（课标专用 5年高考3年模拟A版）高考物理 专题十一 电磁感应试题-人教版高三物理试题

专题H^一电磁感应

探考情悟真题

【考情探究】

5年考倩预测热

老占老白

考题示例学业水平关联考点素养要素解法度

2019课标in,14,6分2能量观念

电磁感应楞次定律

2018课标I,19,6分3能量观念

现象、楞及其应用

2017课标in,15,6分4能量观念

次定律

电磁感应现象2015课标I,19,6分4模型建构

2019课标I,20,6分3电阻定律模型建构

2018课标I,17,6分4欧姆定律科学推理

2018课标III,20,6分3i-t图像模型建构

磁通量变化

运动与相互作用观

产生感应电2017课标I,18,6分4

念

动势

法拉第2019北京理综,22,16分4功率、焦耳定律模型建构

电磁感闭合电路欧姆定★★★

2017天津理综,3,6分3科学推理

应定律律

2017课标0,20,6分4安培力模型建构

导体切割2016课标0,20,6分4欧姆定律模型建构

磁感线产生2015课标II,15,6分4科学推理

感应电动势运动与相互作用观

2015安徽理综，19,6分4欧姆定律

念

电磁感应电磁感应2019课标0,21,6分3I-t图像科学推理

中的综合中的电路、2019课标III,19,6分3欧姆定律科学推理★★★

应用图像问题201R课标IL1&6分4i-t图像科学推理图像法

运动与相互作用观

2015广东理综,35,18分4安培力

念

闭合电路欧姆定

2016四川理综,7,6分4科学推理

律

2016课标I,24,14分4欧姆定律模型建构

2016课标II,24,12分4牛顿第二定律模型建构

电磁感应中2018天津理综，12,20分4动量定理模型建构

的动力学、2017天津理综，12,20分4动量定理模型建构

能量问题2016天津理综，12,20分4电阻定律模型建构

运动与相互作用观

2015四川理综，11,19分4安培力

念

分析解读本专题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。

【真题探秘】

（2019课标I,20,6分）（多选）空可存田方向与纸画垂直、大小随

•。冷定第一T室什：

时间变化的匀强磁场,其边界如图（a）中虚线MV所示。一硬质细导线的，就功右向奔*』也变化

剧谈乐魅逢孑.：I

成无量戋伯引起电电血率为P「横截面积为W厂将该军线-做近半径为r的圆环固定在纸面内，圆

给定第二件：佃导依

心。企注\"，/=0时磁感应强度的方向如图（a）所示；磁感应强度田随时间的电阻丰知横微而枳

，的变化关系如图（h）所示则在，=0到u.的时间间隔内

份之龄三个生何：O_____________

5也£妁发他大东

图㈤图(b)

A.圆环所受安培之的方向始终不变

兑有确定出感充心O

尚方向，力可用发B良东不质感山电流始终沿顺时针方向

小定则确定之环力U......._____用科次定悼确定

C.IS环中的感应电流大小为外惑匕电内的方句

;，•典如上的星妈财势大小为室

选现族闷起令4港。

门-等电由窗左之律

"闭用电珠贰幽定

悻的方■金

❶核心要点❸思路分析化.方向也在发生变化,本题虽得到感

应电流方向始终沿顺时针方向,但由丁

法拉第电旅感应定律、楞次定律和闭合电根据美键信息,由樗次定律确定感应电流方

路欧姆定律。磁感应强发方向变化,安培力方向变化

♦向,通过左手定则判断安培力的方向；由法

易借选A：,

拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可以

❷情景解读2.感应电动势中的"*为网环I可路在磁

求出感应电动势和感应电流的大小场中的面积,而不是圆环的实际面枳2

在半个圆环中.由r磁感应张度亦化导致❺答案

在闭合网路中的薇通盘变化,引起电敝感❹易错警示

BC详细解析见242页5牛高考A组第2题

应现象，1.推理过程注意做感应强度的大小随时间变

破考点练考向

【考点集训】

考点一电磁感应现象、楞次定律

1.（多选）航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，当固定线

圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后

放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率P铜＜1）

加闭合开关S的瞬间（）

D.感应电流方向由d—受电线圈-*c

答案BC

考点二法拉第电磁感应定律

1.（2018全国100所名校联考,2）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=10（）匝、横截面积S=（）.2mM电阻不计的圆形线圈MN处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二8Q,电容器的电容

C=30uF,开关S闭合充电一段时间，最后达到稳定状态。下列说法中正确的是（)

A.充电过程中“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1.2XW5C

C.达到稳定状态后电阻R上的电压为0.4V

I）.断开开关S,电容器放电

答案B

2.（2020届河南洛阳四校联考,7）（多选）如图甲所示，闭合矩形导线框abed固定在匀强祓场

中，磁场的方向与导线框所在平面垂史,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,规定

垂直纸面向外为磁场的正方向，线框中顺时针的电流方向为感应电流的正方向，水平向右为

安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，

下列选项中正确的是（）

答案AC

3.（2019贵州贵阳模拟）（多选）在如图所示的电路中，电源电动势为E,内阻为r,线圈L的电

阻不计。以下判断正确的是（）

—-----­

A.闭合S,稳定后，电容器的a极板带正电

B.闭合S,稳定后，电容器两端电压小于E

C.断开S的瞬间,通过R的电流方向向右

D,断开S的瞬间，通过通的电流方向向右

答案BC

4.（2018东北三校联考，18）“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「、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。若线圈的总电阻为电，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?

⑵求1=/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⑴/小

22（（i+R）o

⑶2

考点三电磁感应中的综合应用

1.（2019云南一检，17）如图所示，圆形金属线圈放置于磁感应强度为的匀强磁场中，让线

圈以恒定的角速度3绕过直径的轴MN转动，在”时间内线圈产生的热最为Q;若线圈

不动，让磁场从Bo开始均匀增大,为使At时间内线圈中产生的热量也为Q,则磁感应强度的

变化率为（）

A.日Bo3B.Bo3

C.V2Bo3D.2Bo3

答案A

2.（2018河南洛阳统考,8）如图所示，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（）

二

fr：XX!.

。L2Lx

3.(2020届江西四市联考，14)某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装

置如图中所示,不计电阻的足够长光滑平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导轨间距为d,

其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值为R的电阻串联接在导轨上端。质量为m、有效

阻值为r的导体棒AB由静止释放沿导轨卜滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律

如图乙所示，电流最大值为棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触，不计电流传感器内

阻及空气阻力，重力加速度为g。

(1)求该磁场磁感应强度大小；

(2)求在L时刻棒AB的速度大小；

(3)在0~匕时间内棒AB下降了h,求此过程电阻R产生的电热。

答案(1)—⑵"+)(3)-------1:，

ni+/

炼技法提能力

【方法集训】

方法电磁感应中滑轨类问题的分析方法

1.(2020届广西钦州摸底,6)如图所示为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分

别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导

体线框，总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直。现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场

区域，以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向

里时磁通量中的方向为正,外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量①、感应电动势E、

外力F和电功率P随时间变化的图像正确的是（）

答案D

2.（2018甘肃兰州模拟，10）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U、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Bo,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L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VD。

（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％”。

答案（1）」（2）-^

012

3.（2016课标1,24,14分）如图,两固定的绝缘斜面倾角均为0，上沿相连。两细金属棒数（仅

标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L,质量分别为2m和明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，磁感应强度人小为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u,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。

答案6mg（sin"3ucos。）⑵（sin。-3ucos。）一一-

【5年高考】

A组基础题组

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

A.电阻定律B.库仑定律

C.欧姆定律D.能量守恒定律

答案D

2.（2019课标I,20,6分）（多选）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P、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（）在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图3）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到的时间间隔内（）

A.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

C.圆环中的感应电流大小为1

4QP

D.圆环中的感应电动势大小为早一

40

答案BC

3.（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,另一线圈与远史沿南北方向水平放置在纸面底的直导线连接成回路。将一小磁针

悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（）

A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直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AD

4.（2017课标1【，20,6分）（多选）两条平行虚线网存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂

直。边长为0.1限总电阻为0.005。的正方形导线框abed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（）

EN

6c!

0.01--------1

I

________!

-0.20,4；0.6：

0.01----------------1---------1

图㈤图伯）

A.磁感应强度的大小为0.5T

B.导线框运动速度的大小为0.5rn/s

C.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

答案BC

5.（2016课标II,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（）

a0

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

答案AB

6.（2017天津理综,3,6分）如图所示,两根平行金属导轨置产水平面内，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

面向卜，现使磁感应强度短时间均匀减小,ab始终保持静止，卜.列说法正确的是（）

/

A.ab中的感应电流方向由b到a

B.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D

7.（2015天津理综，11,18分）如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为叫相邻各边互相垂

直,且处于同一竖直平面内，ab边长为1,cd边长为21,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,线框山静止释放，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g。

求

(D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。

21

______I

磁场区

答案(1)4倍⑵一+281

8.(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=0.4m。导轨

右端接有阻值R=1Q的电阻。导体棒垂直放置在导轨匕且接触良好。导体棒及导轨的电阻

均不计。导轨间正方形区域abed内有方向竖宜向下的匀强磁场,b、d连线与导轨垂直，长度

也为Lo从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间I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=lm/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。

6

d

(a)

(b)

答案(1)0.04V

(2)0.04Ni=t-l(lsWtWL2s)

9.(2019北京理综,22,16分)如图所示，垂直于纸面的匀皿磁场磁感应强度为B。纸面内有一

正方形均匀金属线框abcc,其边长为L,总电阻为R,ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁

场直至be边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：

XXXX

B

XXXX

--------

XXXX

XXXX

(1)感应电动势的大小E;

(2)拉力做功的功率F;

(3)ab边产生的焦耳热Q。

答案(l)BLv(2)——(3)—^

4

B组提升题组

1.(2019课标］1,21,6分)(多选)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0,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()

M

B

N

答案AD

2.（2019课标HI,19,6分）（多选）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。tR时，棒ab以初速

度V。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5、V2表

示，回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是（）

答案AC

3.（2018课标HI,20,6分）（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，时为零

B.在tr时改变方向

C.在•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AC

4.（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

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•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腋场导致磁针转动

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AB

5.（2015课标II,15,6分）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3逆时针转动时,a、b、c三点的电势

分别为必、IVLU已知be边的长度为1。下列判断正确的是（）

8

A.Ua>U,金属框中无电流

B.l'i»>Ue,金属框中电流方向沿a-b-c-a

C.叭=-晶1%,金属框中无电流

2

D.Uat=；Bl<*）,金属框中电流方向沿a-c-b-a

答案C

6.（2018课标H,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、方向交替向上向卜。一边长为方

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I变化的正确图线可能

7.（2015安徽理综，19,6分）如图所示,abed为水平放置的平行“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倾斜放置，与导轨成。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（）

A.电路中感应电动势的大小为——

sin

B.电路中感应电流的大小为——

2

C.金属杆所受安培力的大小为lvsin

D.金属杆的热功率为—sin

答案B

8.(2016课标H,24,12分)如图,水平面(纸面)内间距为1的平行金属导轨间接一电阻，质量

为m、长度为1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。t。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，两者之间的却摩擦因数为重力加速度大小为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。

|XXXX

A匚：xXXX

U;xXXXj

；XXXX

答案(1)B1U(—pg)(2)——^

9.(2016课标HI,25,20分)如图，两条相距1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的电殂;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R随时间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反,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,在时刻恰好以速度V。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到时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；

(2)在时刻t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)--⑵BJvo(t-to)+kSt(Bolvo+kS)^-

10.(2017天津理综，12,2。分)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

量为限电阻为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)，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,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。

⑵一⑶T2V22p

11.(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mo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。

⑴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1。若某时刻列车的速度为vo,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⑴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,此过程中穿过两金属棒

与导凯所围回路的磁通量的变化为A中，平均感应电动势为Ei,由法拉第电磁感应定律有

其中

A0)=B12⑦

设回路中平均电流为I',由闭合电路欧姆定律有

1’小

设cd受到的平均安培力为F',有

r=rIB®

以向右为正方向，设At时间内cd受安培力冲量为I冲,有

I冲二-F'△t⑩

同理可知，回路出磁场时ah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

培力冲量为有

I产21冲⑪

设列车停下来受到的总冲量为I息，由动量定理有

I总=0-111\，1)⑫

联立⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得

讨论:若3恰为整数,设其为n,则需设置n块有界磁场;若一不是整数，设Y的整数部

000

分为N,则需设置N+1块有界磁场。⑭

12.(2019江苏单科，14,15分)如图所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，

线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S=0.3m?、电阻R=0.6。，磁场的磁感应强度B=C.2T。

现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在AIR.5s时间内合到一起。求线圈在上述过程中

(1)感应电动势的平均值E;

(2)感应电流的平均值I,并在图中标出电流方向；

(3)通过导线横截面的电荷量q。

答案（1）0.12V（2）0.2A如图（3）0.1C

13.(2019天津理综，11,18分)如图所示，固定在水平面上间距为1的两条平行光滑金属导轨,

垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为1、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。

MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，

磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向卜.的匀强磁场，磁感应强度大小

为BoPQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。

⑴闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;

⑵断开S,PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为V的加速过程中流过PQ的电

荷最为q,求该过程安培力做的功Wo

II

答案（】）一「方向水口向右

(2)^nv2-|kq

C组教师专用题组

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•通电线圈旁放置,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

答案D

2.（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ed间电压如图（h）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（）

•••

.1.J.A-L-I-J.J

图®

答案c

3.（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AB1）

4.（2018江苏单科,9,4分）（多选）如图所示,竖直放置的“n”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Bo质量为m的水平金属杆由静止释放，进入

磁场I和H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（）

h

A

+

«

1

1d

1+

-

+d

:

1

.d

■

-1-

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4mgd

D.释放时距磁场【上边界的高度h可能小于

答案BC

5.（2013课标II,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.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ABD

6.（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=31b,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,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（）

A.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9：1

C.a、b线圈中感应电流之比为3：4

D.a、b线圈中电功率之比为3：1

答案B

7.（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

答案BCD

8.（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0.2kg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1m的王方形,其有效电阻为（）.1Q。比时

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,磁感应强度随时间变化

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=ls时,金属杆中感应电流方向从C到D

B.t=3s时,金属杆中感应电流方向从D到C

C.t=ls时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1N

D.t=3s时,金属杆对挡板H的压力大小为0.2N

答案AC

9.（2016四川理综,7,6分）（多选）如图所示，电阻不计、间距为1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=Fo+kv（Fo>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

答案BC

10.(2017上海单科,20,16分)如图，光滑平行金属导轨间距为L,与水平面夹角为0,两导轨

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V。从导轨底端开始运动，然后又返

【可到出发位置。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。

⑴求ab开始运动时的加速度a;

⑵分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况；

⑶分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短。

答案本题考查电磁感应、闭合电路欧姆定律。动力学分析、能显转化与守恒定律。

(1)利用楞次定律,对初始状态的ab受力分析得：

mgsin0+BIL=ma①

对回路分析

1=-=——

联立①②得

220

a=gsin0+—

⑵上滑过程:

由第（1）问中的分析可知，上滑过程加速度大小表达式为：

22

a±=gsinO+二③

上滑过程,a、v反向,做减速运动。利用③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：

22V八

mgsin0------=maF④

aT=gsin8-[.⑤

因a下与v同向,ab做加速运动。

由⑤得v增加,a卜减小,

杆卜.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：

12上与2”心

QR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QR>0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,进而可推得

一上）一卜

由s--1.1.1-.--pt,得

t上下

即ab上滑时间比下滑时间短。

11.（