（课标专用 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

挖命题

【考情探究】

5年考情预测热

考点考向

考期示例学业水平关联考点素养要素解法度

电磁感应2015课标I,19,6分4模型构建等效法

电磁感应现象

现象、楞2014课标1,14,6分3能量观念排除法

次楞次定律2018课标1,19,6分3能量观念排除法

定律及其应用2017课标III,15,6分4能量观念

磁通量变化2018课标I,17,6分4科学推理

产生感应电动2018课标III,20,6分3能量观念

法拉第势2017课标1,18,6分4电磁阻尼相互作用观念

电磁感应导体切割磁感运动与相★★★

2017课标H,20,6分4

定律线互作用观念

产生感应电动2016课标II,20,6分4欧姆定律能量观念等效法

势2015课标II,15,6分4科学推理

电磁感应中2018课标H,18,6分5运动观念

的电路、图2016课标01,25,2()分5相互作用观念

像问题2014课标I,18,6分3科学推理

电磁感应

运动与相互作用观

中的综合2016课标I,24,14分5欧姆定律★★★

电磁感应中的念

应用

动力学、能量2016课标II,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「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】

阜逸越，为象唯■一,<>---o义人还et语的巧仪.

分伐不氐哂!（2018课标I,17,6分）如图.导体轨道。PQS固定.其中

PQS是半阴弧,Q为半圆弧的中点，。为HI心轨道的电阻

中九杳生有电M.。--•O公&HOM,勿制，人心泣.

忽略不计:OM是有一定电阻、门统〃转助的金属杆.1/端

闻右，九的》风&.<>•-

位W、l..少儿j他道接触良好，空间存在，j半圆所住平面

垂K的匀强磁场.礴感应强度的大小为/?现使。”从。。位置

Y而机交foil小柒迎量便他.

以里定的角速度逆时针转到"S的置并固定（过幅I）：用使蹒

张吞匕珏宸支w引处张。・感应强度的大小以•定的2亿率从N增加到〃'（过程助。■

强羹支他.

一睢■，条9行《的it和中3通闻

电动势的4如4s•.

❶核心考点❹思路分析❼能力要求

i.电磁感应现象一1.第I过程由网路面积变化引起诲通豉变1.根据回路面积变化和磁感应做度变化

I2.电磁感应与电路综合“

"¥=岑确定感应电动势：

-2.根据电路确定电荷员

❷审题结果2.第II过程由磁感应强度变化引起融通景

❽命题技巧

变化.*¥=隼纥，

1.电磁感应现象中感生和动生现象

1L本题第I过程在於感应频度大小为8的

21也破瓶应与电路标介求电荷盘色题.结合❺易错警示情况卜..通过〃，/转动史同路面积改变了

四分之一例的而枳c

电动势的平均值展得=8磊=*S分第II过程足抬到05并固定之后的过程.

号网路为半圆的面积,不是转动之前的面积

析求解:：2.第II过程中金属杆於到。S位置^冏定.

。命题规律巧妙itSWl路面积为二分之也的面积

❸设问分析

1.必考内容：法拉第电磁感应定律3.两过程通过QWW电荷量相等,一语双关.

两过程的电荷培相等,由丁普可知，

2.考在形式：通过金转动时13路面枳变既叨确了感应电动势求解用平均值,又为

1两过程的磁通的变化的相同.，j化和磁感应强度变化引起磁近量的变化分析1两过程建文等盘关系

♦感应电动势一❾答案解析见228页

破考点

【考点集训】

考点•电磁感应现象、愣次定律

1.（2014课标J.J4,6分）在法拉第时代，下列验证“由破产生电”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

【）.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.（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U盘

和N环的中心在同一条竖直线上。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AD

3.（2017东北三校联考，10,4分）（多选）安培曾做过如图所示的实验: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

D.断开开关S,电容器放电

答案B

2.（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,磁感应强度为B,

质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向右上方穿进磁场，当AC刚进入磁场时,线柩的速

度为V,方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为氏则（）

A.线框穿进磁场过程中，线框中电流的方向为DCBAD

B.AC刚进入磁场时线框中感应电流为四

C.AC刚进入磁场时线框所受安培力为理

D.此时CD两端电压为Rav

-1

答案CD

3.（2014课标I,18,6分）如图3）,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X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C

4.（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,L）和L是带铁芯的

线圈，其电阻忽略不计,A-即与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.Si闭合瞬间,A不亮合2闭合瞬间,A2不亮、A3亮

B.S,闭合瞬间,Ai立即亮;S2闭合瞬间,A2、A3同时亮

C.Si断开瞬间,A1突然闪亮,随后逐渐变暗;乱断开瞬间,A?闪亮一下，然后逐渐熄灭

D.Si断开瞬间,Al突然闪亮,随后逐渐变暗$断开瞬间,A*逐渐熄灭

答案C

5.（2018东北三校联考，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•发电装置，如图1所示，装置的主要结构是•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•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I-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求时地板受到的压力大小。

⑶求此人走过时踩踏地板所做的功。

答案⑴

/JR+"OK\(2)2kxo+—

2

2(0+R)

⑶2-

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0转动。已知磁感应强度

B=0.5T,圆盘半径1=0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心0相连,导

线两端a、b间接一阻值Q的小灯泡。后轮匀速转动时，车轮边缘的线速度是8m/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=1.2V

C.产生的电功率为3.6X102W

【）.若圆盘匀速转动10分钟，则产生的电能为15.6.J

答案C

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（）

IXXt•

a1>

二

6!xx_!»

2Lx

答案c

3.（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卜•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,F随t变化的规律如乙图所示。在时间内，棒从静止开始做匀加速

直线运动。乙图中t。、招、F2为已知，棒和导轨的电阻不计。则（）

A.在t。以后，导体棒一直做匀加速直线运动

B.在to以后，导体棒先做加速直线运动,最后做匀速直线运动

c.在时间内，导体棒的加速度大小为

“"0

D.在0工。时间内，通过导体棒横截面的电荷量为

答案BD

4.（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0=37°的绝缘斜面上,两导轨间距L=1m,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=lkg、电阻r=0.2Q的均匀直金屈杆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

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

10m/s2,sin370=0.6。

⑴试判断金属杆ah在匀强磁场中做何种运动，请写出推理过程;

⑵求电阻R的阻值;

（3）金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=lm的过程中，拉力的平均功率为6.6W,求在此

过程中回路中产牛•的焦耳热。

答案（D通过R的电流I=—,E=BLv,所以1=—

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）0.30（3）1.3J

【方法集训】

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

abed,固定在水平面内且史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,在水平拉力作用下沿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be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C

2.（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

考虑导体棒和导抗电阻,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B

3.（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\［、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,磁感应强度为风,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。现让匀强磁场右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ofhg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tnil,o

答案（1）工（2）4

ol2

4.（2016课标J/4,14分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为上沿相连。两细金属棒州（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PI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U,重力加速

度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求

（D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（l）mg（sin。-3ucos0）⑵（sin。-3ucos0）「一：

过专题

【五年高考】

A组基础题组

1.（2018课标I,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，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成1口1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诃后，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

2.（2017课标II,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0.005Q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。己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（）

0.01-------1

I

____!

公

00.20.4-।0.।6'

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

图㈤S(b)

A.磁感应强度的大小为（）.5T

B.导线框运动速度的大小为0.5m/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

3.（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（）

V

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

4.（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R。

金属棒ab与两导轨垂直尹保持良好接触,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

5.（2014安徽理综,20,6分）英国物理学家爰克斯韦认为，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（）

R

A.0B.1r2qkC.2nr2qkD.nr2qk

答案D

6.（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

...............」

磁场区

（1）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;

⑵磁场上下边界间的距离比

答案（1）4倍（2）——+281

7.(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abed内有方向竖直向下的匀强磁场,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=lni/s做

直线运动，求：

(1)棒进入磁场前，回珞中的电动势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)

答案(1)0.04V

(2)0.04Ni=t-l(lsWtW1.2s)

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0=30°的斜

面上,导轨电阻不计，间距L=0.4m。导轨所在空间被分成区域I和H,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，II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=0.5To在区域I中,将质量IDFO.1kg,电阻Ri=0.1。的金属条ab

放在导轨上,ab刚好不下滑。然后，在区域II中将质量nu=O.4kg,电阻R2=0.1Q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II的磁场中,ab、cd始终与

导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2o问

(Dcd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;

⑶从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上

产生的热量Q是多少。

答案(1)由a流向b(2)5m/s(3)1.3J

B组提升题组

1.(2018课标HL20,6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

4

B.在■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

2.（2015课标I,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

3.（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IL、L、U.0已知be边的长度为1。下列判断正确的是（）

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-a

C.（kF-加’3,金属框中无电流

D.心二扣飞,金属框中电流方向沿a-c-b-a

答案C

4.（2018课标II,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。一边长为红

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（）

1T

答案D

5.（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

倾斜放置，与导轨成0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

C.金属杆所受安培力的大小为

2\2

D.金属杆的热功率为

sin

答案B

6.（2016课标n,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。I。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，两者之间的现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上：xXXX

U；XXXXj

!xxxx

答案(l)i?7fo(—ng)(2)—^

7.(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的电皿;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II随时间I

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瓦方向也垂直于如面向里。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to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1=0到1=1。时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；

(2)在时刻t(t>to)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⑴—2^(2)Bolvo(t-to)+kSt(Bdvo+kS)^-

8.(2017天津理综，12,20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m、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，d达到最大速度，之后离开导轨。问:

(1)磁场的方向；

(2)UN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。

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。

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(1)列车要向右运助，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

筑所围回路的磁通量的变化为A①，平均感应电动势为E1,由法拉第电磁感应定律有

其中

A中=m2⑦

设回路中平均电流为r,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'=「1B⑨

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=卡△t⑩

同理可知，何路出磁场时ab受安培力冲量仍为上述值,设何路进出一块有界磁场区域安

培力冲量为L,有

1产21冲⑪

设列车停下来受到的总冲量为Ig，由动量定理有

I总=O-mvD⑫

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*不是整数，设3的整数部

000

分为N,则需设置N+1块有界磁场。⑭

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ABD

2.（2018江苏单科,9,4分）（多选）如图所示，竖直放置的“门”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（）

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I上边界的高度h可能小于并4

答案BC

3.（2013课标0,19,6分）（多选）在物埋学发展过程中，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

4.（2015重庆理练,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So若在储到上时间内，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|

均匀增加到氏,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差）

A.恒为一上上B.从0均匀变化到一上上

2"127I

C.恒为-一上上D.从0均匀变化到-一上」

2T\271

答案C

5.（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1.=31»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

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

答案BCD

7.（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II、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0.1Q。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=（0.4-0.2DT,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1）

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

8.（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。质量为限电

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=F°+kv（F。、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5,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BC

9.（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。，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,从导筑底端开始运动,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。

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⑴利用楞次定律,对初始状态的ab受力分析得:

mgsin0+BIL=ma(l)

对回路分析

1=■嗨

联立①②得

2

a=gsin0+•0

(2)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：

ai=gsin0+-

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：

22

mgsin0-----=ma5④

a下=g$in0—].⑤

因a卜与v同向,ab做加速运动。

由⑤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：

%2上f2卜+QR⑥

QK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VpQvpf

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＞一下

由s=-1.1上二—下t下得

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1=0.50叫倾角6=53°,导轨上端串接一个RR.05Q的电阻。在导轨间长d=0.56m

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=2.0T。质量m=4.0kg的金

属棒CD水平置于导轨匕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=0.24m。一位健身者用恒力F-80N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动，上升

过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒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=10m/s2,sin53。=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的大小；

(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电住产生的焦耳热Q。

答案(l)2.4m/s

(2)48N

(3)64J26.88J

11.(2015北京理综,22