2022年物理第一輪復(fù)習(xí)題庫(kù)1 電磁感應(yīng)中的電路和圖象問(wèn)題

專題1電磁感應(yīng)中的電路和圖象問(wèn)題

考點(diǎn)電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題

1.電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖

閉合電路電磁感應(yīng)

［例1］如圖1所示，平行且足夠長(zhǎng)的粗糙導(dǎo)軌bf、de與水平面的夾角。=53。,

bf、曲間有垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在導(dǎo)軌人/處接有水平放置的

電路，其中Ri=3Q,R2=6Q,R=30Q,電壓表量程為0?IV,電流表量程為

0~0.3A；一質(zhì)量〃?=0.4kg^電阻r=2Q的金屬桿MN平行于〃放置在導(dǎo)軌上，

MN與導(dǎo)軌接觸良好。由靜止釋放MN,MN沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，當(dāng)MN達(dá)到最大速度

時(shí)，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表能安全使用。已知MN與導(dǎo)軌間的

動(dòng)摩擦因數(shù)得=0.5,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，電表均為理想電表，g取10m/s2,sin53°

=0.8,cos53°=0.6o當(dāng)MN達(dá)到最大速度時(shí)，求：

⑴MN兩端的電壓；

⑵重力對(duì)MN做功的功率。

解析（1）R治并聯(lián)，電阻/?井=密~=5￡2,假設(shè)電流表滿偏，則電壓表示數(shù)

K~ri\2

U=ImR并=15V>1V,

故只能是電壓表滿偏，電流表安全工作

則電流表示數(shù)/=：=0.2A

K并

電路外電阻R*=R#+R=8Q

MN兩端電壓UMN=IR"=1.6V。

(2)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,MN長(zhǎng)度為L(zhǎng),最大速度為o,此時(shí)MN切割磁感線產(chǎn)生

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv

由閉合電路歐姆定律得E=UMN+IK

由平衡條件得〃zgsin53。=〃7Mgeos53°+ILB

聯(lián)立解得E=2V,BL=10Tm,v=0.2m/s

重力做功的功率PG=mgsin53"=0.64W。

答案(1)1.6V(2)0.64W

多維訓(xùn)練格選練法.

1.(多選)如圖2所示，光滑的金屬框CDEF水平放置，寬為L(zhǎng),在E、尸間連接一

阻值為/?的定值電阻，在C、。間連接一滑動(dòng)變阻器R(0WRiW2R)?？騼?nèi)存在

著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為R的導(dǎo)體棒A3在外力作用下以速度

。勻速向右運(yùn)動(dòng)，金屬框電阻不計(jì),導(dǎo)體棒與金屬框接觸良好且始終垂直，下列

說(shuō)法正確的是()

FBC

IXXIXXx|

R(]XXx-xxn

TXX|xxxTR,

EAD

圖2

A.ABFE回路的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，ABCD回路的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

B.左右兩個(gè)閉合區(qū)域的磁通量都在變化且變化率相同，故電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大

小為2BLv

、.2

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值Ri=R時(shí)，導(dǎo)體棒兩端的電壓為

D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值用=與時(shí)，滑動(dòng)變阻器有最大電功率且為

8R

解析根據(jù)楞次定律可知，A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLv,故B錯(cuò)誤；Ri=R時(shí)，外電路總電阻R/=與故導(dǎo)體棒兩端的電壓即

路端電壓應(yīng)等于/口，故C錯(cuò)誤；該電路電動(dòng)勢(shì)電源內(nèi)阻為R,求解

滑動(dòng)變阻器的最大電功率時(shí)，可以將導(dǎo)體棒和電阻R看成新的等效電源，等效

內(nèi)阻為多故當(dāng)品=當(dāng)時(shí)，等效電源輸出功率最大，即滑動(dòng)變阻器電功率最大，

）n2T2-.2

最大值Pm=^=—=2表幺，故D正確。

AlKoK

2

答案AD

2.（多選）如圖3甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見(jiàn)的兒童玩具，它在飛起時(shí)能夠持

續(xù)發(fā)光。某同學(xué)對(duì)竹蜻蜓的電路作如下簡(jiǎn)化：如圖乙所示，半徑為L(zhǎng)的導(dǎo)電圓環(huán)

繞垂直于圓環(huán)平面、通過(guò)圓心。的金屬軸0\0i以角速度①逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯

視）。圓環(huán)上接有電阻均為「的三根金屬輻條0P、。。、。凡輻條互成120。角。

在圓環(huán)左半部分張角也為120。角的范圍內(nèi)（兩條虛線之間）分布著垂直圓環(huán)平面

向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)軸OiS與圓環(huán)的邊緣之間通過(guò)電刷M、

N與一個(gè)LED燈相連。假設(shè)LED燈電阻為r,其他電阻不計(jì)，從輻條。戶進(jìn)入

磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)。在輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)120。的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）

甲乙

圖3

A.O、P兩端電壓為料為

B.通過(guò)LED燈的電流為警

O/

c.整個(gè)裝置消耗的電能為噂C

D.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度可以使LED燈發(fā)光時(shí)更亮

解析輻條OP進(jìn)入磁場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有E=BOy,在電路中OP相當(dāng)于內(nèi)阻為r

的電源，另外兩根金屬輻條和LED燈并聯(lián)，故而電路的總電阻R=竽，。尸兩端

的電壓為電源的路端電壓1/=瞿=嗎”,流過(guò)LED燈的電流是/=§=陪，

A錯(cuò)誤，B正確；整個(gè)裝置消耗的電能Q=1f=另彳吾=塞磐，C正確；由

LED燈中電流為/=汽產(chǎn)知，增大角速度、增大磁感應(yīng)強(qiáng)度、減小輻條的電阻和

Of

LED燈的電阻等措施可以使LED燈變得更亮，故D正確。

答案BCD

2電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題

1.解題關(guān)鍵

弄清初始條件、正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁

場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。

2.電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常用方法

定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)（增大還是減?。?、

排除法變化快慢（均勻變化還是非均勻變化），特別是分析物理量的正

負(fù)，以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。

根據(jù)題目所給條件定量地寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后

函數(shù)法

由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象進(jìn)行分析和判斷。

考向?根據(jù)圖象分析判斷電磁感應(yīng)過(guò)程

【例2］（多選）（2018?全國(guó)HI卷，20）如圖4（a）,在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)

線PQ和一導(dǎo)線框R,R在P。的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化

如圖（b）所示，規(guī)定從。到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（）

Q

(a)

A.在時(shí)為零

B.在》=細(xì)■改變方向

C.在,=細(xì)■最大，且沿順時(shí)針?lè)较?/p>

D.在r=T時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较?/p>

解析因通電導(dǎo)線的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小正比于電流的大小，故導(dǎo)線框R中磁感應(yīng)

強(qiáng)度與時(shí)間的變化關(guān)系類似于題圖(b),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率,

即題圖(b)中的切線斜率，斜率的正負(fù)反映電動(dòng)勢(shì)的方向，斜率的絕對(duì)值反映電

動(dòng)勢(shì)的大小。由題圖(b)可知，電流為零時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，電流最大時(shí)電動(dòng)勢(shì)為

零，A正確，B錯(cuò)誤；再由楞次定律可判斷在一個(gè)周期內(nèi)，(?年內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的方

向沿順時(shí)針?lè)较?，彳時(shí)刻最大，C正確；其余時(shí)間段電動(dòng)勢(shì)沿逆時(shí)針?lè)较颍珼錯(cuò)

誤。

答案AC

考向?根據(jù)電磁感應(yīng)過(guò)程選擇圖象

【例3】如圖5所示，直角三角形AOC區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

AO邊長(zhǎng)為2L,直角三角形導(dǎo)線框"c與直角三角形AOC相似，帥邊長(zhǎng)為3

NACD=Nach=30。，線框在紙面內(nèi)，且灰邊和。。邊在同一直線上，be邊為

導(dǎo)線，電阻不計(jì)，帥邊和ac邊由粗細(xì)均勻的金屬桿彎折而成?，F(xiàn)用外力使線框

以速度。勻速向右運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，則線框在通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，U而隨時(shí)間

變化的關(guān)系圖象正確的是()

圖5

解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，枇?邊切割磁感線的有效長(zhǎng)度均勻增大，感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)均勻增大，a、b兩端的電勢(shì)差U而均勻增大，當(dāng)a人邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線框運(yùn)動(dòng)的速度為。，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)根據(jù)楞次定律

可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，由于ac邊長(zhǎng)為ah邊長(zhǎng)的2倍，Uab=-；BLu；

線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，回路中沒(méi)有感應(yīng)電流，Uab=~BLv；在線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中，

線框"邊切割磁感線，且切割磁感線的有效長(zhǎng)度隨時(shí)間均勻減小，且ac邊剛出

磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為E=BLv,此時(shí)U“〃=一選項(xiàng)B正確。

答案B

【拓展提升】在【例3］中，僅將直角三角形導(dǎo)線框abc換成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方

形導(dǎo)線框abed,其他條件不變，如圖6所示。取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较?，則

線框在勻速通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象正確的是

()

A

解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)右手定則判斷知回路中

感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，即iVO,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框完全在

磁場(chǎng)中向右勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁通量沒(méi)有變化，回路中的感

應(yīng)電流為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線框從如圖所示位置運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)出磁場(chǎng)之前的過(guò)程

中，回路中有逆時(shí)針?lè)较?、大小不變的感?yīng)電流，但小于線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路中

的感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。

答案C

考向⑥電磁感應(yīng)中雙電源問(wèn)題與圖象的綜合

【例4】（多選）（2019?全國(guó)II卷，21）如圖7,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在

平面與水平面夾角為仇導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線"、cd均與導(dǎo)軌垂直，在必

與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒

PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。

已知尸。進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零。從PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，到MN離開(kāi)磁

場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?，流過(guò)PQ的電流隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是（）

解析PQ剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，加速度為零，則mgsine=B〃，/=笠臀，即電流恒

定；由題意知，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與PQ剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)大小相等。情形1：若剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，PQ已離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，則對(duì)MN,

由mgsin0=BIL及右手定則知，通過(guò)PQ的電流大小不變，方向相反，故1—t

圖象如圖A所示，B、C圖錯(cuò)誤；

情形2：若MN剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，PQ未離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，由于兩導(dǎo)體棒速度相等，

穿過(guò)兩棒間回路的磁通量不變，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零，故電流為零，但兩導(dǎo)體棒均

只在重力作用下加速運(yùn)動(dòng)直至P。離開(kāi)磁場(chǎng)，此時(shí)MN為電源，由1=

E,

—>I\,對(duì)MN棒：BIL-mgsin?=ma知,MN減速,電流減小，可能的/一/圖

想

象如圖D所示。

答案AD

多維訓(xùn)練精選練透.

1.（多選）（2020?溫州十五校聯(lián)考）如圖8所示，M、N為同一水平面內(nèi)的兩條平行

長(zhǎng)直導(dǎo)軌，左端串聯(lián)電阻R,金屬桿功垂直于導(dǎo)軌放置，金屬桿和導(dǎo)軌的電阻

不計(jì)，桿與導(dǎo)軌間接觸良好且無(wú)摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)

對(duì)金屬桿ah施加一個(gè)與其垂直的水平方向的恒力F,使金屬桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。

在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬桿的速度大小為。，R上消耗的總能量為E,則。、E隨時(shí)間

變化的圖象可能正確的是圖中的（）

解析對(duì)金屬桿。匕施加一個(gè)與其垂直的水平方向的恒力尼使金屬桿從靜止開(kāi)

始運(yùn)動(dòng)。由于金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，受到隨速度的增大

而增大的安培力作用，所以金屬桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)安培力增大

到等于水平方向的恒力F時(shí)，金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；由功能

關(guān)系知，開(kāi)始水平方向的恒力/做的功一部分使金屬桿動(dòng)能增大，另一部分轉(zhuǎn)

化為電能，被電阻R消耗掉，當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)后，水平方向的恒力產(chǎn)所做的

（RI7））

功等于火上消耗的總能量上消耗的能量E=―滅—片若導(dǎo)體桿勻速運(yùn)動(dòng)，

對(duì)應(yīng)圖象是一次函數(shù)，開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體桿速度增大，所以圖象斜率是變大的,

故C錯(cuò)誤，D正確。

答案AD

2.如圖9甲所示，相距為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，與水平方向夾角為a,

在N。上接一阻值為R的電阻，裝置處于與MMPQ所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中?，F(xiàn)有一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為，小電阻為「的金屬桿必垂直放置在導(dǎo)軌上，

接觸良好。用與桿垂直的外力尸使必桿沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R的電功率隨

時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，為一條拋物線。則外力尸、桿的運(yùn)動(dòng)速度。、

桿的加速度?隨時(shí)間t,克服重力做功的功率PG隨位移光的變化規(guī)律可能正確的

是A、B,C、D圖中的（）

解析電阻R產(chǎn)生的電功率尸=產(chǎn)R/=三言，則P=:2巴因尸一，圖象

是拋物線，可知金屬桿的加速度恒定，即金屬桿向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二

D2r2^o2r2^,

定律得F—mgsin.+屋=加々，即F=ma+mgsin）+廠+RK選項(xiàng)A正確，D

錯(cuò)誤；速度。=G,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；克服重力做功的功率26=皿鬻=儂嚶=

I出2x

當(dāng)4〃gsin0-y[x,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

答案A

3.如圖10所示為兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直于

紙面向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),距磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)L處有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方

形導(dǎo)體線框，總電阻為R,且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直?，F(xiàn)用外力尸使線框以速

度。勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)的電

動(dòng)勢(shì)E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)磁通量。的方向?yàn)檎?，外力廠向右為正。

線框中的磁通量①、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、外力廠和電功率P隨時(shí)間變化的圖象正確的

是圖中的（

LLLL

圖10

F

解析線框運(yùn)動(dòng)L時(shí)開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，磁通量開(kāi)始增大，當(dāng)線框全部進(jìn)入時(shí)，磁通

量達(dá)到最大，此后向外的磁通量增大，總磁通量減小，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到2.5L時(shí)，磁通

量最小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)線框進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，由可知，E保持不

變，而開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，兩邊同時(shí)切割磁感線，電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為284,故選

項(xiàng)B錯(cuò)誤；因安培力總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，故外力尸應(yīng)一直向右，故選項(xiàng)C錯(cuò)

誤；外力尸的功率P=&,因速度不變，而線框進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，電流為定值,

廠也為定值。兩邊分別在兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，電流加倍，回路中總電動(dòng)勢(shì)加倍，功率

變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，此后從第二個(gè)磁場(chǎng)中離開(kāi)時(shí)，安培力應(yīng)等于線框進(jìn)入第一個(gè)磁

場(chǎng)時(shí)的安培力，所以功率應(yīng)等于進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)的功率，故選項(xiàng)D正確。

答案D

4.（多選）（2020?四川模擬）如圖11所示，水平面上固定一個(gè)頂角為60。的光滑金屬

導(dǎo)軌MOM導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量

為m的導(dǎo)體棒CD與/MON的角平分線垂直，導(dǎo)軌與棒單位長(zhǎng)度的電阻均為ro

Z=0時(shí)刻，CD在水平外力F的作用下從。點(diǎn)以恒定速度vo沿/MON的角平分

線向右滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。若棒與導(dǎo)軌均足夠長(zhǎng)，則

（）

圖11

A.流過(guò)導(dǎo)體棒的電流/始終為亍

B.F隨時(shí)間t的變化關(guān)系為尸=駕還，

Clo時(shí)刻導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率為如票比小

D.撤去產(chǎn)后，導(dǎo)體棒上能產(chǎn)生的焦耳熱為51濟(jì)

解析導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度L=2oo九an30。，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=8Loo,回路的總

電阻R=（2oo/tan通過(guò)導(dǎo)體棒的電流/=提=贊，選項(xiàng)A正確；

導(dǎo)體棒受力平衡，則外力/與安培力平衡，即/=8比，得H氣叫,選項(xiàng)

yr

B正確；加時(shí)刻導(dǎo)體棒的電阻為7?.v=2wotan30。/,則導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率P相=尸心

=2嚅%,選項(xiàng)C正確；從撤去產(chǎn)到導(dǎo)體棒停下的過(guò)程，根據(jù)能量守恒定律

有。傳+。軾0,得導(dǎo)體棒上能產(chǎn)生的焦耳熱。格=；加加-Q機(jī)

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案ABC

5.（多選）如圖12甲所示，在水平桌面上放置邊長(zhǎng)為0.20m的正方形閉合金屬線

圈。次力，線圈的匝數(shù)為10,總電阻為0.10Q,線圈與水平桌面間的最大靜摩擦

力為0.2No線圈的右半邊處于垂直桌面、均勻分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)左邊界MN

與線圈cd兩邊平行且等距。從7=0時(shí)刻起，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間r

的變化規(guī)律如圖乙所示。假設(shè)垂直桌面向下為正方向，重力加速度g=10m/s2,

下列說(shuō)法正確的是（）

?N

甲

圖12

A.f=ls時(shí)線圈受到的安培力為零

B.f=6s時(shí)線圈即將向右滑動(dòng)

C.線圈滑動(dòng)前，其導(dǎo)線中的電流一直為0.4A

D.線圈滑動(dòng)前，其產(chǎn)生的焦耳熱為2.4X10-2j

解析f=ls時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，線圈受到的安培力為零，選項(xiàng)A正確；由題圖

乙可知，等=°」T/s,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系為B=-0.1T+^=（-0.1

+0.1?）T,當(dāng)線圈未滑動(dòng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)七=〃喘=10X0.20X0.10X0.1V=0.02V,根據(jù)閉合電路歐姆定律，線圈中

P

電流/=5=0.2A,由題圖乙可知f=6s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為8=0.5T,線圈受到的

安培力大小F=nBIL=10X0.5X0.2X0.20N=0.2N,恰好等于線圈與水平桌面

間的最大靜摩擦力0.2N,根據(jù)楞次定律可知，線圈即將向左滑動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

線圈滑動(dòng)前，其導(dǎo)線中的電流一直為0.2A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由焦耳定律知，線圈

滑動(dòng)前，其產(chǎn)生的焦耳熱。=/2Rf=0.22><0.10X6J=2.4Xl（r2j,選項(xiàng)D正確。

答案AD

課時(shí)作業(yè)

（時(shí)間：40分鐘）

基礎(chǔ)鞏固練

1.如圖1所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之

一，磁場(chǎng)垂直穿過(guò)大金屬環(huán)所在區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大環(huán)

內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,則。兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為（）

圖1

,1?1「2.…

B.]ED.E

解析a、。間的電勢(shì)差等于路端電壓，而小金屬環(huán)電阻占電路總電阻的點(diǎn)故a、

。間電勢(shì)差為。=^￡\選項(xiàng)B正確。

答案B

2.下列四個(gè)選項(xiàng)圖中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A、B

中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫?，C、。中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃?。各?dǎo)線框均繞垂直紙面的

軸。在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動(dòng)周期均為兀從線框處于圖

示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以在0P邊上從P點(diǎn)指向。點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向。

則在如圖所示的四個(gè)情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖2所示

的是（）

o

圖2

ABCD

解析根據(jù)感應(yīng)電流在一段時(shí)間恒定，導(dǎo)線框應(yīng)為扇形；由右手定則可判斷出產(chǎn)

生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如題圖所示的是選項(xiàng)Co

答案c

3.圖3中有A、B兩個(gè)導(dǎo)線圈。線圈8連接一電阻上要使流過(guò)電阻R的電流大

小恒定，且方向由c點(diǎn)流經(jīng)電阻R到d點(diǎn)，設(shè)線圈A中電流i從。點(diǎn)流入線圈的

方向?yàn)檎较?，則線圈A中的電流隨時(shí)間變化的圖象應(yīng)為圖中的（）

AB

OO'>11J

abcRd

圖3

解析要讓線圈3中產(chǎn)生感應(yīng)電流，A中的電流應(yīng)發(fā)生變化，C、D錯(cuò)誤；若A

中的電流由a流入，且越來(lái)越小，則根據(jù)右手螺旋定則可知穿過(guò)B的磁通量向

左，且越來(lái)越小，根據(jù)楞次定律可知8中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由d點(diǎn)流經(jīng)電阻火到c

點(diǎn)，B錯(cuò)誤；同理，若A中的電流從b點(diǎn)流入，且電流越來(lái)越小，則根據(jù)楞次定

律，8中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從c點(diǎn)流經(jīng)電阻/?到4點(diǎn)，A正確。

答案A

4.如圖4所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線框有一半水平放置在與水平方向夾角為

30。的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框的左側(cè)接入電阻R,右側(cè)接入電容為C的電容器，其余

電阻不計(jì)。若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定斜

向下為正方向），則在0?力時(shí)間內(nèi)（）

圖4

A.電容器a板帶正電

B.電容器所帶的電荷量為零

C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為等

2/0

D.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為誓

解析穿過(guò)線框的磁通量先向上減小，后向下增大，根據(jù)楞次定律可以判斷，感

應(yīng)電流為逆時(shí)針，匕板帶正電，A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=S"￡30°

2

^XLXBOX^廠rRT2

=-----：-----=等，電容器所帶的電荷量。=廢=學(xué)"，B、C錯(cuò)誤，D正

確。

答案D

5.（多選）如圖5甲所示，光滑“N”形金屬支架ABC固定在水平面上，支架處在

垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一金屬導(dǎo)體棒EF放在支架上，用一輕桿將導(dǎo)

體棒與墻固定連接，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直于水平面

向下為正方向，則下列說(shuō)法中正確的是（）

圖5

A.n時(shí)刻輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力最大

B12時(shí)刻輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零

C./2到t3時(shí)間內(nèi)，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力先增大后減小

D/2到口時(shí)間內(nèi)，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力方向不變

解析由可知力時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，安培力為零，

輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；位時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大，感應(yīng)電

流最大，但磁場(chǎng)為零，安培力為零，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，故選項(xiàng)B正

確；/2到73時(shí)間內(nèi)，安培力先增大后減小，所以輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力先增大后

減小，故選項(xiàng)C正確；及到14時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流方向改變，安培力方向改變，則

輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力方向改變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案BC

6.（多選）在水平放置的兩條平行光滑直導(dǎo)軌上有一垂直其放置的金屬棒ab,勻強(qiáng)

磁場(chǎng)與軌道平面垂直，磁場(chǎng)方向如圖6所示，導(dǎo)軌接有兩定值電阻及電阻箱R,

Ri=5Q,R2=6Q,其余電阻不計(jì)。電路中的電壓表量程為。?10V,電流表的

量程為0?3A,現(xiàn)將R調(diào)至30C,用尸=40N的水平向右的力使"垂直導(dǎo)軌向

右平移，當(dāng)棒仍達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電表中有一表正好達(dá)到滿偏，而另一表未

達(dá)到滿偏。則下列說(shuō)法正確的是（）

圖6

A.當(dāng)棒仍達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電流表滿偏

B.當(dāng)棒仍達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電壓表滿偏

C.當(dāng)棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，棒ab的速度是1m/s

D.當(dāng)棒仍達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，棒時(shí)的速度是2m/s

解析假設(shè)電壓表滿偏，則通過(guò)電流表的電流為/=-^-=2A<3A,所以電壓

R2+R

表可以滿偏，此時(shí)電流表的示數(shù)為2A,故A錯(cuò)誤，B正確；棒外勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，

水平拉力F與安培力大小相等，則有尸A=尸=8〃，得BL=4=2ON/A,感應(yīng)電

E20

動(dòng)勢(shì)E=U+/R=（10+2X5）V=20V,又后=80，則得0=布=布m/s=lm/s,

L）LZX）

故C正確，D錯(cuò)誤。

答案BC

7.（2020?山東煙臺(tái)一模）如圖7甲所示，間距L=0.2m的水平金屬導(dǎo)軌CD、EF

固定在水平地面上，一質(zhì)量〃2=4X10、kg的金屬棒G4垂直地放置導(dǎo)軌上，導(dǎo)

軌處于沿水平方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有一匝數(shù)〃=20匝、

面積S=0.02m2的線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)S與導(dǎo)軌相連，線圈處于通過(guò)線圈軸線、方向豎

直向上的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)切中，歷大小隨時(shí)間/變化的關(guān)系如圖乙所示。在，=

0.2s時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，金屬棒G4瞬間跳起（金屬棒跳起瞬間安培力遠(yuǎn)大于重

力），跳起的最大高度為/i=0.2m,不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g=10m/s2,

下列說(shuō)法正確的是（）

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B\的方向水平向右

B.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，GH中的電流方向由H到G

C.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3V

D.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，通過(guò)金屬棒G”的電荷量為0.3C

解析由楞次定律可知，在螺線管中磁通量向上增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過(guò)導(dǎo)體

棒的方向是由"到G,金屬棒受向上的安培力，可知磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的方向水平

向左,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為￡1=〃等S=20X卷

X0.02V=6V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；金屬棒跳起時(shí)的初速度o=，麗=2m/s；對(duì)金屬

.,?,一一emv4XKF?x2

棒由動(dòng)厘?定理何B\LI\t=mvq=/Az,貝!|q—nj=~novno-C—0.2C,選

yD\L>U.ZAU.Z

項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案B

綜合提能練

8.（多選）如圖8所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ放置在同一水平面內(nèi)，M.P

之間接一定值電阻R,金屬棒cb垂直導(dǎo)軌水平放置，金屬棒ch及導(dǎo)軌電阻不計(jì)。

整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，f=0時(shí)對(duì)金屬棒施加水平向右的外力F,

使金屬棒由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于通過(guò)金屬棒的電流八通過(guò)導(dǎo)

軌橫截面的電荷量4、拉力F和拉力的功率P隨時(shí)間變化的圖象中正確的是（）

解析r=0時(shí)對(duì)金屬棒施加水平向右的外力凡使金屬棒由靜止開(kāi)始做勻加速直

線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a,則金屬棒的速度可表示為v=at,由法拉第電磁感應(yīng)定

律，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLo=3Z〃，根據(jù)閉合電路歐姆定律，金

屬棒中電流，=卷=半，與時(shí)間成正比，選項(xiàng)A正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=R=靛,

KK1\1IXT

1p1

S=Lx=L-^at1,i=示,q=ibt,聯(lián)立解得產(chǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬棒運(yùn)動(dòng)

D2T2m

過(guò)程中所受的安培力產(chǎn)安=8/=年幺，由牛頓第二定律，得尸一尸安=〃"，解

R2丁2A

#F=ma+—p-,選K項(xiàng)C正確；拉力的功率P=Fo=(/Kna+—?—)at,選項(xiàng)D

錯(cuò)誤。

答案AC

9.（多選）半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為八電

阻為R的均勻金屬棒A8置于圓導(dǎo)軌上面，曲的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心。，裝

置的俯視圖如圖9所示，整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,

方向豎直向下。在兩環(huán)之間接阻值為R的定