高考物理考點一遍過考點50電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用（含解析）

電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用

二考點蟹篌不

一、電磁感應(yīng)中的電路問題

1.電磁感應(yīng)與閉合電路知識的關(guān)系:

閉合電路電磁感應(yīng)

E=Blv

R+r

LA0

總_n

U=-^—E聯(lián)系1：電動勢￡Ar

R^r1

E=—Bl2a)

P^IV聯(lián)系2：功和能2

Q=PRtnA0

q=------

qnCUR

2.電磁感應(yīng)電路的等效關(guān)系：

(1)切割磁感線的導(dǎo)體部分＜=＞閉合回路的電源；

(2)切割磁感線的導(dǎo)體部分的電阻＜=＞電源內(nèi)阻；

(3)其余部分電阻＜=＞外電路；

3.感應(yīng)電荷量的求解

由電流的定義式，可得平均電流7=幺

由閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律有/=±=?—

RR4

聯(lián)立可得4=〃絲，感應(yīng)電荷量g僅由線圈匝數(shù)〃、磁通量變化量

①和電路總電阻分決定。

R

二、電磁感應(yīng)中的動力學問題

1.解題方法：

(1)選擇研究對象，即哪一根導(dǎo)體棒或幾根導(dǎo)體棒組成的系統(tǒng)；

(2)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向;

(3)求回路中的電流大?。?/p>

(4)分析其受到的安培力和其他力的作用情況；

(5)運用牛頓第二定律或平衡條件等列方程求解。

解電磁感應(yīng)中的動力學問題，關(guān)鍵是進行正確的受力分析和運動分析：

導(dǎo)體受力運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢f感應(yīng)電流f安培力~合外力變化f加速度變化f速度變化

一般在恒定磁場及無主動施加的外力情況下，加速度會趨于零，導(dǎo)體最終做勻速運動0

3.電磁感應(yīng)問題中兩大研究對象及其相互制約關(guān)系：

三、電磁感應(yīng)中的能量問題：

1.求解思路：

(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及聆RY或0/服直接進行計算；

(2)若電流變化，則

①可利用電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力做的功求解；

②可利用能量守恒求解。

2.解決電磁感應(yīng)中綜合問題的一般思路是：先電后力再能量。

■r支考向?qū)W

4考向一電磁感愈易電第

4典例引砥

如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌用火上放有一根金屬棒加，拉動劭使它以速度/在勻強磁場中向右勻速平

動，若導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，則在運動過程中

A.感應(yīng)電動勢逐漸增大

B.感應(yīng)電流逐漸增大

C.感應(yīng)電流保持不變

D.金屬棒受到安培力逐漸增大

【參考答案】ACD

【詳細解析】設(shè)導(dǎo)軌夾角為0,由法拉第電磁感應(yīng)定律有石=3￡v=8vztan8vx，，感應(yīng)電動勢逐

漸增大，A正確；設(shè)單位長度導(dǎo)體的電阻為心故及=&（4+』-+wtan母=1-28+a，@&歷,由

cos￡cos8

rEBvsia6

歐姆定律有/=又,感應(yīng)電流不變，B錯誤，C正確；安培力F&=BZvttan68t,

&(1+sin6+cos8)

安培力逐漸增大，D正確。

【名師點睛】分析電磁感應(yīng)問題中某物理量的變化情況，應(yīng)根據(jù)定律公式等寫出物理量的表達式，由

表達式來進行判斷。

客變蚊拓展

1.（2018?廣東省云浮一中高考模擬考試）如圖所示，在0WxW2L的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于紙面向里的勻

強磁場，磁感應(yīng)強度大小為H粗細均勻的正方形金屬線框abed位于x0平面內(nèi)，線框的歷邊與x軸

重合，cd邊與p軸重合，線框的邊長為￡,總電阻為幾現(xiàn)讓線框從圖示位置由靜止開始沿x軸正方向

以加速度a做勻加速運動，則下列說法正確的是

XXX

XXX

XXX

XXX2L1

XXX

A.進入磁場時，線框中的電流沿力方向，出磁場時，線框中的電流沿adMa方向

B.進入磁場時，。端電勢比d端電勢高，出磁場時，。端電勢比a端電勢高

3—

—BLJ/GaL

C.a、6兩端的電壓最大值為4、

6aB2-3

D.線框中的最大電功率為R

【答案】ACD

【解析】根據(jù)右手定則可知，進入磁場時，線框中的電流沿abeda方向，c端電勢比d端電勢低；出磁

場時，線框中的電流沿adc8a方向，a端電勢比8端電勢高，A正確，B錯誤；當進入磁場過程中，ab

兩端電壓為感應(yīng)電動勢的4離開磁場的過程中，a&兩端電壓為感應(yīng)電動勢的％,所以仍邊剛要離開磁

2U=二BL回

場瞬間a、6兩端的電壓最大，此時的速度為心根據(jù)運動學公式可得/=2a.3L,所以m4',

22222

p=E=B__L__V=_GaB1^

C正確；劭邊剛要離開磁場瞬間線圈消耗的功率最大，線框中的最大電功率為-R-R~R,

D正確。

【名師點睛】對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及電路問題的分析方法是：確定哪部分相對于電源，根據(jù)電路連接

情況畫出電路圖，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律、以及電功率的計算公式列方程求解。

V考向二電磁感生易劭力號

＜典例引順

如圖所示，.，MV、%是傾角為0的兩平行光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻忽略不計。空間存在著垂直

于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為反導(dǎo)體棒a。、cd垂直于軌道放置，且與軌道接觸良好，

每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為〃，電阻均為八軌道寬度為。與軌道平行的絕緣細線一端固定，另一端與助棒中

點連接，細線承受的最大拉力囂=2峻in0.今將cd棒由靜止釋放，則細線被拉斷時，cd棒的

.田比—?曰mgrsinff

A.速度大小是2一m底gr”si一n0B.速度大小是

BLB21}

C.加速度大小是2段ineD.加速度大小是0

【參考答案】AD

【詳細解析】細線被拉斷時，拉力達到7；=2物gsinJ,根據(jù)平衡條件有4=A+wgsin￡,可得

E

aA棒所受安培力4=mgsin6,由于兩棒的電流相等，所受安培力大小相等，由以=8/，1=—,

可得“棒的速度”寫詈

E=BLvA正確，B錯誤；對cd棒，根據(jù)牛頓第二定律有

mgsind-FA=ma,得折0,C錯誤，D正確。

【名師點睛】此類試題本質(zhì)仍是運用牛頓運動定律解決的動力學問題，只是多了分析安培力的步驟。

1變式力展

1.如圖所示，金屬導(dǎo)軌4〃伙6CV固定在傾角為"30°的斜面上。虛線46、切間導(dǎo)軌光滑，4時為等腰

梯形，AB長為L,CD長為2L,CB、陽夾角為9；虛線C次秘V.間為足夠長且粗糙的平行導(dǎo)軌。導(dǎo)軌頂

端接有阻值為4的定值電阻，空間中充滿磁感應(yīng)強度大小為后、方向垂直斜面向上的勻強磁場?，F(xiàn)從48

處由靜止釋放一質(zhì)量為以長為22的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)軌上運動時加速度不為零，導(dǎo)體棒始終水

0

平且與導(dǎo)軌接觸良好。已知導(dǎo)體棒與粗糙導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)P<T導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌電阻不計，重力加

速度為g,則下列說法中正確的是

A.導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)軌上做加速度增大的加速運動

2

3y13B0L

B.導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)軌上運動過程，通過定值電阻的電荷量為F-

C.導(dǎo)體棒在粗糙導(dǎo)軌上一定先做加速度減小的加速運動，最后做勻速運動

2.mgR

D.〃=丁時，導(dǎo)體棒的最終速度大小為248/2

【答案】BD

NA①

【解析】根據(jù)安培力的變化分析導(dǎo)體棒在光滑軌道的加速度的變化，根據(jù)公式R總計算通過電阻的

電荷量，分析導(dǎo)體棒的受力，根據(jù)O+F安與相舔》皿兩者的大小關(guān)系判斷導(dǎo)體棒在粗糙軌道上的運動，

當合力為零時，做勻速直線運動，據(jù)此分析解題：導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)軌上運動時，隨著速度的增大，受到

的安培力增大，方向沿斜面向上，故做加速度減小的加速運動，A錯誤；導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)軌上運動過程,

L

2

ENA680As%123^/5B0L

q=/At=-At=-----At=-------=—,一(L+2L)----------=

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：A&RRR2tan30°4R,B正確;

在剛到達切時，導(dǎo)體棒受到的安培力與摩擦力之和為

limgcosO+2BJL<2BIL+—mox—=2BJL+-mo

a322",所以兩力之和不一定大于重力沿斜面向下的分

力，有可能等于重力沿斜面向下的分力，如果等于，則導(dǎo)體棒受力平衡，一直做勻速直線運動，故C錯

誤；在粗糙斜面上做勻速直線運動，則滿足O+/=fimgcosO+2B0IL=mgsinG

E2B0LVmgR

/=="_QAn2j2

RR，聯(lián)立即得24%/1,故D正確。

_N△①

【名師點睛】在電磁感應(yīng)題目中，公式R總，常考，要牢記，選擇題中可直接應(yīng)用，計算題中要寫

出推導(dǎo)過程。

《典例引我

如圖所示，固定的豎直光滑U形金屬導(dǎo)軌，間距為。上端接有阻值為7?的電阻，處在方向水平且垂直

于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強度為6的勻強磁場中，質(zhì)量為卬、電阻為r的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為左的固定輕彈簧相

連放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。初始時刻，彈簧處于伸長狀態(tài)，其伸長量再=等，此時導(dǎo)體棒具

k

有豎直向上的初速度外。在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。則下列說

法正確的是

A.初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力大小為生C%

R

B初始時刻導(dǎo)體棒的加速度大小為2g+卓

C.導(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)

D.導(dǎo)體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻"上產(chǎn)生的焦耳熱為竺1+也這

k

【參考答案】BC

E

【詳細解析】初始時刻導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢后應(yīng)外,感應(yīng)電流/=——，安培力

R+r

n2r2

產(chǎn)=8〃：="組.A錯誤；初始時刻，由牛頓第二定律有片監(jiān)+a*i+E解得a=2g+,儀，B正

R+rm（R+r）

確；當導(dǎo)體棒靜止時，安培力為零，棒受到重力和彈簧的彈力而平衡，彈力的方向向上，彈簧處于壓縮狀

態(tài)，C正確；導(dǎo)體棒最終靜止時，彈簧被壓縮二=型=再，故棒從開始運動到最終靜止，彈簧的彈性勢能

*k

不變，由能量守恒有些+加？（演+工）=2,解得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量°=竺1+也亙，則《上產(chǎn)生的

22k

熱量要小于。，D錯誤。

【易錯警示】電磁感應(yīng)中的能量問題常會求焦耳熱，此時要注意是求總電路的焦耳熱，還是部分電路

的焦耳熱。當電阻成串聯(lián)關(guān)系時，焦耳熱與電阻成正比；當電阻成并聯(lián)關(guān)系時，焦耳熱與電阻成反比。

￡度青，展

1.（2018?湖.南省長沙市長君I，中學高三上學期第五次調(diào)研考試）如圖所示，在傾角為0的粗糙斜面上（動

摩擦因數(shù)〃〈tan〃），存在一矩形磁場區(qū)域/班C,磁場方向垂直斜面向下，現(xiàn)將材料相同、邊長相等、

粗細不同的單匝閉合正方形細線圈1和粗線圈2,在距磁場邊界歷下方等距的位置以相同初速度滑上斜

面，最終又都從邊界46滑出磁場，則從線圈開始運動到滑出磁場的整個過程中，下列說法正確的是

A.全程運動時間tOti

B.克服摩擦力做功生〈%

C.在磁場中產(chǎn)生的焦耳熱。

I）.在第一次進入磁場的過程中通過線圈某截面的電荷量

【答案】BD

B2L2VB2L2V

F=------=-------

R4L

【解析】A項：線圈剛進磁場時有：°忑,m=PoS4L,所以加速度為

B2V

a=gsinO+figcosO+---------

16pp。，所以加速度相同，同理分析可知，全過程中所用時間相同，故A錯誤；B

項：由加=。0544可知，越粗的質(zhì)量越大，由公式"/u/ggcosas,由于路程相同，所以越粗的克服摩

_BLv_BvS

，=4L=4p,B2L2V2B2LV2S

p-Q=l2R==

擦力做功越多，故B正確；C項：S，熱量：R4pL,所以越粗的發(fā)熱越

A<DBUS'BL2BLS

YR4L4L4P

多，故C錯誤；D項：由公式P忑PQ,所以越粗的電量越大，故D正確。故應(yīng)選BD。

Y稱可幡送凄

名考克國關(guān)

i.如圖所示，兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為。底端接阻值為"的電阻。將質(zhì)量為以電阻也

為"的金屬棒水平懸掛在上端固定的豎直輕彈簧下端，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)

強度為8的勻強磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則

A.金屬棒向下運動時，流過電阻彳的電流方向為Aa

B.最終彈簧對金屬棒的彈力與金屬棒的重力平衡

C.金屬棒的速度為『時，所受的安培力大小為”之

2R

D.金屬棒的速度為/時，金屬棒兩端的電勢差為

2.（2018?廣東省廣州荔灣區(qū)廣東實驗中學高三上學期摸底考試）如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應(yīng)

強度大小均為B,方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，。0’為其對稱軸，一導(dǎo)線折成邊長為L的正方

形閉合回路abed,回路在紙面內(nèi)以恒定速度先向右運動，當運動到關(guān)于0。'對稱的位置時

M()P

??

X[XX

?;?XXX

1

10

?1?XX

1—*?

1

?i?XXX

從--___C

??XXX

N(),0

A.穿過回路的磁通量為零

B.回路中感應(yīng)電動勢大小為BL%

C.回路中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向

D.回路中外邊與cd邊所受安培力方向相同

3.如圖所示，用一根長為工、質(zhì)量不計的細桿與一個上弧長為下弧長為4的金屬線框的中點聯(lián)結(jié)并懸

掛于。點，懸點正下方上處存在一個上弧長為2/。、下弧長為2的方向垂直紙面向里的勻強磁場，且質(zhì)

遠小于L,先將線框拉開到圖示位置，由靜止釋放線框，進入磁場，忽略空氣阻力和摩擦。下列說法正

確的是

A.金屬線框進入磁場時感應(yīng)電流的方向為a-6fLMa

B.金屬線框離開磁場時感應(yīng)電流的方向為a-dflAa

C.金屬線框de邊進入磁場與a。邊離開磁場時速度大小相等

I）.金屬線框最終將在有界磁場中做往復(fù)運動

4.（2018?寧夏育才中學高三上學期月考）如圖所示，虛線所左側(cè)區(qū)域I內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,

磁感應(yīng)強度大小為8,右側(cè)區(qū)域H內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為26,邊長為￡、

粗細均勻的正方形金屬線框在區(qū)域I,線框平面與磁場垂直，cd邊與虛線旗平行，線框的電阻為此現(xiàn)

使線框由圖示位置以速度/向右勻速運動，則在線框通過斯過程中，下列說法中正確的是

OD72

A.通過導(dǎo)線橫截面的電量為空

R

BLu

B.線框a6邊的電流大小為中

qp2r2

c.線框受到的安培力的大小為經(jīng)，

R

QR2/3

D.線框中產(chǎn)生的焦耳熱為絲匕

R

5.如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距，的足夠長粗糙平行金屬導(dǎo)軌a6與cd,阻值為彳的電阻與導(dǎo)軌

的a、c?端相連。金屬滑桿仞V垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動，且與導(dǎo)軌始終接觸良好。整個裝置放于勻

強磁場中，磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強度大小為瓦滑桿與導(dǎo)軌電阻不計，滑桿中點系一不可伸長的

輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為小的物塊相連，繩處于水平拉直狀態(tài)?，F(xiàn)若從靜

止開始釋放物塊，用/表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g表示重力加速度，滑桿在運動中所受的摩擦阻

力恒為則在物塊下落過程中

(mg-f)R

A.物體的最終速度為

B-I3

B.物體的最終速度為

mg-f

C.物體重力的最大功率為

B:I：

D.物體重力的最大功率可能大于

6.（2018?河北省張家口市第一中學高三上學期同步練習）在圖示的“日”字形導(dǎo)線框中，ae和6/■的電

阻不計，ab、cd、e/?電阻相等，以一定速度/勻速進入一勻強磁場的過程中，在數(shù)進入后與cd進入后

相比

X

B

X

X

A.ab中電流相等

B.cd中電流相等

C.一間電壓相等

D.導(dǎo)線框消耗的總電功率相等

7.如圖所示，勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里，極板間距為d的平行板電容器與總阻值為

2分的滑動變阻器通過平行導(dǎo)軌連接，電阻為后的導(dǎo)體棒網(wǎng),'可在外力作用下沿導(dǎo)軌從左向右做勻速直線

運動。當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、6的中間位置且導(dǎo)體棒胸V的速度為標時，位于電容器中。點的

帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài)。若不計摩擦和平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻，各接觸處接觸良好，重力加速度為

g,則下列判斷正確的是

ni-

丁巾**-TTd

吁MMMM下

I1~~N

A.油滴帶正電

B.若將上極板上移"，油滴將向上加速運動，加速度行g(shù)/2

C.若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?%,油滴將向上加速運動，加速度a=g

D.保持導(dǎo)體棒速度吃不變，將滑動觸頭置于a端，同時上極板上移03,油滴仍靜止

8.用一根橫截面積為S、電阻率為。的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個半徑為小的圓環(huán)，為圓環(huán)的一條直徑。如圖所

示，在ab的左側(cè)存在一個勻強磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變

化率”=4（內(nèi)0）。則

A.圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流

B.圓環(huán)具有擴張的趨勢

krS

C.*圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為k

2P

1,

D.圖中a、6兩點間的電勢差大小為扇=|/52|

4

9.如圖所示，電阻不計的豎直光滑金屬軌道月歷閣其必少部分是半徑為r的1/4圓弧，/圈部分水平且足

夠長，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為8,方向垂直于月斜。平面向里。一長為血小質(zhì)量為加、電阻為A且粗

細均勻的金屬桿，從圖示位置由靜止釋放。若重力加速度為g,桿與軌道始終接觸良好，則

xxx

A.桿下滑過程機械能守恒

B.桿最終不可能沿勻速運動

C.桿從釋放到桿全部滑至水平軌道過程中,產(chǎn)生的電能等于等

I).桿從釋放到桿全部滑至水平軌道過程中，通過桿的電荷量等于5-2)87'

4R

10.(2018?湖南省長沙市長郡中學高三上學期第五次調(diào)研考試)如圖所示，金屬導(dǎo)軌軟“平行，相距為

L,光滑金屬棒a和b垂直于導(dǎo)軌且緊靠著放置，它們的質(zhì)量均為他在兩導(dǎo)軌之間的電阻均為凡整

個裝置位于水平面內(nèi)，處于磁感應(yīng)強度為6的豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌電阻忽略不計，長度足夠

長。零時刻對a施加一平行于導(dǎo)軌的恒力凡在力時刻電路中電流恰好達到穩(wěn)定。則

A.t時刻兩金屬棒的速度相同

FR

B.力時刻a、6兩棒速度差為Ak兩

C.在t時刻撤去力b后，導(dǎo)軌之間的電勢差礪會變小

D.在r時刻撤去力尸后，導(dǎo)軌之間的電勢差如恒定不變

11.如圖所示，在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為反方向相反的水平勻強磁場，的為

兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大。一個半徑為a、質(zhì)量為勿、電阻為加的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以

V

速度r從如圖所示位置向右運動。當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線網(wǎng)重合時，圓環(huán)的速度為一，下列

2

說法中正確的是

■■p

XXXX*????

《xxy'x：??

>\xj/xX：?/'...

Q

A.此時圓環(huán)中的電功率為更也二

R

B.此時圓環(huán)的加速度為竺02

mR

C.此過程中通過圓環(huán)某一橫截面的電荷量為唯二

R

D.此過程中回路產(chǎn)生的電能為0.750J

12.（2018?安徽省黃山市普通高中高三11月“八校聯(lián)考”）如圖所示，兩根間距為d的光滑金屬導(dǎo)軌，

平行放置在傾角為。=30。的斜面上，導(dǎo)軌的右端接有電阻兄整個裝置放在磁感應(yīng)強度大小為8的勻強

磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為以電阻也為"的金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良

好，金屬棒以一定的初速度外在沿著導(dǎo)軌上滑一段距離/后返回，不計導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互

作用。下列說法正確的是

A.導(dǎo)體棒返回時先做加速運動，最后做勻速直線運動

Bd]

B.導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中通過"的電量9=不

1>

C.導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中克服安培力做的功w=1加喏-mgQ

D.導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中電阻〃上產(chǎn)生的熱量Q=1（加詔-mgQ

13.如圖所示，足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌版V、圖水平放置，導(dǎo)軌間距為，一個磁感應(yīng)強度為6的勻強磁

場向下垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌上端材與尸間接有電容為C的電容器，金屬棒開始靜止?，F(xiàn)對金屬棒

施加一水平向右、大小為廠的恒力作用，不計一切摩擦和電阻，則經(jīng)過時間t的過程中

XXXQXXX

Ml-------------N------------

XXX

昌XXB

XXXXXX

pQ

Xxxbxxx

A.金屬棒可能做變加速運動

B.金屬棒中的電流恒定

C.電容器所帶電荷量BLCft

m+B2I?C

D.電容器儲存的電場能為,

14.（2018?福建省三明市高二下學期期末考試）甲為質(zhì)量稱1kg的絕緣底板座靜止在動摩擦因數(shù)m=0.

1的粗糙水平地面上，位于磁場中的正方形金屬框/靦為動力源，其質(zhì)量歸1kg,邊長為1m,電阻

為上。，與絕緣板間的動摩擦因數(shù)"2=0.4,。。'為/〃、回的中線，在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動

的磁場，0。'切區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度/隨時間力的變化情況如圖乙所示，切恰在磁場邊緣以外；

0。’84區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間t的變化情況如圖丙所示，46恰在磁場邊緣以內(nèi)，若絕緣板

足夠長且認為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，從片0時刻由靜止釋放金屬框，則金屬

框由靜止釋放瞬間（g=10m/s2）

A.金屬框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1V

B.金屬框受到的安培力大小16N

C.若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為6m/s2

D.若金屬框不固定，金屬框的加速度為4m/s2,絕緣板的加速度為2m/s2

15.（2018?安徽省蕪湖一中高三上學期期末考試）如圖所示，水平放置的光滑金屬長導(dǎo)軌MM'和NN'之間

接有電阻R,導(dǎo)軌左、右兩區(qū)域分別處在方向相反與軌道垂直的勻強磁場中，方向如圖，設(shè)左、右區(qū)域

磁場的磁感強度為屈和B2,虛線為兩區(qū)域的分界線。一根金屬棒ab放在導(dǎo)軌上并與其正交，棒和導(dǎo)軌

的電阻均不計。金屬棒在水平向右的恒定拉力作用下，在左面區(qū)域中恰好以速度為v做勻速直線運動，

則

M)

N'

V

A.若/=B］時，棒進入右面區(qū)域中后先做加速運動，最后以速度寸故勻速直線運動

B.若B2=%時，棒進入右面區(qū)域中時仍以速度切故勻速直線運動

C.若B2=2B］時，棒進入右面區(qū)域后先做減速運動，最后以速度2做勻速運動

D.若4=2%時，棒進入右面區(qū)域后先做加速運動，最后以速度4M故勻速運動

16.如圖所示，兩金屬桿兒?和切長均為乙電阻均為凡質(zhì)量分別為3必和他用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略

的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平光滑的絕緣圓棒兩側(cè)。在金屬桿下方有

高度為〃的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為反，方向與回路平面垂直，此時必處于磁場中。現(xiàn)從靜止開

始釋放46,經(jīng)過一段時間，即將進入磁場的上邊界時，其加速度為零，此時切尚未離開磁場，這

一過程中46上產(chǎn)生的焦耳熱為0。求：

磁場區(qū)域

CD

(1)即將進入磁場的上邊界時，速度H的大小；

(2)此過程中切移動的距離力和通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q。

17.如圖所示，傾角為30°的光滑傾■斜金屬導(dǎo)軌(足夠長)與光滑水平金屬導(dǎo)軌連接，軌道寬度均為￡=1

m,電阻忽略不計。勻強磁場I僅分布在水平導(dǎo)軌所在區(qū)域，方向水平向右、磁感應(yīng)強度為=1T；勻強

磁場H僅分布在傾斜導(dǎo)軌所在區(qū)域，方向垂直于傾斜導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強度&=1T?現(xiàn)將兩質(zhì)量

均為妒0.2kg、電阻均為廬0.5C的相同導(dǎo)體棒助和cd,分別垂直放置在水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌上，

并同時由靜止釋放。取重力加速度r10m/s%

I

S：

(l)求Cd棒沿傾斜導(dǎo)軌下滑的最大速度大小。

(2)若從開始運動至cd棒達到最大速度的過程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱/0.45J,求該過程中通過，

d棒橫截面的電荷量。

(3)若cd棒開始運動時距水平軌道的高度加10m,為使cd棒由靜止釋放后無感應(yīng)電流產(chǎn)生，可讓磁

場II的磁感應(yīng)強度隨時間變化，以釋放cd棒的時刻為片0,此時磁場I［的磁感應(yīng)強度用=1T,試

求cd棒在傾斜導(dǎo)軌上下滑的時間內(nèi)，磁場II的磁感應(yīng)強度6隨時間t變化的關(guān)系式。

18.如圖所示，兩根相距乙的平行粗糙金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌上分布著〃個寬度為&間距為2d

的勻強磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上。在導(dǎo)軌左端連接一個阻值為夕的電阻，導(dǎo)軌的左端距離第一個

磁場區(qū)域人的位置放有一根質(zhì)量為卬、長為〃、阻值為r的金屬棒，導(dǎo)軌電阻及金屬棒與導(dǎo)軌間的接觸

電阻均不計。某時刻起，金屬棒在一水平向右的已知恒力尸作用下由靜止開始向右運動，已知金屬棒

與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為P,重力加速度為g。

____________1_________2..........

1

Ie:?I:I:?:?:??:

??II????I

ivj

(1)若金屬棒能勻速通過每個勻強磁場區(qū)域，求其離開第2個勻強磁場區(qū)域時的速度上的大小。

(2)在滿足(1)的條件時，求第〃個勻強磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度員的大小。

(3)現(xiàn)保持恒力尸不變，使每個磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度均相同，發(fā)現(xiàn)金屬棒通過每個磁場區(qū)域時電路

中的電流變化規(guī)律相同，求金屬棒從開始運動到通過第〃個磁場區(qū)域的整個過程中左端電阻火上

產(chǎn)生的焦耳熱。。

氣體臉點考

19.(2018?江蘇卷)如圖所示，豎直放置的C形光滑導(dǎo)軌寬為L,矩形勻強磁場I、H的高和間距均為d,

磁感應(yīng)強度為A質(zhì)量為力的水平金屬桿由靜止釋放，進入磁場I和n時的速度相等.金屬桿在導(dǎo)軌間

的電阻為此與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為g.金屬桿

A.剛進入磁場I時加速度方向豎直向下

B.穿過磁場I的時間大于在兩磁場之間的運動時間

C.穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為\rngd

2n2

D.釋放時距磁場I上邊界的高度人可能小于

2B4L4

20.（2018?江蘇卷）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為間距為d導(dǎo)軌

處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為氏方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為卬的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距

底端的距離為s,導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流.金屬棒被松開后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加

速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g.求下滑到底端的過程中，金屬棒

（1）末速度的大小匕

（2）通過的電流大小/；

（3）通過的電荷量Q.

21.（2017?北京卷）發(fā)電機和電動機具有裝置上的類似性，源于它們機理上的類似性。直流發(fā)電機和直

流電動機的工作原理可以簡化為如圖1、圖2所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強度為6的勻強磁場中，

兩根光滑平行金屬軌道也K々固定在水平面內(nèi)，相距為￡,電阻不計。電阻為不的金屬導(dǎo)體棒ab垂直

于助K網(wǎng)放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度平行于初V）向右做勻速運動。圖1軌道端點，嫡

間接有阻值為r的電阻，導(dǎo)體棒助受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點,“間接有直流電源，導(dǎo)

體棒通過滑輪勻速提升重物，電路中的電流為A

（1）求在A［時間內(nèi)，圖1“發(fā)電機”產(chǎn)生的電能和圖2“電動機”輸出的機械能。

（2）從微觀角度看，導(dǎo)體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用。為了方

便，可認為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。

a.請在圖3（圖1的導(dǎo)體棒ab）、圖4（圖2的導(dǎo)體棒ab）中，分別畫出自由電荷所受洛倫茲

力的示意圖。

XXX?XXXXXX°XXX

XXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXX

XXx0XXXXXx0xXX

XXXXXXXXXXX

XX＞：XXXXXXXXX

fixfix

XXXXXXXXXX

XXXbXXXXXXX

a：圖4

b.我們知道，洛倫茲力對運動電荷不做功。那么，導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲力是如何

在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢？請以圖2“電動機”為例，通過計算分析說明。

22.（2016?浙江卷）小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距/4.50m,傾

角，=53°,導(dǎo)軌上端串接一個廬0.05Q的電阻。在導(dǎo)軌間長GO.56m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)

軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度於2.0To質(zhì)量m4.0kg的金屬棒切水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩

索通過定滑輪與拉桿御相連。切棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距疔0.24m。一位健身者用恒

力480N拉動掰桿，切棒由靜止開始運動，上升過程中切棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當切棒到達磁

場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使切棒回到初始位置（重力加速度爐10m/s2,sin530=0.8,

不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量）。求：

(1)少棒進入磁場時速度P的大??；

(2)切棒進入磁場時所受的安培力R的大小；

(3)在拉升切棒的過程中，健身者所做的功/和電阻產(chǎn)生的焦耳熱。。

23.(2016?新課標全國HI卷)如圖，兩條相距/的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi)，其左

端接一阻值為"的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積

為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強度大小臺隨時間t的變化關(guān)系為4