新高考物理二輪復(fù)習(xí)專題4.2 電磁感應(yīng)（精練卷）（含解析）

高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測（新高考專用）專題四電路和電磁感應(yīng)（練）專題4.2電磁感應(yīng)第一部分：練真題【2022年真題】1、（2022·重慶卷·T13）某同學(xué)以金屬戒指為研究對象，探究金屬物品在變化磁場中的熱效應(yīng)。如圖所示，戒指可視為周長為L、橫截面積為S、電阻率為SKIPIF1<0的單匝圓形線圈，放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在SKIPIF1<0時間內(nèi)從0均勻增加到SKIPIF1<0，求：（1）戒指中的感應(yīng)電動勢和電流；（2）戒指中電流的熱功率?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0，SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）設(shè)戒指的半徑為SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在SKIPIF1<0時間內(nèi)從0均勻增加到SKIPIF1<0，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0戒指的電阻為SKIPIF1<0則戒指中的感應(yīng)電流為SKIPIF1<0（2）戒指中電流的熱功率為SKIPIF1<02、（2022·重慶卷·T7）如圖1所示，光滑的平行導(dǎo)電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導(dǎo)體桿與軌道垂直并接觸良好（不計桿和軌道的電阻），整個裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，兩次運(yùn)動中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2所示。其中，第一次對應(yīng)直線①，初始拉力大小為F0，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第二次對應(yīng)直線②，初始拉力大小為2F0，兩直線交點的縱坐標(biāo)為3F0。若第一次和第二次運(yùn)動中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運(yùn)動相同位移的時間之比為n，則k、m、n可能為（）A.k=2、m=2、n=2 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】C【解析】由題知桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，則在v=0時分別有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0則第一次和第二次運(yùn)動中，桿從靜止開始運(yùn)動相同位移的時間分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0則SKIPIF1<0第一次和第二次運(yùn)動中根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0，整理有SKIPIF1<0則可知兩次運(yùn)動中F—v圖像的斜率為SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0故選C。3、（2022·海南卷·T18）光滑的水平長直軌道放在勻強(qiáng)磁場SKIPIF1<0中，軌道寬SKIPIF1<0，一導(dǎo)體棒長也為SKIPIF1<0，質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，它與導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)開關(guān)與a接通時，電源可提供恒定的SKIPIF1<0電流，電流方向可根據(jù)需要進(jìn)行改變，開關(guān)與b接通時，電阻SKIPIF1<0，若開關(guān)的切換與電流的換向均可在瞬間完成，求：①當(dāng)棒中電流由M流向N時，棒的加速度的大小和方向是怎樣的？②當(dāng)開關(guān)始終接a，要想在最短時間內(nèi)使棒向左移動SKIPIF1<0而靜止，則棒的最大速度是多少？③要想棒在最短時間內(nèi)向左移動7m而靜止，則棒中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？【解析】①當(dāng)棒中電流由M流向N時，所受安培力F=BIL=0.25×1×0.4N=0.1N由左手定則可判斷出安培力方向為向右。由牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，解得a=1m/s2。方向水平向右。②要想在最短時間內(nèi)使棒向左移動SKIPIF1<0而靜止，導(dǎo)體棒應(yīng)該先加速后減速，設(shè)導(dǎo)體棒的最大速度為v1，由SKIPIF1<0=x1，v1=at1/2，聯(lián)立解得v1=2m/s。③要想棒在向左移動7m而靜止，可以采取兩種方法，一種是開關(guān)始終接a，導(dǎo)體棒應(yīng)該先加速后減速，設(shè)導(dǎo)體棒的最大速度為v2，由SKIPIF1<0=x1，v2=at2/2，聯(lián)立解得t2=2SKIPIF1<0s。棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2rt2=0.1SKIPIF1<0J。另一種是開關(guān)先接a，當(dāng)導(dǎo)體棒加速到某一速度v3后開關(guān)與b接通，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動，直到靜止。導(dǎo)體棒加速運(yùn)動v3=at3，加速運(yùn)動位移x1=SKIPIF1<0at32，聯(lián)立消去t3，得v32=2x1。①開關(guān)與b接通，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動，導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=BLv，感應(yīng)電流i=SKIPIF1<0由動量定理，BLi△t=m△v，即SKIPIF1<0v△t=m△v，兩邊求和，SKIPIF1<0Σv△t=mΣ△v，注意到Σv△t=7-x1，Σ△v=v3，則有SKIPIF1<0（7-x1）=mv3，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得7-x1=v3②聯(lián)立①②解得v3=（SKIPIF1<0-1）m/s，x1=（8-SKIPIF1<0）m導(dǎo)體棒加速運(yùn)動時間t3=v3/a=（SKIPIF1<0-1）s，加速運(yùn)動過程導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q1=I2rt2=SKIPIF1<0J導(dǎo)體棒減速過程，由能量守恒定律，Q2+QR=SKIPIF1<0mv32，又R=r，導(dǎo)體棒與定值電阻串聯(lián)，所以Q2=QR解得Q2=SKIPIF1<0J棒中產(chǎn)生的焦耳熱是Q=Q1+Q2=SKIPIF1<0J+SKIPIF1<0J=SKIPIF1<0J。4、（2022·江蘇卷·T5）如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、k為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】A【解析】由題意可知磁場的變化率為SKIPIF1<0根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知SKIPIF1<0故選A。5、（2022·上海卷·T20）寬L=0.75m的導(dǎo)軌固定，導(dǎo)軌間存在著垂直于紙面且磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場。虛線框I、II中有定值電阻R0和最大阻值為20Ω的滑動變阻器R。一根與導(dǎo)軌等寬的金屬桿以恒定速率向右運(yùn)動，圖甲和圖乙分別為變阻器全部接入和一般接入時沿abcda方向電勢變化的圖像。求：（1）勻強(qiáng)磁場的方向；（2）分析并說明定值電阻R0在I還是在II中，并且R0大小為多少？（3）金屬桿運(yùn)動的速率；（4）滑動變阻器阻值為多大時變阻器的功率最大？并求出該最大功率Pm?！窘馕觥浚?）a點電勢高，即金屬桿上端電勢高，根據(jù)右手定則可判斷出磁場垂直紙面向里（2）滑動變阻器接入阻值減小時，Uab變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點，說明I中的阻值分到的電壓增多，I中為定值電阻。金屬桿的電阻不計，Uad=E=φ0?；瑒幼冏杵鲀煞N情況下，SKIPIF1<0R=1.2V，SKIPIF1<0R=1.0V，聯(lián)立解得：R0=5Ω，φ0=1.5V（3）金屬桿切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，E=BLv=φ0=1.5V解得v=5m/s將定值電阻和金屬桿視作一個等效電源，由電源輸出功率最大的條件可知，當(dāng)滑動變阻器阻值為Rx=R0=5Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，最大功率Pm=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=0.1125W。6、（2022·上海卷·T12）如圖，一個正方形導(dǎo)線框以初速度v0向右穿過一個有界的勻強(qiáng)磁場。線框兩次速度發(fā)生變化所用時間分別為t1和t2，以及這兩段時間內(nèi)克服安培力做的功分別為W1和W2，則（）A.t1＜t2，W1＜W2，B.t1＜t2，W1＞W(wǎng)2，C.t1＞t2，W1＜W2，D.t1＞t2，W1＞W(wǎng)2，【答案】B【解析】由于線框進(jìn)入磁場的過程和離開磁場的過程，線框都是受到向左的安培力作用做減速運(yùn)動，因此進(jìn)入過程的平均速度v1平大于離開過程的平均速度v2平，由L=v1平t1和L=v2平t2可得t1＜t2。線框剛進(jìn)入磁場時速度為v0，設(shè)線框邊長為L，電阻為R，線框完全進(jìn)入磁場時速度為v1，剛完全離開磁場時速度為v2，進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為E1，平均感應(yīng)電流為I1，離開磁場過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為E2，平均感應(yīng)電流為I1，由法拉第電磁感應(yīng)定律，E1=△Φ/t1，E2=△Φ/t2，△Φ=BL2，由閉合電路歐姆定律，I1=E1/R，I2=E2/R，進(jìn)入磁場過程通過導(dǎo)體截面的電荷量q1=I1t1，離開磁場過程通過導(dǎo)體截面的電荷量q2=I2t2，聯(lián)立解得：q1=q2。對線框完全進(jìn)入磁場的過程，由動量定理，-F1t1=mv1-mv0，F(xiàn)1=BI1L，對線框離開磁場的過程，由動量定理，-F2t2=mv2-mv1，F(xiàn)2=BI2L，又q1=I1t1，q2=I2t2，q1=q2，聯(lián)立解得：v1-v0=v2-v1。根據(jù)動能定理，W1=SKIPIF1<0mv02-SKIPIF1<0mv12，W2=SKIPIF1<0mv12-SKIPIF1<0mv22，SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0＞1，所以W1＞W(wǎng)2，選項B正確。7、（2022·遼寧卷·T15）如圖所示，兩平行光滑長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L。SKIPIF1<0區(qū)域有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上。初始時刻，磁場外的細(xì)金屬桿M以初速度SKIPIF1<0向右運(yùn)動，磁場內(nèi)的細(xì)金屬桿N處于靜止?fàn)顟B(tài)。兩金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好且運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直。兩桿的質(zhì)量均為m，在導(dǎo)軌間的電阻均為R，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場及導(dǎo)軌的電阻忽略不計。（1）求M剛進(jìn)入磁場時受到安培力F的大小和方向；（2）若兩桿在磁場內(nèi)未相撞且N出磁場時的速度為SKIPIF1<0，求：①N在磁場內(nèi)運(yùn)動過程中通過回路的電荷量q；②初始時刻N(yùn)到SKIPIF1<0的最小距離x；（3）初始時刻，若N到SKIPIF1<0的距離與第（2）問初始時刻的相同、到SKIPIF1<0的距離為SKIPIF1<0，求M出磁場后不與N相撞條件下k的取值范圍?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0，方向水平向左；（2）①SKIPIF1<0，②SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0【解析】（1）細(xì)金屬桿M以初速度SKIPIF1<0向右剛進(jìn)入磁場時，產(chǎn)生的動生電動勢為SKIPIF1<0電流方向為SKIPIF1<0，電流的大小為SKIPIF1<0則所受的安培力大小為SKIPIF1<0安培力的方向由左手定則可知水平向左；（2）①金屬桿N在磁場內(nèi)運(yùn)動過程中，由動量定理有SKIPIF1<0且SKIPIF1<0聯(lián)立解得通過回路的電荷量為SKIPIF1<0②設(shè)兩桿在磁場中相對靠近的位移為SKIPIF1<0，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0整理可得SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<0若兩桿在磁場內(nèi)剛好相撞，N到SKIPIF1<0的最小距離為SKIPIF1<0（3）兩桿出磁場后在平行光滑長直金屬導(dǎo)軌上運(yùn)動，若N到SKIPIF1<0的距離與第（2）問初始時刻的相同、到SKIPIF1<0的距離為SKIPIF1<0，則N到ab邊的速度大小恒為SKIPIF1<0，根據(jù)動量守恒定律可知SKIPIF1<0解得N出磁場時，M的速度大小為SKIPIF1<0由題意可知，此時M到cd邊的距離為SKIPIF1<0若要保證M出磁場后不與N相撞，則有兩種臨界情況：①M減速到SKIPIF1<0時出磁場，速度剛好等于N的速度，一定不與N相撞，對M根據(jù)動量定理有SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0②M運(yùn)動到cd邊時，恰好減速到零，則對M由動量定理有SKIPIF1<0同理解得SKIPIF1<0綜上所述，M出磁場后不與N相撞條件下k的取值范圍為SKIPIF1<08、（2022·湖南卷·T10）如圖，間距SKIPIF1<0的U形金屬導(dǎo)軌，一端接有SKIPIF1<0的定值電阻SKIPIF1<0，固定在高SKIPIF1<0的絕緣水平桌面上。質(zhì)量均為SKIPIF1<0的勻質(zhì)導(dǎo)體棒a和b靜止在導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，接入電路的阻值均為SKIPIF1<0，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為0.1（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），導(dǎo)體棒SKIPIF1<0距離導(dǎo)軌最右端SKIPIF1<0。整個空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0。用SKIPIF1<0沿導(dǎo)軌水平向右的恒力拉導(dǎo)體棒a，當(dāng)導(dǎo)體棒a運(yùn)動到導(dǎo)軌最右端時，導(dǎo)體棒b剛要滑動，撤去SKIPIF1<0，導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌后落到水平地面上。重力加速度取SKIPIF1<0，不計空氣阻力，不計其他電阻，下列說法正確的是（）

A.導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地過程中，水平位移為SKIPIF1<0B.導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地前，其感應(yīng)電動勢不變C.導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上運(yùn)動的過程中，導(dǎo)體棒b有向右運(yùn)動的趨勢D.導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上運(yùn)動的過程中，通過電阻SKIPIF1<0的電荷量為SKIPIF1<0【答案】BD【解析】C．導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流向里，流過導(dǎo)體棒b向里，由左手定則可知安培力向左，則導(dǎo)體棒b有向左運(yùn)動的趨勢，故Ｃ錯誤；A．導(dǎo)體棒b與電阻R并聯(lián)，有SKIPIF1<0當(dāng)導(dǎo)體棒a運(yùn)動到導(dǎo)軌最右端時，導(dǎo)體棒b剛要滑動，有SKIPIF1<0聯(lián)立解得a棒的速度為SKIPIF1<0a棒做平拋運(yùn)動，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立解得導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地過程中水平位移為SKIPIF1<0故A錯誤；B．導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地前做平拋運(yùn)動，水平速度切割磁感線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，故B正確；D．導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上運(yùn)動的過程中，通過電路的電量為SKIPIF1<0導(dǎo)體棒b與電阻R并聯(lián)，流過的電流與電阻成反比，則通過電阻SKIPIF1<0的電荷量為SKIPIF1<0故D正確。故選BD。9、（2022·廣東卷·T1）如圖所示，水平地面（SKIPIF1<0平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導(dǎo)線正上方，SKIPIF1<0平行于y軸，SKIPIF1<0平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有（）A.N點與M點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B.線圈沿PN方向運(yùn)動時，穿過線圈的磁通量不變C.線圈從P點開始豎直向上運(yùn)動時，線圈中無感應(yīng)電流D.線圈從P到M過程的感應(yīng)電動勢與從P到N過程的感應(yīng)電動勢相等【答案】AC【解析】A．依題意，M、N兩點連線與長直導(dǎo)線平行、兩點與長直導(dǎo)線的距離相同，根據(jù)右手螺旋定則可知，通電長直導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故A正確；B．根據(jù)右手螺旋定則，線圈在P點時，磁感線穿進(jìn)與穿出在線圈中對稱，磁通量為零；在向N點平移過程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈不再對稱，線圈的磁通量會發(fā)生變化，故B錯誤；C．根據(jù)右手螺旋定則，線圈從P點豎直向上運(yùn)動過程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈對稱，線圈的磁通量始終為零，沒有發(fā)生變化，線圈無感應(yīng)電流，故C正確；D．線圈從P點到M點與從P點到N點，線圈的磁通量變化量相同，依題意P點到M點所用時間較從P點到N點時間長，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則兩次的感應(yīng)電動勢不相等，故D錯誤。故選AC。10、（2022·廣東卷·T4）圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，SKIPIF1<0，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）A.兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等 B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C.兩線圈產(chǎn)生電動勢同時達(dá)到最大值 D.兩電阻消耗的電功率相等【答案】B【解析】AD．根據(jù)SKIPIF1<0兩線圈中磁通量變化率相等，但是匝數(shù)不等，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值不相等，有效值也不相等，根據(jù)SKIPIF1<0可知，兩電阻電功率也不相等，選項AD錯誤；B．因兩線圈放在同一個旋轉(zhuǎn)磁鐵的旁邊，則兩線圈產(chǎn)生的交流電的頻率相等，選項B正確；C．當(dāng)磁鐵的磁極到達(dá)線圈附近時，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，可知兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不可能同時達(dá)到最大值，選項C錯誤；故選B。11、（2022·山東卷·T12）如圖所示，SKIPIF1<0平面的第一、三象限內(nèi)以坐標(biāo)原點O為圓心、半徑為SKIPIF1<0的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。邊長為L的正方形金屬框繞其始終在O點的頂點、在SKIPIF1<0平面內(nèi)以角速度SKIPIF1<0順時針勻速轉(zhuǎn)動，SKIPIF1<0時刻，金屬框開始進(jìn)入第一象限。不考慮自感影響，關(guān)于金屬框中感應(yīng)電動勢E隨時間t變化規(guī)律的描述正確的是（）A.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E一直增大B.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E先增大后減小C.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過程中，E的變化率一直增大D.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E的變化率一直減小【答案】BC【解析】AB．如圖所示在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，線框的有效切割長度先變大再變小，當(dāng)SKIPIF1<0時，有效切割長度最大為SKIPIF1<0，此時，感應(yīng)電動勢最大，所以在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E先增大后減小，故B正確，A錯誤；CD．在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，設(shè)轉(zhuǎn)過的角度為SKIPIF1<0，由幾何關(guān)系可得SKIPIF1<0進(jìn)入磁場部分線框面積SKIPIF1<0穿過線圈的磁通量SKIPIF1<0線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢SKIPIF1<0感應(yīng)電動勢的變化率SKIPIF1<0對SKIPIF1<0求二次導(dǎo)數(shù)得SKIPIF1<0在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中SKIPIF1<0一直變大，所以E的變化率一直增大，故C正確，D錯誤。故選BC。12、（2022·全國甲卷·T20）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，在導(dǎo)軌的左端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、阻值也為R的導(dǎo)體棒MN靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。開始時，電容器所帶的電荷量為Q，合上開關(guān)S后，（）A.通過導(dǎo)體棒SKIPIF1<0電流的最大值為SKIPIF1<0B.導(dǎo)體棒MN向右先加速、后勻速運(yùn)動C.導(dǎo)體棒SKIPIF1<0速度最大時所受的安培力也最大D.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒SKIPIF1<0上產(chǎn)生的焦耳熱【答案】AD【解析】MN在運(yùn)動過程中為非純電阻，MN上的電流瞬時值為SKIPIF1<0A．當(dāng)閉合的瞬間，SKIPIF1<0，此時MN可視為純電阻R，此時反電動勢最小，故電流最大SKIPIF1<0

故A正確；B．當(dāng)SKIPIF1<0時，導(dǎo)體棒加速運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到最大值之后，電容器與MN及R構(gòu)成回路，由于一直處于通路形式，由能量守恒可知，最后MN終極速度為零，故B錯誤；C．MN在運(yùn)動過程中為非純電阻電路，MN上的電流瞬時值為SKIPIF1<0當(dāng)SKIPIF1<0時，MN上電流瞬時為零，安培力為零此時，MN速度最大，故C錯誤；D．在MN加速度階段，由于MN反電動勢存在，故MN上電流小于電阻R上的電流，電阻R消耗電能大于MN上消耗的電能（即SKIPIF1<0），故加速過程中，SKIPIF1<0；當(dāng)MN減速為零的過程中，電容器的電流和導(dǎo)體棒的電流都流經(jīng)電阻R形成各自的回路，因此可知此時也是電阻R的電流大，綜上分析可知全過程中電阻R上的熱量大于導(dǎo)體棒上的熱量，故D正確。故選AD。13、（2022·全國甲卷·T16）三個用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長與圓線框的直徑相等，圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長相等，如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。則（）ASKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】C【解析】設(shè)圓線框的半徑為r，則由題意可知正方形線框的邊長為2r，正六邊形線框的邊長為r；所以圓線框的周長為SKIPIF1<0面積為SKIPIF1<0同理可知正方形線框的周長和面積分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0正六邊形線框的周長和面積分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0三線框材料粗細(xì)相同，根據(jù)電阻定律SKIPIF1<0可知三個線框電阻之比為SKIPIF1<0根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有SKIPIF1<0可得電流之比為：SKIPIF1<0即SKIPIF1<0故選C。14、（2022·浙江1月卷·T13）如圖所示，將一通電螺線管豎直放置，螺線管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=kt的勻強(qiáng)磁場，在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管，其電阻率為SKIPIF1<0、高度為h、半徑為r、厚度為d（d?r），則（）A.從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為逆時針方向B.圓管的感應(yīng)電動勢大小為SKIPIF1<0C.圓管的熱功率大小為SKIPIF1<0D.輕繩對圓管的拉力隨時間減小【答案】C【解析】A．穿過圓管的磁通量向上逐漸增加，則根據(jù)楞次定律可知，從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為順時針方向，選項A錯誤；B．圓管的感應(yīng)電動勢大小為SKIPIF1<0選項B錯誤；C．圓管的電阻SKIPIF1<0圓管的熱功率大小為SKIPIF1<0選項C正確；D．根據(jù)左手定則可知，圓管中各段所受的受安培力方向指向圓管的軸線，則輕繩對圓管的拉力的合力始終等于圓管的重力，不隨時間變化，選項D錯誤。故選C。15、（2022·浙江1月卷·T21）如圖所示，水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán)，長均為r，電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置，其中一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上，并隨軸以角速度SKIPIF1<0=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距l(xiāng)1的水平放置的平行金屬軌道相連，軌道間接有電容C=0.09F的電容器，通過單刀雙擲開關(guān)S可分別與接線柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為l1、長度為l2、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。在磁場區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab，磁場區(qū)域外有間距也為l1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接，在絕緣軌道的水平段上放置“［”形金屬框fcde。棒ab長度和“［”形框的寬度也均為l1、質(zhì)量均為m=0.01kg，de與cf長度均為l3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均為豎直向上；棒ab和“［”形框的cd邊的電阻均為R=0.1SKIPIF1<0，除已給電阻外其他電阻不計，軌道均光滑，棒ab與軌道接觸良好且運(yùn)動過程中始終與軌道垂直。開始時開關(guān)S和接線柱1接通，待電容器充電完畢后，將S從1撥到2，電容器放電，棒ab被彈出磁場后與“［”形框粘在一起形成閉合框abcd，此時將S與2斷開，已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進(jìn)入磁場。（1）求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q，哪個極板（M或N；）帶正電？（2）求電容器釋放的電荷量SKIPIF1<0；（3）求框abcd進(jìn)入磁場后，ab邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離x。v【答案】（1）0.54C；M板；（2）0.16C；（3）0.14m【解析】（1）開關(guān)S和接線柱1接通，電容器充電充電過程，對繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動的棒由右手定則可知其動生電源的電流沿徑向向外，即邊緣為電源正極，圓心為負(fù)極，則M板充正電；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知SKIPIF1<0則電容器的電量為SKIPIF1<0（2）電容器放電過程有SKIPIF1<0棒ab被彈出磁場后與“［”形框粘在一起的過程有SKIPIF1<0棒上滑過程有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0（3）設(shè)導(dǎo)體框在磁場中減速滑行的總路程為SKIPIF1<0，由動量定理SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0勻速運(yùn)動距離為SKIPIF1<0則SKIPIF1<016、（2022·全國乙卷·T24）如圖，一不可伸長的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長為SKIPIF1<0的正方形金屬框的一個頂點上。金屬框的一條對角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長度的阻值為SKIPIF1<0；在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間t的變化關(guān)系為SKIPIF1<0。求:（1）SKIPIF1<0時金屬框所受安培力的大??；（2）在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0時間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）0.016J【解析】（1）金屬框的總電阻為SKIPIF1<0金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0金屬框中的電流為SKIPIF1<0t=2.0s時磁感應(yīng)強(qiáng)度SKIPIF1<0金屬框處于磁場中的有效長度為SKIPIF1<0

此時金屬框所受安培力大小為SKIPIF1<0（2）SKIPIF1<0內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0【2021年真題】1、（2021·重慶卷·T3）某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運(yùn)動時所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運(yùn)動。若該眼動儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面最初平行于磁場，經(jīng)過時間t后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，則在這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電流的方向（從左往右看）為A.SKIPIF1<0，逆時針。B.SKIPIF1<0，逆時針。C.SKIPIF1<0，順時針。D.SKIPIF1<0，順時針?！敬鸢浮緼【解析】經(jīng)過時間t，面積為S的線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，磁通量變化△Φ=BSsinθ，由法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小為E=NSKIPIF1<0=SKIPIF1<0。由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向為逆時針方向，選項A正確。2、（2021·北京卷·T11）某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時，發(fā)現(xiàn)表針晃動劇烈且不易停止。按照老師建議，該同學(xué)在兩接線柱間接一根導(dǎo)線后再次搬運(yùn)，發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱且能很快停止。下列說法正確的是（）A.未接導(dǎo)線時，表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.未接導(dǎo)線時，表針晃動劇烈是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用C.接上導(dǎo)線后，表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢D.接上導(dǎo)線后，表針晃動減弱是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用【答案】D【解析】A．未接導(dǎo)線時，表針晃動過程中導(dǎo)線切割磁感線，表內(nèi)線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故A錯誤；B．未接導(dǎo)線時，未連成閉合回路，沒有感應(yīng)電流，所以不受安培力，故B錯誤；CD．接上導(dǎo)線后，表針晃動過程中表內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)楞次定律可知，表針晃動減弱是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用，故C錯誤D正確。故選D。3、（2021·北京卷·T7）如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)體框上。不計導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與框間的摩擦。ab以水平向右的初速度v0開始運(yùn)動，最終停在導(dǎo)體框上。在此過程中（）A.導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動 B.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向為SKIPIF1<0C.電阻R消耗的總電能為SKIPIF1<0 D.導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于SKIPIF1<0【答案】C【解析】AB．導(dǎo)體棒向右運(yùn)動，根據(jù)右手定則，可知電流方向為b到a，再根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒向到向左的安培力，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0感應(yīng)電流為SKIPIF1<0故安培力SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0隨著速度減小，加速度不斷減小，故導(dǎo)體棒不是做勻減速直線運(yùn)動，故AB錯誤；C．根據(jù)能量守恒定律，可知回路中產(chǎn)生的總熱量為SKIPIF1<0因R與r串聯(lián)，則產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，則R產(chǎn)生的熱量為SKIPIF1<0故C正確；D．整個過程只有安培力做負(fù)功，根據(jù)動能定理可知，導(dǎo)體棒克服安培力做的總功等于SKIPIF1<0，故D錯誤。故選C。4、（2021·全國甲卷·T21）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）A.甲和乙都加速運(yùn)動B.甲和乙都減速運(yùn)動C.甲加速運(yùn)動，乙減速運(yùn)動D.甲減速運(yùn)動，乙加速運(yùn)動【答案】AB【解析】設(shè)線圈到磁場的高度為h，線圈的邊長為l，則線圈下邊剛進(jìn)入磁場時，有SKIPIF1<0感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0兩線圈材料相等（設(shè)密度為SKIPIF1<0），質(zhì)量相同（設(shè)為SKIPIF1<0），則SKIPIF1<0設(shè)材料的電阻率為SKIPIF1<0，則線圈電阻SKIPIF1<0感應(yīng)電流為SKIPIF1<0安培力為SKIPIF1<0由牛頓第二定律有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面積無關(guān)，則甲和乙進(jìn)入磁場時，具有相同的加速度。當(dāng)SKIPIF1<0時，甲和乙都加速運(yùn)動，當(dāng)SKIPIF1<0時，甲和乙都減速運(yùn)動，當(dāng)SKIPIF1<0時都勻速。故選AB。5、（2021·廣東卷·T10）如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，SKIPIF1<0與SKIPIF1<0平行，SKIPIF1<0是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧SKIPIF1<0左側(cè)和扇形SKIPIF1<0內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場，金屬桿SKIPIF1<0的O端與e點用導(dǎo)線相接，P端與圓弧SKIPIF1<0接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿SKIPIF1<0靜止在平行導(dǎo)軌上，若桿SKIPIF1<0繞O點在勻強(qiáng)磁場區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（）A.桿SKIPIF1<0產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定B.桿SKIPIF1<0受到的安培力不變C.桿SKIPIF1<0做勻加速直線運(yùn)動D.桿SKIPIF1<0中的電流逐漸減小【答案】AD【解析】A．OP轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0因為OP勻速轉(zhuǎn)動，所以桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，故A正確；BCD．桿OP勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流由M到N通過MN棒，由左手定則可知，MN棒會向左運(yùn)動，MN棒運(yùn)動會切割磁感線，產(chǎn)生電動勢與原來電流方向相反，讓回路電流減小，MN棒所受合力為安培力，電流減小，安培力會減小，加速度減小，故D正確，BC錯誤。故選AD。6、（2021·河北卷·T7）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標(biāo)原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為SKIPIF1<0，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點開始以速度v向右勻速運(yùn)動，忽略所有電阻，下列說法正確的是（）A.通過金屬棒的電流為SKIPIF1<0B.金屬棒到達(dá)SKIPIF1<0時，電容器極板上的電荷量為SKIPIF1<0C.金屬棒運(yùn)動過程中，電容器的上極板帶負(fù)電D.金屬棒運(yùn)動過程中，外力F做功的功率恒定【答案】A【解析】C．根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯誤；A．由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長度為L=2xtanθ，x=vt則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=2Bv2ttanθ由題圖可知電容器直接與電源相連，則電容器的電荷量為Q=CE=2BCv2ttanθ則流過導(dǎo)體棒的電流I=SKIPIF1<0=2BCv2tanθA正確；B．當(dāng)金屬棒到達(dá)x0處時，導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為E′=2Bvx0tanθ則電容器的電荷量為Q=CE′=2BCvx0tanθB錯誤；D．由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動則F=F安=BIL由選項A可知流過導(dǎo)體棒的電流I恒定，但L與t成正比，則F為變力，再根據(jù)力做功的功率公式P=Fv可看出F為變力，v不變則功率P隨力F變化而變化；D錯誤；故選A。7、（2021·河北卷·T5）如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0，一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為L的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為SKIPIF1<0，兩導(dǎo)軌分別與P、Q相連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒SKIPIF1<0垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為g，不計導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，SKIPIF1<0B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，SKIPIF1<0C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，SKIPIF1<0D.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，SKIPIF1<0【答案】B【解析】等離子體垂直于磁場噴入板間時，根據(jù)左手定則可得金屬板Q帶正電荷，金屬板P帶負(fù)電荷，則電流方向由金屬棒a端流向b端。等離子體穿過金屬板P、Q時產(chǎn)生的電動勢SKIPIF1<0滿足SKIPIF1<0由歐姆定律SKIPIF1<0和安培力公式SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0再根據(jù)金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，可得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0金屬棒ab受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定則可判定導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下。故選B。8、（2021·湖南卷·T10）兩個完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長為SKIPIF1<0，通過長為SKIPIF1<0的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖所示的組合體。距離組合體下底邊SKIPIF1<0處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平，高度為SKIPIF1<0，左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內(nèi)以初速度SKIPIF1<0水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小SKIPIF1<0使其勻速通過磁場，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.SKIPIF1<0與SKIPIF1<0無關(guān)，與SKIPIF1<0成反比B.通過磁場的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變C.通過磁場的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等D.調(diào)節(jié)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，只要組合體仍能勻速通過磁場，則其通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量不變【答案】CD【解析】A．將組合體以初速度v0水平無旋轉(zhuǎn)拋出后，組合體做平拋運(yùn)動，后進(jìn)入磁場做勻速運(yùn)動，由于水平方向切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互低消，則有mg=F安=SKIPIF1<0，vy=SKIPIF1<0綜合有B=SKIPIF1<0則B與SKIPIF1<0成正比，A錯誤；B．當(dāng)金屬框剛進(jìn)入磁場時金屬框的磁通量增加，此時感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，當(dāng)金屬框剛出磁場時金屬框的磁通量減少，此時感應(yīng)電流的方向為順時針方向，B錯誤；C．由于組合體進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動，由于水平方向的感應(yīng)電動勢相互低消，有mg=F安=SKIPIF1<0則組合體克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，C正確；D．無論調(diào)節(jié)哪個物理量，只要組合體仍能勻速通過磁場，都有mg=F安則安培力做功都為W=F安3L則組合體通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱不變，D正確。故選CD。9、（2021·江蘇卷·T5）在光滑桌面上將長為SKIPIF1<0的軟導(dǎo)線兩端固定，固定點的距離為SKIPIF1<0，導(dǎo)線通有電流I，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線中的張力為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】A【解析】從上向下看導(dǎo)線的圖形如圖所示導(dǎo)線的有效長度為2L，則所受的安培力大小SKIPIF1<0設(shè)繩子的張力為SKIPIF1<0，由幾何關(guān)系可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A正確，BCD錯誤。故選A10、（2021·遼寧卷·T9）如圖（a）所示，兩根間距為L、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置并固定，頂端接有阻值為R的電阻，垂直導(dǎo)軌平面存在變化規(guī)律如圖（b）所示的勻強(qiáng)磁場，t=0時磁場方向垂直紙面向里。在t=0到t=2t0的時間內(nèi)，金屬棒水平固定在距導(dǎo)軌頂端L處；t=2t0時，釋放金屬棒。整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計，則（）A.在SKIPIF1<0時，金屬棒受到安培力的大小為SKIPIF1<0B.在t=t0時，金屬棒中電流的大小為SKIPIF1<0C.在SKIPIF1<0時，金屬棒受到安培力的方向豎直向上D.在t=3t0時，金屬棒中電流的方向向右【答案】BC【解析】AB．由圖可知在0~t0時間段內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0根據(jù)閉合電路歐姆定律有此時間段的電流為SKIPIF1<0在SKIPIF1<0時磁感應(yīng)強(qiáng)度為SKIPIF1<0，此時安培力為SKIPIF1<0故A錯誤，B正確；C．由圖可知在SKIPIF1<0時，磁場方向垂直紙面向里并逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生順時針方向的電流，再由左手定則可知金屬棒受到的安培力方向豎直向上，故C正確；D．由圖可知在SKIPIF1<0時，磁場方向垂直紙面向外，金屬棒向下掉的過程中磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知金屬棒中的感應(yīng)電流方向向左，故D錯誤。故選BC11、（2021·山東卷·T12）如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中磁場方向均垂直斜面向上，Ⅰ區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加，Ⅱ區(qū)中為勻強(qiáng)磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進(jìn)入Ⅱ區(qū)后，經(jīng)b下行至c處反向上行。運(yùn)動過程中金屬棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好。在第一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是（）A.金屬棒下行過b時的速度大于上行過b時的速度B.金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)D.金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處【答案】ABD【解析】AB．在I區(qū)域中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為SKIPIF1<0，感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0感應(yīng)電動勢恒定，所以導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電流恒為SKIPIF1<0導(dǎo)體棒進(jìn)入Ⅱ區(qū)域后，導(dǎo)體切割磁感線，感應(yīng)電動勢SKIPIF1<0導(dǎo)體棒上的電流為SKIPIF1<0Ⅰ區(qū)域產(chǎn)生的電流對導(dǎo)體棒的安培力始終沿斜面向上，大小恒定不變，因為導(dǎo)體棒到達(dá)SKIPIF1<0點后又能上行，說明加速度始終沿斜面向上，下行和上行經(jīng)過SKIPIF1<0點的受力分析如圖下行過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知SKIPIF1<0上行過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知SKIPIF1<0比較加速度大小可知SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0段距離不變，下行過程中加速度大，上行過程中加速度小，所以金屬板下行過經(jīng)過SKIPIF1<0點時的速度大于上行經(jīng)過SKIPIF1<0點時的速度，AB正確；CD．Ⅰ區(qū)域產(chǎn)生的安培力總是大于沿斜面向下的作用力，所以金屬棒一定能回到無磁場區(qū)域，由于整個過程中電流通過金屬棒產(chǎn)生焦耳熱，金屬棒的機(jī)械能減少，所以金屬棒不能回到SKIPIF1<0處，C錯誤，D正確。故選ABD。12、（2021·山東卷·T8）迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之間的導(dǎo)體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應(yīng)電動勢的共同作用下，導(dǎo)體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r。導(dǎo)體繩所受的安培力克服大小為f的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上。已知衛(wèi)生離地平均高度為H，導(dǎo)體繩長為SKIPIF1<0，地球半徑為R，質(zhì)量為M，軌道處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。據(jù)此可得，電池電動勢為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】A【解析】根據(jù)SKIPIF1<0可得衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的線速度SKIPIF1<0根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體繩產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相當(dāng)于上端為正極的電源，其大小為SKIPIF1<0因?qū)Ь€繩所受阻力f與安培力F平衡，則安培力與速度方向相同，可知導(dǎo)線繩中的電流方向向下，即電池電動勢大于導(dǎo)線繩切割磁感線產(chǎn)生的電動勢，可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故選A。13、（2021·福建卷·T7）如圖，P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計。圖中SKIPIF1<0矩形區(qū)域有一方向垂直導(dǎo)軌平面向上、感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。在SKIPIF1<0時刻，兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界SKIPIF1<0、SKIPIF1<0進(jìn)入磁場，速度大小均為SKIPIF1<0；一段時間后，流經(jīng)a棒的電流為0，此時SKIPIF1<0，b棒仍位于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b相同材料制成，長度均為L，電阻分別為R和SKIPIF1<0，a棒的質(zhì)量為m。在運(yùn)動過程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，a、b棒沒有相碰，則（）A．SKIPIF1<0時刻a棒加速度大小為SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0時刻b棒的速度為0C．SKIPIF1<0時間內(nèi)，通過a棒橫截面的電荷量是b棒的2倍D．SKIPIF1<0時間內(nèi)，a棒產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0【答案】AD【解析】A．由題知，a進(jìn)入磁場的速度方向向右，b的速度方向向左，根據(jù)右手定則可知，a產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是E到F，b產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是H到G，即兩個感應(yīng)電流方向相同，所以流過a、b的感應(yīng)電流是兩個感應(yīng)電流之和，則有SKIPIF1<0對a，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A正確；B．根據(jù)左手定則，可知a受到的安培力向左，b受到的安培力向右，由于流過a、b的電流一直相等，故兩個力大小相等，則a與b組成的系統(tǒng)動量守恒。由題知，SKIPIF1<0時刻流過a的電流為零時，說明a、b之間的磁通量不變，即a、b在SKIPIF1<0時刻達(dá)到了共同速度，設(shè)為v。由題知，金屬棒a、b相同材料制成，長度均為L，電阻分別為R和SKIPIF1<0，根據(jù)電阻定律有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0已知a的質(zhì)量為m，設(shè)b的質(zhì)量為SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0取向右為正方向，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故B錯誤；C．在SKIPIF1<0時間內(nèi)，根據(jù)SKIPIF1<0因通過兩棒的電流時刻相等，所用時間相同，故通過兩棒橫截面的電荷量相等，故C錯誤；D．在SKIPIF1<0時間內(nèi)，對a、b組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒有SKIPIF1<0解得回路中產(chǎn)生的總熱量為SKIPIF1<0對a、b，根據(jù)焦耳定律有SKIPIF1<0因a、b流過的電流一直相等，所用時間相同，故a、b產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即SKIPIF1<0又SKIPIF1<0解得a棒產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0故D正確。故選AD。14、（2021·浙江省6月卷·T2）一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示，充滿氖氣（SKIPIF1<0）的電離室中有兩電極與長直導(dǎo)線連接，并通過兩水平長導(dǎo)線與高壓電源相連。在與長直導(dǎo)線垂直的平面內(nèi)，以導(dǎo)線為對稱軸安裝一個用阻值SKIPIF1<0的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)SKIPIF1<0的圓環(huán)形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩端c、d與阻值SKIPIF1<0的電阻連接。螺線管的橫截面是半徑SKIPIF1<0的圓，其中心與長直導(dǎo)線的距離SKIPIF1<0。氣體被電離后在長直導(dǎo)線回路中產(chǎn)生順時針方向的電流I，其SKIPIF1<0圖像如圖乙所示。為便于計算，螺線管內(nèi)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均可視為SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0。（1）求SKIPIF1<0內(nèi)通過長直導(dǎo)線橫截面的電荷量Q；（2）求SKIPIF1<0時，通過螺線管某一匝線圈的磁通量SKIPIF1<0；（3）若規(guī)定SKIPIF1<0為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計算，畫出通過電阻R的SKIPIF1<0圖像；（4）若規(guī)定SKIPIF1<0為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的SKIPIF1<0圖像?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（3）見解析；（4）見解析【解析】（1）由電量和電流的關(guān)系SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0圖像下方的面積表示電荷量，因此有SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0（2）由磁通量的定義可得SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)可得SKIPIF1<0（3）在SKIPIF1<0時間內(nèi)電流均勻增加，有楞次定律可知感應(yīng)電流的方向SKIPIF1<0，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢SKIPIF1<0由閉合回路歐姆定律可得SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0在SKIPIF1<0電流恒定，穿過圓形螺旋管的磁場恒定，因此感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，而在SKIPIF1<0時間內(nèi)電流隨時間均勻變化，斜率大小和SKIPIF1<0大小相同，因此電流大小相同，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為SKIPIF1<0，則圖像如圖所示（4）考慮自感的情況下，線框會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增加，因此電流是緩慢增加的，過一段時間電路達(dá)到穩(wěn)定后自感消失，電流的峰值和之前大小相同，在SKIPIF1<0時間內(nèi)電路中的磁通量不變化電流要減小為零，因此自感電動勢會阻礙電流的減小，使得電流緩慢減小為零，電流圖像如圖15、（2021·天津卷·T12）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌SKIPIF1<0、SKIPIF1<0間距SKIPIF1<0，其電阻不計，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成SKIPIF1<0角，N、Q兩端接有SKIPIF1<0的電阻。一金屬棒SKIPIF1<0垂直導(dǎo)軌放置，SKIPIF1<0兩端與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知SKIPIF1<0的質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小SKIPIF1<0。SKIPIF1<0在平行于導(dǎo)軌向上的拉力作用下，以初速度SKIPIF1<0沿導(dǎo)軌向上開始運(yùn)動，可達(dá)到最大速度SKIPIF1<0。運(yùn)動過程中拉力的功率恒定不變，重力加速度SKIPIF1<0。（1）求拉力的功率P；（2）SKIPIF1<0開始運(yùn)動后，經(jīng)SKIPIF1<0速度達(dá)到SKIPIF1<0，此過程中SKIPIF1<0克服安培力做功SKIPIF1<0，求該過程中SKIPIF1<0沿導(dǎo)軌的位移大小x?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）在SKIPIF1<0運(yùn)動過程中，由于拉力功率恒定，SKIPIF1<0做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，速度達(dá)到最大時，加速度為零，設(shè)此時拉力的大小為F，安培力大小為SKIPIF1<0，有SKIPIF1<0設(shè)此時回路中的感應(yīng)電動勢為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有SKIPIF1<0設(shè)回路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0受到的安培力SKIPIF1<0由功率表達(dá)式，有SKIPIF1<0聯(lián)立上述各式，代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0（2）SKIPIF1<0從速度SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，由動能定理，有SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<016、（2021·湖北卷·T16）如圖（a）所示，兩根不計電阻、間距為L的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌，豎直固定在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上端串聯(lián)非線性電子元件Z和阻值為R的電阻。元件Z的SKIPIF1<0圖像如圖（b）所示，當(dāng)流過元件Z的電流大于或等于SKIPIF1<0時，電壓穩(wěn)定為Um。質(zhì)量為m、不計電阻的金屬棒可沿導(dǎo)軌運(yùn)動，運(yùn)動中金屬棒始終水平且與導(dǎo)軌保持良好接觸。忽略空氣阻力及回路中的電流對原磁場的影響，重力加速度大小為g。為了方便計算，取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。以下計算結(jié)果只能選用m、g、B、L、R表示。（1）閉合開關(guān)S。，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度v1；（2）斷開開關(guān)S，由靜止釋放金屬棒，求金屬榨下落的最大速度v2；（3）先閉合開關(guān)S，由靜止釋放金屬棒，金屬棒達(dá)到最大速度后，再斷開開關(guān)S。忽略回路中電流突變時間，求S斷開瞬間金屬棒的加速度大小a?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0【解析】【分析】[關(guān)鍵能力]本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律等知識，意在考查考生綜合電磁學(xué)知識以及力學(xué)規(guī)律處理問題的能力。[壓軸題透析]3第（1）問通過對金屬棒的受力分析以及運(yùn)動分析，求出當(dāng)金屬棒的加速度為零時的最大速度；第（2）問首先應(yīng)分析比較第（1）問中的電流與圖（b）中Z元件的電壓達(dá)到最大時的電流大小關(guān)系，然后通過定值電阻表示出回路中的最大電流，進(jìn)而求出金屬棒的最大速度；第（3）問的關(guān)鍵在于求出開關(guān)斷開瞬間回路中的電流，得出導(dǎo)體棒所受的安培力大小，再根據(jù)牛頓第二定律求出金屬棒的加速度。（1）閉合開關(guān)S，金屬棒下落的過程中受豎直向下的重力、豎直向上的安培力作用，當(dāng)重力與安培力大小相等時，金屬棒的加速度為零，速度最大，則SKIPIF1<0由法拉第電磁感應(yīng)定律得SKIPIF1<0由歐姆定律得SKIPIF1<0