选项C正确。考点58考点59考点60考点61考点627.(2015·全国考点58考点59考点60考点61考点628.(2014·全国1,14,6分,难度★)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

(

D

)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,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化考点58考点59考点60考点61考点628.(2014·全国考点58考点59考点60考点61考点62解析闭合回路中没有磁通量变化,不可能产生感应电流,A、B两项错误;往闭合线圈中插入条形磁铁会产生感应电流,但只是瞬时电流,等到相邻房间观察时,感应电流已经消失,C项错误;接电源的线圈在通电或断电时,会使接电流表的线圈中的磁通量发生变化,产生感应电流,D项正确。考点58考点59考点60考点61考点62解析闭合回路中没有磁考点58考点59考点60考点61考点629.(2014·广东,15,4分,难度★★)如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部。则小磁块(

C

)A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析小磁块在铜管P中下落时,铜管中产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场阻碍小磁块的下落,小磁块的机械能不守恒,A、B两项错误;小磁块在塑料管Q中下落时不会产生感应电流,小磁块的机械能守恒,不难分析知,小磁块在Q中的运动时间短,落至底部时的速度大,C项正确,D项错误。物理观念考点58考点59考点60考点61考点629.(2014·广东考点58考点59考点60考点61考点6210.(2014·上海,17,2分,难度★)(多选)如图,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形。则该磁场(

CD

)A.逐渐增强,方向向外 B.逐渐增强,方向向里C.逐渐减弱,方向向外 D.逐渐减弱,方向向里解析由于磁场变化,线圈变为圆形,面积变大,根据楞次定律可知,磁场逐渐减弱,方向可以是向里也可以是向外,C、D两项正确。考点58考点59考点60考点61考点6210.(2014·上考点58考点59考点60考点61考点6211.(2013·海南,10,5分,难度★★)(多选)如图,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内。在金属框接通逆时针方向电流的瞬间(

BC

)A.两小线圈会有相互靠拢的趋势B.两小线圈会有相互远离的趋势C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电流沿逆时针方向解析金属框接通逆时针方向的电流的瞬间,根据右手定则可知,在其内部磁场方向向外,外部磁场方向向里。穿过左右两小线圈向外的磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向向里,感应电流方向均沿顺时针方向,C项正确,D项错误;由左手定则可知,左边小线圈受到向左的安培力,右边小线圈受到向右的安培力,即两小线圈有远离的趋势,A项错误,B项正确。考点58考点59考点60考点61考点6211.(2013·海考点58考点59考点60考点61考点62考点59感应电动势

自感、涡流、电磁驱动和电磁阻尼答案P276

12.(2018·全国3,20,6分,难度★★)(多选)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦式交变电流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(

AC

)考点58考点59考点60考点61考点62考点59感应电动势考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6213.(2017·全国1,18,6分,难度★★)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是(

A

)物理观念考点58考点59考点60考点61考点6213.(2017·全考点58考点59考点60考点61考点62解析装置的原理是利用电磁阻尼。当薄板进出磁场时产生感应电流,薄板受安培力,安培力总是阻碍导体相对磁场的运动,从而使薄板尽快停下来。只有A项阻碍上下左右振动最有效。考点58考点59考点60考点61考点62解析装置的原理是利用考点58考点59考点60考点61考点6214.(2017·北京,19,6分,难度★)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是(

C

)A.图1中,A1与L1的电阻值相同B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等考点58考点59考点60考点61考点6214.(2017·北考点58考点59考点60考点61考点62解析题图1中,S1断开的瞬间,灯A1闪亮,故稳定时IL1>IA1,又由于RL1和RA1两端电压相等,故电阻RL1<RA1,所以A、B均错误。题图2中,稳定时A2与A3亮度相同,故电流相等,所以变阻器R与L2的阻值相同,C项正确,D项错误。考点58考点59考点60考点61考点62解析题图1中,S1断考点58考点59考点60考点61考点6215.(2016·北京,16,6分,难度★★)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是(

B

)A.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿逆时针方向B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向考点58考点59考点60考点61考点6215.(2016·北考点58考点59考点60考点61考点6216.(2015·全国1,19,6分,难度★)(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(

AB

)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考点58考点59考点60考点61考点6216.(2015·全考点58考点59考点60考点61考点62解析圆盘转动时产生了感应电动势,圆盘本身构成闭合回路,形成涡电流,涡电流产生的磁场导致磁针转动,选项A、B正确,D错误;圆盘转动过程中磁针的磁场穿过圆盘的磁通量没有变化,选项C错误。考点58考点59考点60考点61考点62解析圆盘转动时产生了考点58考点59考点60考点61考点6217.(2015·山东,17,6分,难度★★)(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

(

ABD

)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,圆盘将匀速转动解析圆盘逆时针转动,切割磁感线,由右手定则可知,A项正确;由F安

知,相同条件下,磁场越强,圆盘受到的安培阻力越大,故B项正确;所加磁场反向,根据楞次定律和左手定则可知圆盘受到的安培力方向不变,还是充当阻力,C项错误;若所加磁场穿过整个圆盘,则回路磁通量不发生变化,无感应电流,故F安=0,圆盘将匀速转动,D项正确。考点58考点59考点60考点61考点6217.(2015·山考点58考点59考点60考点61考点6218.(2015·海南,2,3分,难度★★)如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε'。则

等于(

B

)考点58考点59考点60考点61考点6218.(2015·海考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6219.(2014·江苏,1,3分,难度★)如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(

B

)考点58考点59考点60考点61考点6219.(2014·江考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6220.(2014·山东,16,6分,难度★★)(多选)如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是(

BCD

)A.FM向右 B.FN向左C.FM逐渐增大 D.FN逐渐减小解析电磁感应中,感应电流所受安培力总是阻碍导体棒的运动,且安培力既垂直于导体棒又垂直于磁场,故FM、FN方向均向左,选项A错,B对;导体棒在M区运动时,离通电直导线距离逐渐变小,磁场逐渐增强,感应电流及安培力均变大;同理,在N区运动时,远离通电直导线,磁场减弱,感应电流及安培力均变小。选项C、D正确。考点58考点59考点60考点61考点6220.(2014·山考点58考点59考点60考点61考点6221.(2012·全国课标,19,6分,难度★★)如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率

的大小应为(

C

)考点58考点59考点60考点61考点6221.(2012·全考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6222.(2010·全国课标,21,6分,难度★★)如图所示,两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1,下落距离为0.8R时电动势大小为E2。忽略涡流损耗和边缘效应。关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是(

D

)A.E1>E2,a端为正 B.E1>E2,b端为正C.E1<E2,a端为正 D.E1<E2,b端为正解析由右手螺旋定则可知,缝隙间磁场方向水平向左,由右手定则可判断b端电势高,相当于电源正极;由E=Blv可知,因为v2>v1,故E2>E1,选项D正确。考点58考点59考点60考点61考点6222.(2010·全考点58考点59考点60考点61考点62考点60电磁感应中的“图象”问题答案P276

23.(2019·全国2,21,6分,难度★★)如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直,在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是(

AD

)考点58考点59考点60考点61考点62考点60电磁感应中的考点58考点59考点60考点61考点62解析本题以棒—轨模型考查电磁感应,属于电磁感应中动力学问题和图像问题。由于导体棒进入磁场时加速度为零,说明是匀速进入;两棒分别进入有两种情况,一是PQ在磁场中运动时,MN在磁场外,当PQ出磁场后,MN进入磁场,这时,MN切割磁感线的速度与PQ切割磁感线的速度相同,这一过程电流大小不变,流过PQ的电流方向相反,A正确,B、C错误。二是PQ在磁场中还没有出来时,MN进入,这时回路电流为零。两棒加速下滑,PQ出磁场时,MN的速度比刚进入磁场时大,所受安培力大于重力的分力,MN做减速运动,电流减少,由此可知D正确。

电磁感应的图像问题通常用排除法较为简单。考点58考点59考点60考点61考点62解析本题以棒—轨模型考点58考点59考点60考点61考点6224.(2019·全国3,19,6分,难度★★)如图,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

(

AC

)考点58考点59考点60考点61考点6224.(2019·全考点58考点59考点60考点61考点62解析对两棒分别受力分析可知,ab棒做减速直线运动,cd棒做加速直线运动,最后两棒速度相同。ab棒和cd棒在运动过程中都产生感应电动势,两个电动势方向相反,逐渐抵消,两棒速度相同时,总电动势减小至0,电流减小至0,C正确,D错误。对两棒整体受力分析可知,合和F安=BIl可知,F安不均匀变化,加速度不均匀变化,速度图像的斜率为加速度,A正确,B错误。考点58考点59考点60考点61考点62解析对两棒分别受力分考点58考点59考点60考点61考点6225.(2018·全国2,18,6分,难度★★)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l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长为

l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(

D

)考点58考点59考点60考点61考点6225.(2018·全考点58考点59考点60考点61考点62解析在0~0.5l过程,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向(顺时针)、等大不变的电动势,产生同方向、不变的电流;在0.5l~l过程,前、后两边均切割磁感线,产生反向、等大不变的电动势,线框中总电动势为零,电流为零;在l~1.5l过程,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向(逆时针)、等大不变的电动势,产生同方向、不变的电流,选项D正确。考点58考点59考点60考点61考点62解析在0~0.5l过考点58考点59考点60考点61考点6226.(2017·全国2,20,6分,难度★★)(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0.005Ω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)。下列说法正确的是(

BC

)A.磁感应强度的大小为0.5TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N考点58考点59考点60考点61考点6226.(2017·全考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6227.(2016·四川,7,6分,难度★★)(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MN置于导轨上,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=F0+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变化图象可能正确的有(

BC

)考点58考点59考点60考点61考点6227.(2016·四考点58考点59考点60考点61考点62解析

考点58考点59考点60考点61考点62解析考点58考点59考点60考点61考点6228.(2014·全国1,18,6分,难度★★)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(

C

)科学思维考点58考点59考点60考点61考点6228.(2014·全考点58考点59考点60考点61考点62解析由题图(b)可知,在0~0.5

s时间内Ucd为定值,由法拉第电磁感应定律可知,线圈内磁通量变化率

为定值,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则0~0.5

s时间内电流随时间变化率为定值,据此可排除A、B、D三项,只有C项正确。

分析电磁感应图象问题时的三个关注(1)关注初始时刻,如初始时刻感应电流是否为零,是正方向还是负方向。(2)关注变化过程,电磁感应发生的过程分为几个阶段,这几个阶段是否和图象变化相对应。(3)关注大小、方向的变化趋势,看图象斜率的大小,图象的曲、直是否和物理过程对应。考点58考点59考点60考点61考点62解析由题图(b)可知考点58考点59考点60考点61考点6229.(2013·全国1,17,6分,难度★★)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字形导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(

A

)考点58考点59考点60考点61考点6229.(2013·全考点58考点59考点60考点61考点6230.(2013·全国2,16,6分,难度★★)如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图象中,可能正确描述上述过程的是

(

D

)解析根据楞次定律可知,线框进入磁场及离开磁场的过程受到安培力,从而做变减速运动,由牛顿第二定律得,,线框的速度减小,线框的加速度减小;线框完全进入到磁场中运动时,做匀速直线运动,D项正确。考点58考点59考点60考点61考点6230.(2013·全考点58考点59考点60考点61考点6231.(2013·福建,18,6分,难度★★)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,不计空气影响,则下列哪一个图象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

)考点58考点59考点60考点61考点6231.(2013·福考点58考点59考点60考点61考点62解析在0~t1时间内,线框做自由落体运动,t2时刻以后,线框全部进入磁场后做匀加速直线运动,这两段时间内的v-t图线均为直线。在t1~t2时间内,线框进入磁场的过程中,线框的运动状态与进入磁场时的速度v有关。当线框在磁场中匀速运动时,安培力等于重力,即

可知,加速度减小;若线框速度v>v0,但相差不大,则线框进入磁场后可能先减速再匀速,B项正确;若线框的速度v=v0,则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场,D项正确;若线框的速度v<v0,但相差不大,则线框进入磁场后可能先加速再匀速;若线框的速度v远小于v0,则线框进入磁场后加速,加速度减小,C项正确。考点58考点59考点60考点61考点62解析在0~t1时间内考点58考点59考点60考点61考点62

电磁感应过程中,导体运动的动态过程特点

考点58考点59考点60考点61考点62 电磁感应过程中,导考点58考点59考点60考点61考点6232.(2013·全国,17,6分,难度★★)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化。一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图所示。若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是(

C

)考点58考点59考点60考点61考点6232.(2013·全考点58考点59考点60考点61考点62解析导体杆在右边圆形磁场中切割磁感线的有效长度为L=2Rsin

ωt,产生的感应电动势的大小E=BL2ω=2BωR2sin2ωt,电动势随时间变化,且非均匀变化,排除A、B。根据右手定则,导体杆在右边磁场中运动时,感应电动势为正,排除D。考点58考点59考点60考点61考点62解析导体杆在右边圆形考点58考点59考点60考点61考点6233.(2013·山东,18,6分,难度★★)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是(

B

)考点58考点59考点60考点61考点6233.(2013·山考点58考点59考点60考点61考点62解析根据楞次定律,在前半个周期内,圆环内产生的感应电流方向为顺时针,即通过ab边的电流方向为由b指向a,再根据左手定则判断,ab边受到的安培力为水平向左,即负方向。根据法拉第电磁感应定律,前半个周期内ab中的电流为定值,则所受安培力也为定值。结合选项可知B正确。考点58考点59考点60考点61考点62解析根据楞次定律,在考点58考点59考点60考点61考点6234.(2012·全国,20,6分,难度★★)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是(A)解析题中“线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右”表明穿过线框的磁通量先减小后增大,即导线中的电流先减小后增大,选项C、D错误;根据楞次定律,当导线中的电流先沿正方向减小时,在线框中才产生顺时针方向的感应电流,选项B错A对。考点58考点59考点60考点61考点6234.(2012·全考点58考点59考点60考点61考点62考点61电磁感应中的“动力学”问题答案P277

35.(2014·全国,20,6分,难度★)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一根长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率(

C

)A.均匀增大

B.先增大,后减小C.逐渐增大,趋于不变

D.先增大,再减小,最后不变解析由题意可知,在条形磁铁下落过程中,铜环中产生感应电流。根据楞次定律可知,感应电流对磁铁有向上的磁场力F磁,磁铁速度越大,感应电流越大,F磁越大,对磁铁由牛顿第二定律有

,可知磁铁向下做加速度逐渐减小的加速运动,直到最后速度趋于不变,C项正确。考点58考点59考点60考点61考点62考点61电磁感应中的考点58考点59考点60考点61考点6236.(2016·全国2,24,12分,难度★★)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m、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、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。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μ。重力加速度大小为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。考点58考点59考点60考点61考点6236.(2016·全考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6237.(2016·全国1,24,14分,难度★★)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,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,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μ,重力加速度大小为g。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。考点58考点59考点60考点61考点6237.(2016·全考点58考点59考点60考点61考点62解析(1)设导线的张力的大小为FT,右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为FN2。对于ab棒,由力的平衡条件得2mgsin

θ=μFN1+FT+F①FN1=2mgcos

θ②对于cd棒,同理有mgsin

θ+μFN2=FT③FN2=mgcos

θ④联立①②③④式得F=mg(sin

θ-3μcos

θ)⑤考点58考点59考点60考点61考点62解析(1)设导线的张考点58考点59考点60考点61考点62(2)由安培力公式得F=BIL⑥这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为ε=BLv⑦式中,v是ab棒下滑速度的大小。由欧姆定律得考点58考点59考点60考点61考点62(2)由安培力公式得考点58考点59考点60考点61考点62相对磁铁运动相同。磁铁端面是边长为d的正方形,由于磁铁距离铝条很近,磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场,磁感应强度为B,铝条的高度大于d,电阻率为ρ。为研究问题方便,铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场,其他部分电阻和磁场可忽略不计,假设磁铁进入铝条间以后,减少的机械能完全转化为铝条的内能,重力加速度为g。38.(2016·天津,12,20分,难度★★★)电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论:如图所示,将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上,斜面与水平方向夹角为θ,一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间,恰好匀速穿过,穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定,其引起电磁感应的效果与磁铁不动,铝条考点58考点59考点60考点61考点62相对磁铁运动相同。磁考点58考点59考点60考点61考点62(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I;(2)若两铝条的宽度均为b,推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式;(3)在其他条件不变的情况下,仅将两铝条更换为宽度

b'>b的铝条,磁铁仍以速度v进入铝条间,试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化。考点58考点59考点60考点61考点62(1)求铝条中与磁铁考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62可见,F'>F=mgsin

θ,磁铁所受到的合力方向沿斜面向上,获得与运动方向相反的加速度,磁铁将减速下滑,此时加速度最大。之后,随着运动速度减小,F'也随着减小,磁铁所受的合力也减小,由于磁铁加速度与所受到的合力成正比,磁铁的加速度逐渐减小。综上所述,磁铁做加速度逐渐减小的减速运动。直到F'=mgsin

θ时,磁铁重新达到平衡状态,将再次以较小的速度匀速下滑。考点58考点59考点60考点61考点62可见,F'>F=mg考点58考点59考点60考点61考点6239.(2015·广东,35,18分,难度★★★)如图(a)所示,平行长直金属导轨水平放置,间距L=0.4m。导轨右端接有阻值R=1Ω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,bd连线与导轨垂直,长度也为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,1s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动,求:考点58考点59考点60考点61考点6239.(2015·广考点58考点59考点60考点61考点62(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。答案(1)0.04V

(2)0.04N

i=t-1(A)(1.0s≤t≤1.2s)考点58考点59考点60考点61考点62(1)棒进入磁场前,考点58考点59考点60考点61考点62(2)棒运动到bd位置时,所受安培力最大。设此时的电动势为Em,回路电流为Im,磁感应强度为Bm,根据电磁感应定律,可得Em=BmLv

⑥根据欧姆定律棒受到的安培力F为F=BmImL⑧联立⑥⑦⑧式并代入数据,得F=0.04

N⑨棒从进入磁场到运动至bd的时间内,设时间为t(t≥1.0

s),棒切割磁感线的长度为l,根据几何关系,可得l=2v(t-1)(m)⑩考点58考点59考点60考点61考点62(2)棒运动到bd位考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点62电磁感应中的综合问题答案P278

40.(2019·全国1,20,6分,难度★★)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。则在t=0到t=t1的时间间隔内(

BC

)考点58考点59考点60考点61考点62考点62电磁感应中的考点58考点59考点60考点61考点62A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向考点58考点59考点60考点61考点62A.圆环所受安培力的考点58考点59考点60考点61考点6241.(2018·全国1,17,6分,难度★★)如图,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,OM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

等于(

B

)考点58考点59考点60考点61考点6241.(2018·全考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6242.(2018·江苏,9,4分,难度★★)(多选)如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ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Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g。金属杆(

BC

)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可能考点58考点59考点60考点61考点6242.(2018·江考点58考点59考点60考点61考点62金属杆在两磁场之间做匀加速运动。由v-t图象(如图所示)可得,在两阴影面积相等时,t1>t2,B正确;从金属杆进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程中,由动能定理可得W安1+mg2d=ΔEk=0,所以W安1=-2mgd,即产生的焦耳热Q1=2mgd,同理在磁场Ⅱ中产生的热量Q2=2mgd,所以穿过两磁场产生的总热量为4mgd,C正确。考点58考点59考点60考点61考点62金属杆在两磁场之间做考点58考点59考点60考点61考点6243.(2017·天津,3,6分,难度★★)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(

D

)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解析原磁场的磁感应强度均匀减小,由楞次定律得感应磁场与原磁场方向相同,由安培定则可得感应电流方向由a向b,故A错误;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势恒定,感应电流恒定,故B错误;棒ab所受安培力F安=IlB,其中I恒定,B均匀减小,l不变,F安减小,故C错误;由二力平衡Ff=F安可知Ff逐渐减小,故D正确。考点58考点59考点60考点61考点6243.(2017·天考点58考点59考点60考点61考点6244.(2016·全国2,20,6分,难度★★)(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(

AB

)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倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍考点58考点59考点60考点61考点6244.(2016·全考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6245.(2015·安徽,19,6分,难度★★)如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l,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倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则(

B

)考点58考点59考点60考点61考点6245.(2015·安考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6246.(2014·安徽,20,6分,难度★)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,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,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(

D

)解析设圆环所在回路感应电动势为E,则由法拉第电磁感应定律得

,小球运动一周,感应电场对小球做功大小为W=qE=qkπr2,故选项D正确。考点58考点59考点60考点61考点6246.(2014·安考点58考点59考点60考点61考点6247.(2013·安徽,16,6分,难度★★)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)(

B

)A.2.5m/s

1W B.5m/s

1WC.7.5m/s

9W D.15m/s

9W考点58考点59考点60考点61考点6247.(2013·安考点58考点59考点60考点61考点6248.(2013·天津,3,6分,难度★★)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,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Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则(

A

)A.Q1>Q2,q1=q2

B.Q1>Q2,q1>q2C.Q1=Q2,q1=q2

D.Q1=Q2,q1>q2考点58考点59考点60考点61考点6248.(2013·天考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6249.(2012·山东,20,6分,难度★★)(多选)如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g。下列选项正确的是(

AC

)A.P=2mgvsinθB.P=3mgvsinθD.在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功考点58考点59考点60考点61考点6249.(2012·山考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6250.(2018·天津,12,20分,难度★★★)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l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l、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l,列车的总质量为m。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,电源内阻及导线电阻忽略不计。列车启动后电源自动关闭。图1图2考点58考点59考点60考点61考点6250.(2018·天考点58考点59考点60考点61考点62(1)要使列车向右运行,启动时图1中M、N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。若某时刻列车的速度为v0,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?考点58考点59考点60考点61考点62(1)要使列车向右运考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6251.(2018·浙江,23,10分,难度★★★)如图所示,在竖直平面内建立xOy坐标系,在0≤x≤0.65m、y≤0.40m范围内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。一边长l=0.10m、质量m=0.02kg、电阻R=0.40Ω的匀质正方形刚性导线框abcd处于图示位置,其中心的坐标为(0,0.65m)。现将线框以初速度v0=2.0m/s水平向右抛出,线框在进入磁场过程中速度保持不变,然后在磁场中运动,最后从磁场右边界离开磁场区域,完成运动全过程。线框在全过程中始终处于xOy平面内、其ab边与x轴保持平行,空气阻力不计。求:考点58考点59考点60考点61考点6251.(2018·浙考点58考点59考点60考点61考点62(1)磁感应强度B的大小;(2)线框在全过程中产生的焦耳热Q;(3)在全过程中,cb两端的电势差Uc

b与线框中心位置的x坐标的函数关系。考点58考点59考点60考点61考点62(1)磁感应强度B的考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点62考点58考点59考点60考点61考点6252.(2017·北京,24,20分,难度★★★)发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I。考点58考点59考点60考点61考点6252.(2017·北考点58考点59考点60考点61考点62(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。(2)从微观角度