高考物理（山东专用）一轮复习专题十二电磁感应训练课件

五年高考考点一电磁感应现象楞次定律1.

(2021北京,11,3分)某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动

明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是

(

)A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用D2.

(2023江苏,8,4分)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转

动,O、A、C点电势分别为φO、φA、φC,则

(

)

A.φO>φC

B.φC>φAC.φO=φA

D.φO-φA=φA-φCA3.

(2020课标Ⅲ,14,6分)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接

通的瞬间,可观察到

(

)A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动B4.

(2022北京,11,3分)如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框abcd,ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时

间均匀增加,则

(

)A.线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→aB.线框中产生的感应电流逐渐增大C.线框ad边所受的安培力大小恒定D.线框整体受到的安培力方向水平向右D5.

(2023海南,6,3分)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时

(

)A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同C6.

(2023河北,8,6分)(多选)如图1,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动,1、4同时沿图1箭头

方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图2位置

时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中

(

)A.金属杆所围回路中电流方向保持不变B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同CD7.

(2022广东,10,6分)(多选)如图所示,水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,MN平行于y

轴,PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做

匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有

(

)

ACA.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等考点二法拉第电磁感应定律8.

(2023湖北,5,4分)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个压平的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边

长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若

匀强磁场垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为103T/s,则线圈产生的感应电动势最接

近

(

)A.0.30V

B.0.44VC.0.59V

D.4.3VB9.

(2022河北,5,4分)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈,其中大圆面积为S1,小圆面积均为S2,垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场,磁感应强度大小B

=B0+kt,B0和k均为常量,则线圈中总的感应电动势大小为

(

)A.kS1

B.5kS2C.k(S1-5S2)

D.k(S1+5S2)D10.

(2023北京,5,3分)如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡。开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关

(

)A.P与Q同时熄灭

B.P比Q先熄灭C.Q闪亮后再熄灭

D.P闪亮后再熄灭D11.

(2023全国乙,17,6分)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。用图(a)所示的缠绕方式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝

管上,漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从

管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过

漆包线的电流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示,分析可知

(

)AA.图(c)是用玻璃管获得的图像B.在铝管中下落,小磁体做匀变速运动C.在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短12.

(2023北京,9,3分)如图所示,光滑水平面上的正方形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的

是

(

)A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等D13.

(2022山东,12,4分)(多选)如图所示,xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为

L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动。t=0时刻,

金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响,关于金属框中感应电动势E随时间t变化

规律的描述正确的是

(

)

BCA.在t=0到t=

的过程中,E一直增大B.在t=0到t=

的过程中,E先增大后减小C.在t=0到t=

的过程中,E的变化率一直增大D.在t=0到t=

的过程中,E的变化率一直减小14.

(2022全国甲,16,6分)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,正方形线框的边长与圆线框的直径相等,圆线框的半径与正六边形线框的边长相等,如图所示。把

它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中,线框所在平面均与磁场方向

垂直,正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则

(

)

A.I1<I3<I2

B.I1>I3>I2C.I1=I2>I3

D.I1=I2=I3C15.

(2021山东,8,3分)迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中,沿圆形轨道绕地球飞行。系绳卫星由两子卫星组成,它们之间的导体绳沿地球半径方向,如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下,导体绳中形成指向地心的电流,等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的环境阻力,可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为H,导体绳长为L(L≪H),地球半径为R、质量为M,轨道处磁感应强度大小为B,方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响,据此可得,电池电动势为

(

)AA.BL

+

B.BL

-

C.BL

+

D.BL

-

16.

(2022浙江1月选考,13,3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

C.圆管的热功率大小为

D.轻绳对圆管的拉力随时间减小C17.

(2020浙江7月选考,12,3分)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒,一端与圆环接

触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO'上,随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和

电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在

电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正

确的是

(

)A.棒产生的电动势为

Bl2ωB.微粒的电荷量与质量之比为

C.电阻消耗的电功率为

D.电容器所带的电荷量为CBr2ωB18.

(2023新课标,26,20分)一边长为L、质量为m的正方形金属细框,每边电阻为R0,置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁

场,磁感应强度大小为B,两虚线为磁场边界,如图(a)所示。

(1)使金属框以一定的初速度向右运动,进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始

终与磁场边界平行,金属框完全穿过磁场区域后,速度大小降为它初速度的一半,求金属框的初速度大小。(2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨,导轨与磁场边界垂直,左端连接电阻R1=2R0,

导轨电阻可忽略,金属框置于导轨上,如图(b)所示。让金属框以与(1)中相同的初速度

向右运动,进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求

在金属框整个运动过程中,电阻R1产生的热量。答案

(1)

(2)

模型一电磁感应中的单杆模型1.

(2021北京,7,3分)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电

阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动,最终停在导体框上。

在此过程中

(

)A.导体棒做匀减速直线运动B.导体棒中感应电流的方向为a→bC.电阻R消耗的总电能为

D.导体棒克服安培力做的总功小于

m

C2.

(2023福建,4,4分)如图,M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨,导轨足够长且电阻可忽略不计;导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场,其左边界OO'垂

直于导轨;阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置,b始终固定。a以一定初

速度进入磁场,此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,并与b不相碰。以O为坐

标原点,水平向右为正方向建立x轴坐标;在运动过程中,a的速度记为v,a克服安培力做

功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中,可能正确的是

(

)AD3.

(2023重庆,7,4分)如图所示,与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U形金属导轨。质量为m、电阻不可忽略的导体杆MN沿导轨向下运动,以大小为v的速度进

入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域,在磁场中运动一段时间t后,速度大小变

为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻忽略不计,重力加速度为g。

杆在磁场中运动的此段时间内

(

)A.流过杆的感应电流方向从N到MB.杆沿导轨下滑的距离为

vtC.流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率D.杆所受安培力的冲量大小为mgtsinθ-mv4.

(2022全国甲,20,6分)(多选)如图,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻

值也为R的导体棒MN静止于导轨上,与导轨垂直,且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个

系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时,电容器所带的电荷量为Q,合上开关S

后,

(

)ADA.通过导体棒MN电流的最大值为

B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热5.

(2021山东,12,4分)(多选)如图所示,电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上,Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加,

Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放,进入Ⅱ区后,

经b下行至c处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下

行和上行的过程中,以下叙述正确的是

(

)ABDA.金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度B.金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度C.金属棒不能回到无磁场区D.金属棒能回到无磁场区,但不能回到a处6.

(2022海南,18,14分)如图,水平面上固定有两光滑平行金属导轨,导轨处于磁感应强度为B=0.25T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。金属棒MN垂直导轨放置,导轨右侧

接自动控制电路,开关S接a时,电源可使棒中电流大小始终为I=1A,电流方向可根据需

要改变;接b时,棒与阻值为R=0.05Ω的电阻构成回路;电流方向改变及开关切换可瞬间

完成。已知棒的质量m=0.1kg,电阻r=0.05Ω,棒的长度与导轨间距均为L=0.4m,棒运

动过程中始终与导轨接触良好,导轨电阻忽略不计且足够长。(1)若开关S接a,求当棒中电流方向从M到N时,棒的加速度方向和大小;(2)若开关S始终接a,使棒由静止开始在最短时间内向左运动4m后停下,求此过程棒

的最大速度;(3)使棒由静止开始在最短时间内向左运动7m后停下,求此过程棒中产生的焦耳热。

答案

(1)方向向右,1m/s2

(2)2m/s

(3)0.4J模型二电磁感应中的双杆模型7.

(2021广东,10,6分)(多选)如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,bc是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁

场。金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好。初始时,可滑动的金

属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路

中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有

(

)A.杆OP产生的感应电动势恒定B.杆OP受到的安培力不变C.杆MN做匀加速直线运动D.杆MN中的电流逐渐减小AD8.

(2020课标Ⅰ,21,6分)(多选)如图,U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上,ab和dc边平行,和bc边垂直。ab、dc足够长,整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻

的导体棒MN置于金属框上,用水平恒力F向右拉动金属框,运动过程中,装置始终处于

竖直向下的匀强磁场中,MN与金属框保持良好接触,且与bc边保持平行。经过一段时

间后

(

)A.金属框的速度大小趋于恒定值B.金属框的加速度大小趋于恒定值C.导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D.导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值BC9.

(2023山东,12,4分)(多选)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上,宽为1m,电阻不计。质量为1kg、长为1m、电阻为1Ω的导体棒MN放置在导轨上,与导轨形成

矩形回路并始终接触良好,Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度

分别为B1和B2,其中B1=2T,方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段

中点与质量为0.1kg的重物相连,绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示,某时刻MN、

CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动,MN、CD与磁场边界平行。MN

的速度v1=2m/s,CD的速度为v2且v2>v1,MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度

大小取10m/s2,下列说法正确的是

(

)BD

A.B2的方向向上

B.B2的方向向下C.v2=5m/s

D.v2=3m/s10.

(2023辽宁,10,6分)(多选)如图,两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为d和2d,处于竖直向上的磁场中,磁感应强度大小分别为2B

和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d,导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d,PQ的质

量是MN的2倍。初始时刻两棒静止,两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹

簧。释放弹簧,两棒在各自磁场中运动直至停止,弹簧始终在弹性限度内。整个过程

中两棒保持与导轨垂直并接触良好,导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是

(

)ACA.弹簧伸展过程中,回路中产生顺时针方向的电流B.PQ速率为v时,MN所受安培力大小为

C.整个运动过程中,MN与PQ的路程之比为2∶1D.整个运动过程中,通过MN的电荷量为

11.

(2023湖南,14,14分)如图,两根足够长的光滑金属直导轨平行放置,导轨间距为L,两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角,整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的

匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置,每根

金属棒接入导轨之间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好,

金属棒始终未滑出导轨,导轨电阻忽略不计,重力加速度为g。(1)先保持棒b静止,将棒a由静止释放,求棒a匀速运动时的速度大小v0;(2)在(1)问中,当棒a匀速运动时,再将棒b由静止释放,求释放瞬间棒b的加速度大小a0;(3)在(2)问中,从棒b释放瞬间开始计时,经过时间t0,两棒恰好达到相同的速度v,求速度v

的大小,以及时间t0内棒a相对于棒b运动的距离Δx。

答案

(1)

(2)2gsinθ(3)gt0sinθ+

12.

(2023全国甲,25,20分)如图,水平桌面上固定一光滑U型金属导轨,其平行部分的间距为l,导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方

向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金

属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为v0的速度向

P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间极短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑

出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终

平行。不计空气阻力。求(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小;(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量;(3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间。答案

(1)

(2)m

(3)

13.

(2021全国乙,25,20分)如图,一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.06kg的U形导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻R=3Ω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=0.6m。初始时CD与EF

相距s0=0.4m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离s1=

m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=1T,重力加速度大小取g=10m/s2,sinα=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。答案

(1)0.18N

(2)0.02kg

0.375

(3)

m三年模拟考点一电磁感应现象楞次定律1.

(2024届山东高三9月大联考)如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体,水平绝缘地面上放置一个闭合铝线圈,磁体在线圈圆心的正上方,将磁体竖直向上移动从而

压缩弹簧,然后由静止释放磁体,在磁体第一次向下运动过程中(磁体未接触地面),下列

说法正确的是

(

)CA.俯视看,线圈中产生顺时针方向的电流B.磁体速度最大时,弹簧的弹力等于磁体的重力C.磁体运动到最低点时,线圈对地面的压力大小等于线圈的重力大小D.如果仅将线圈的材料由铝换成铜(铜的电阻率比铝的小),其他条件不变,磁体由同一

高度向下运动,磁体运动的最低点相同2.

(2023届青岛一中期末)如图所示,长度均为1m的甲、乙空心铝管竖直放置,其中乙管有一条竖直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上端由

静止放入管口,磁体在甲、乙两管中运动的时间分别为3s和0.6s。磁体的直径略小于

铝管的内径,不计磁体与管壁的摩擦及空气阻力。关于磁体在甲、乙两管中的运动,

下列说法正确的是

(

)A.磁体在甲管内下落的过程中,所受合力的冲量可能为0B.磁体在甲管中加速向下运动时,铝管对桌面的压力将逐渐增大C.磁体在乙管内下落的过程中,乙管中没有产生感应电动势和感应电流D.磁体在乙管内下落的过程中,其重力势能的减少量小于动能的增加量B3.

(2023届青岛一中期末)如图所示,导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动,c为铜制圆线圈,线圈平面与螺线管中轴线垂直,圆心在螺线管中轴线上,则

(

)A.导体棒ab中的电流由b流向aB.螺线管内部的磁场方向向左C.铜制圆线圈c被螺线管吸引D.铜制圆线圈c有收缩的趋势D考点二法拉第电磁感应定律4.

(2024届德州高三开学考)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其直流电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,开关S闭合和断开的过程中,灯L1、L2的亮度

变化情况是(灯丝不会断)

(

)DA.S闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,L2立即熄灭,L1逐渐变亮B.S闭合,L1亮度不变,L2很亮;S断开,L1、L2立即熄灭C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下再熄

灭D.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即熄灭,L1亮一

下再熄灭5.

(2023届德州高三期末)某课题组要测量某金属材料的电阻率,他们先取适量该金属材料切割成如图所示的长方体,长方体的三条边长分别为a、b、c,长方体上、下表

面与电流传感器用导线相连,导线紧贴长方体上、下表面。虚线框左侧有垂直于长方

体前、后表面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。使匀强磁场以大小为v的速度向左运

动时(长方体全部处于磁场中),电流传感器显示回路中的电流大小为I。不计电流传感

器及导线的电阻,则该金属材料的电阻率为

(

)A

A.

B.

C.

D.

6.

(2023届泰安高三校联考)(多选)如图甲所示,正方形金属线框abcd从某高度自由下落进入B=1T的匀强磁场,从ab边刚进入磁场到cd边刚出磁场过程中,线框中的电

流随时间的变化图像如图乙所示。已知线框边长l=0.1m,总电阻R=0.1Ω,重力加速度

g=10m/s2。线框通过磁场过程中ab边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是

(

)ACDA.线框质量m=0.02kgB.磁场宽度h=0.6mC.cd边刚出磁场时的速度为3.8m/sD.线框穿过整个磁场过程中产生的焦耳热为0.0556J7.

(2024届齐鲁名校一联)(多选)如图所示,水平金属圆环的半径为L,匀质导体棒OP的长度为2L,导体棒OP、电阻R1、电阻R2的阻值都为R0,电路中的其他电阻不计。

导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为ω的角速度匀速转动,O点恰好为金属圆环的

圆心,转动平面内还有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导体棒OP转动过程

中始终与金属圆环接触良好。对金属棒OP转动一周的过程,下列说法正确的是

(

)BCDA.电阻R1两端的电压为

BL2ωB.电阻R1上产生的焦耳热为

C.通过电阻R1的电荷量为

D.导体棒两端的电势差为

BL2ω8.

(2023届德州高三期末)舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术,我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究,如图所示,

用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定在一起,线圈带动动子,可在

水平导轨上滑动。线圈始终位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均

为B=0.1T。开关S与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机匀加速直线

运动,经过t1=1.5s的时间,飞机达到起飞速度并与动子脱离;此时S掷向2,使定值电阻R0

与线圈连接,同时再对动子施加合适的外力F(未知),使动子开始做匀减速直线运动,又

经过t2=2s的时间,动子的速度减为0。已知恒流源接通时通过它的电流会保持I=80A

不变,线圈匝数n=100,每匝周长L=1m,飞机的质量M=10kg,动子和线圈的总质量m=5kg,线圈总电阻r=1.5Ω,定值电阻R0=8.5Ω,导轨电阻不计,不计摩擦力和空气阻力,求(1)飞机的起飞速度大小;(2)飞机达到起飞速度时开始计时,取动子的运动方向为正方向,通过计算得出动子减速过程所施加的外力F随时间t变化的关系式;(3)动子减速过程通过电阻R0的电荷量。答案

(1)80m/s(2)开关S掷向2后,线圈运动的速度用v表示,则回路中的电流I'=

线圈所受的安培力大小F安=nBI'L由题知F-F安=-ma2,v=v0-a2t,0=v0-a2t2联立并代入数据得F=(600-400t)N

(0<t≤2s)(3)80C模型一电磁感应中的单杆模型1.

(2024届济南高三开学考)(多选)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨放置在同一水平面内,相距为L,一端连接阻值为R的电阻。长度为L的金属棒放在导轨上,与

导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直,金属棒的质量为m,电阻为r。整个装置

处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,不计金属导轨的电阻,在金属棒以初

速度v0沿导轨向右运动的过程中,下列说法正确的是

(

)ABA.金属棒的最大加速度为

B.金属棒向右运动的距离为

C.通过电阻R的电荷量为

D.电阻R上产生的热量为

m

2.

(2023届菏泽一模)(多选)如图所示,形状相同的平行金属导轨CN、DQ放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,间距为L,与水平面相切于M、P,右端接一阻值

为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒从曲面上高h处静止释放,到达曲面底端PM

时速度为v0;棒释放的位置到PM的水平距离为d,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,金

属棒最终会停在导轨上,导轨电阻不计,重力加速度为g,下列说法正确的有

(

)ABCA.金属棒从静止释放到运动至曲面底端PM的过程中通过电阻R的电荷量为

B.金属棒从静止释放到运动至PM的过程中,金属棒受到的摩擦力、支持力、安培力

的总冲量的大小一定大于重力的冲量的大小C.若金属棒从曲面底端PM到最终停止在导轨上,电阻R上产生的热量为ΔQ,则金属棒

停止的位置距曲面底端PM的距离为x=

D.在金属棒运动的整个过程中,电阻R上产生的焦耳热为

mgh3.

(2023届济南三模)(多选)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距L=0.1m,导轨平面内分布着垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小

B=5T,导轨上端分别接有电阻R和电源E。质量m=0.2kg的金属棒MN紧靠导轨水平放

置,已知电阻R=1Ω,电源E=1.5V、内阻r=0.5Ω,重力加速度g=10m/s2,不计金属棒和导

轨的电阻。闭合开关后将金属棒MN由静止释放,以下说法正确的是

(

)

ACDA.若开关与1接通,金属棒MN克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热B.若开关与2接通,金属棒MN克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热C.若开关与1接通,金属棒MN最终以8m/s的速度匀速运动D.若开关与2接通,金属棒MN最终以1m/s的速度匀速运动4.

(2023届潍坊三模)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,两导轨间距为L,导轨左侧有两个开关S1、S2,S1与一个阻值为R的定值电阻串联,S2

与一个电容为C的电容器串联。导体棒ab垂直于导轨放置,其长度为L、质量为m、电

阻也为R。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量

为2m的重物通过轻质定滑轮用绝缘轻绳与导体棒ab的中点连接,开始时轻绳恰好处于

伸直状态。现将S1闭合,S2断开,使重物由静止释放,经时间t导体棒达到最大速度。已

知导轨足够长,不计导轨电阻,导体棒始终垂直导轨且与导轨接触良好,重物始终未落

地,重力加速度为g,不计一切摩擦。求:(1)导体棒的最大速度;(2)导体棒从开始运动至刚达到最大速度时,运动的距离;(3)从导体棒开始运动至刚达到最大速度时,电阻R中产生的热量;(4)导体棒达到最大速度后,将S1断开、S2闭合,同时撤去重物,电容器所带电荷量的最

大值。

答案

(1)

(2)

(3)

(4)

模型二电磁感应中的双杆模型5.

(2024届青岛高三开学考试)(多选)如图,两平行金属导轨ABC和A'B'C'的间距为0.5m,其中AB、A'B'段光滑,长度为1.2m、与水平方向夹角为30°,BC、B'C'段水平。空

间存在方向分别与两导轨平面垂直的磁场,磁感应强度大小均为2T。现将导体棒b放

置于水平导轨某处,导体棒a自最高端AA'由静止释放,当a棒开始匀速运动时,b棒刚好

能保持静止。a棒到达BB'后再经过0.36s恰好不与b棒发生碰撞。已知导体棒a、b的

质量均为0.1kg,电阻分别为4Ω和1Ω,两导体棒与水平导轨的动摩擦因数相同,假设最

大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨电阻不计,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的

是

(

)BC

A.a棒匀速运动时速度大小为2m/sB.金属棒与水平导轨间动摩擦因数为0.5C.b棒初始位置与BB'相距0.35mD.a棒下滑过程中系统损失的机械能为0.4J6.

(2023届青岛二模)(多选)如图,水平面上有两条相距为L的足够长光滑平行金属导轨,在导轨上相隔某一距离垂直导轨静置长度均为L的金属棒a和b,虚线MN右侧存

在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨左端接有电压传感器。现让金

属棒a、b分别以速度v0、3v0向右运动,t=0时刻金属棒b经过MN进入磁场区域,当金属

棒a刚要进入磁场时,电压传感器的示数U=

。已知金属棒a、b质地均匀且材质相同,a、b棒的质量分别为2m和m,a棒电阻为R。导轨电阻不计,不考虑电压传感器对

电路的影响,磁场区域足够大,下列说法正确的是

(

)CD

A.从t=0时刻开始,电压传感器的示数逐渐减小B.改变a、b两棒间初始距离,不会改变两棒的最终速度C.当金属棒a刚要进入磁场时,a、b两棒间的距离为

D.整个过程中金属棒a上产生的焦耳热为

m

7.

(2023届潍坊二模)(多选)如图所示,两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置,窄轨间距为L、宽轨间距为2L,导体棒ab、cd分别垂直放置在两导轨上,质量均

为m、电阻均为R,导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度均为B,已知两导

轨均足够长、电阻不计,现让两导体棒均以大小为v0的初速度平行于导轨水平向右运

动,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好,ab棒始终未滑离窄轨,在导体棒运动的

过程中,下列说法正确的是

(

)D.回路中的最大电流为

A.导体棒ab的最大速度为

B.导体棒ab产生的焦耳热为

C.通过导体棒ab的电荷量为

ACD8.

(2023届青岛高三期末)(多选)如图所示,两条足够长的粗糙平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨间的距离为l,导轨电阻忽略不计,磁感应强度为B的匀强

磁场与导轨所在平面垂直,将两根相同的导体棒ab、cd置于导轨上不同位置,两者始终

与导轨垂直且接触良好,两棒间的距离足够大,已知两棒的质量均为m、电阻均为R,某

时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量I0,已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ=ta