2024年高考物理選修二練習(xí)第二章 《電磁感應(yīng)》素養(yǎng)檢測(cè)

第二章《電磁感應(yīng)》素養(yǎng)檢測(cè)

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1.［江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2021高二上期末］下列給出了與感應(yīng)電流產(chǎn)生條件相關(guān)的四

幅情景圖，其中判斷正確的是（）

通入增大的電流

X

X

R

X

XXXXXXXX

甲T

A.圖甲圓形金屬線圈水平放置在通電直導(dǎo)線的正下方，增大通入導(dǎo)線電流，圓形線圈

中有感應(yīng)電流

B.圖乙正方形金屬線圈繞豎直虛線轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，正方形線圈中持續(xù)有感應(yīng)電流

C.圖丙正電荷q順時(shí)針做減速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，同心共面金屬圓圈B中感應(yīng)電流沿逆

時(shí)針

D.圖丁金屬桿在F作用下向右運(yùn)動(dòng)過程中，若磁場(chǎng)減弱，回路不一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

答案：D

解析：圖甲圓形金屬線圈水平放置在通電直導(dǎo)線的正下方，則直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過

圓形線圈的磁通量為零，即使增大通入導(dǎo)線的電流，圓形線圈中也不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖乙正方形金屬線圈繞豎直虛線轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，在圖示位置穿過線圈磁通量的

變化率為零，此時(shí)正方形線圈中無感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙正電荷q順時(shí)針做減速圓

周運(yùn)動(dòng)過程中，產(chǎn)生的等效電流順時(shí)針減小，穿過金屬圓圈B的磁通量向里減小，根據(jù)楞

次定律可知，同心共面金屬圓圈8中感應(yīng)電流沿順時(shí)針，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖丁金屬桿在尸作

用下向右運(yùn)動(dòng)過程中，若磁場(chǎng)恒定，閉合回路磁通量增大，若磁場(chǎng)減弱，則穿過閉合回路的

磁通量不一定改變，回路中不一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)D正確.

2.如圖所示，在平行于水平地面的有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，有三個(gè)大小相同且用

相同的金屬材料制成的正方形線框，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直.A線框有一個(gè)缺口，B、C

線框都閉合，但B線框?qū)Ь€的橫截面積比C線框大.現(xiàn)將三個(gè)線框從同一高度由靜止開始

同時(shí)釋放，下列關(guān)于它們落地時(shí)間的說法，正確的是（)

A.三個(gè)線框同時(shí)落地

B.三個(gè)線框中，A線框最后落地XXXXXXX

XXXXXXX

C.B線框在C線框之后落地XXXXXXX

XXXXXXX

D.B線框和C線框在A線框之后同時(shí)落地XXXXXXX

答案：D

解析：A線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線框不受安培力作用，只受重力，加

速度等于g；8、C線框是閉合的，進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線框受到豎直向上的

安培力作用，加速度小于g,則A線框最先落地，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；設(shè)B、C線框的邊長(zhǎng)

為L(zhǎng),材料橫截面積為S,電阻率為電，密度為p密，質(zhì)量為進(jìn)入磁場(chǎng)后速度為v時(shí)加

BLvB?L2yB2L2V

速度為由F=BIL,/=W，根據(jù)牛頓第二定律得mg——元一得mR=g

可知加速度〃與材料橫截面積S無關(guān)，所以5、C線框同

—1b"密.。電

"密?"電5

時(shí)落地，根據(jù)B、C的加速度小于A的加速度，可知B線框和C線框在A線框之后同時(shí)落

地，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.

3.如圖所示的電路中，電容C和電感L的值都很大，L的電阻不計(jì)，A、B是完全相

同的兩個(gè)燈泡.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，下列說法中正確的是（）

A.A燈比B燈先亮，然后A燈熄滅

B.B燈比A燈先亮，然后B燈熄滅

C.A燈、B燈一起亮，然后A燈熄滅

D.A燈、B燈一起亮，然后B燈熄滅

答案：B

解析：因A燈串聯(lián)了一個(gè)電感線圈，由于電感線圈阻礙電流的變化，故A燈后亮；而

B燈串聯(lián)了一個(gè)電容器，由于電容器充電完畢相當(dāng)于斷路，故B燈亮一下然后熄滅，故B

正確.

4.［安徽六安舒城中學(xué)2021高二下月考］如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁

感應(yīng)強(qiáng)度為B,質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的正方形線框ABCD斜向穿進(jìn)磁場(chǎng)，當(dāng)AC剛進(jìn)入磁

場(chǎng)時(shí)速度為v,方向與磁場(chǎng)邊界成45。角，若線框的總電阻為R,則（）

A.線框穿進(jìn)磁場(chǎng)過程中，線框中電流的方向?yàn)镈CBAD

B.AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流為等

K

OT22Q2、/

C.AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框所受安培力為且產(chǎn)

1\

3

D.AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，CD兩端電壓為產(chǎn)2丫

答案：D

解析：線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，穿過線框的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁

場(chǎng)方向垂直紙面向外，則線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCDA,A錯(cuò)誤；AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，

C0邊切割磁感線，有效切割長(zhǎng)度為所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=3〃v,則線框中感應(yīng)電

E

流為/=元=一相，B錯(cuò)誤；AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的CD邊受到的安培力與u的方向相反，

邊受到的安培力的方向垂直于向下，它們的大小都是歹=8/。=一/一，且邊與

CD邊受到的安培力的方向相互垂直，所以AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框所受安培力為AO邊與CD

邊受到的安培力的矢量和，即為尸金=4尸=R,C錯(cuò)誤；AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，CD兩

33

端的電壓U=-^E=-^Bav,D正確.

5.如圖所示，半徑為R的光滑半圓形軌道固定在水平面上，軌道的圓心處固定了一條

形磁鐵.一半徑為r、質(zhì)量為m的金屬球從半圓形軌道的一端由靜止釋放（金屬球緊貼軌道，

其球心在半圓形軌道的水平直徑上），金屬球在軌道上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g,空

氣阻力忽略不計(jì).下列說法正確的是（）

A.由于金屬球與半圓形軌道間沒有摩擦，金屬球往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，每次

都能到達(dá)相同的高度

B.金屬球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度v=R2g（R—r）,后續(xù)每

次到達(dá)最低點(diǎn)的速度都小于M2g（R—r）

C.金屬球最終停在軌道最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mg（R—r）

D.金屬球運(yùn)動(dòng)過程中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，但因沒有閉合回路，所以沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流

答案：C

解析:在金屬球運(yùn)動(dòng)過程中，穿過金屬球的磁通量不斷變化，在金屬球內(nèi)形成閉合回路，

產(chǎn)生渦流，金屬球要產(chǎn)生熱量，機(jī)械能不斷減少，所以金屬球能到達(dá)的最大高度不斷降低，

直至金屬球停在半圓形軌道的最低點(diǎn)，故A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；從開始到金屬球第一次到達(dá)軌道

最低點(diǎn)的過程，根據(jù)能量守恒定律得〃zg（R—「）=。+；加”2,可知v<N2g（R—r）,由于金

屬球的機(jī)械能不斷減少，所以后續(xù)每次到達(dá)最低點(diǎn)的速度都小于N2g（R—r）,故B選項(xiàng)

錯(cuò)誤；金屬球最終停在軌道最低點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定律得，系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q&=mg（R

~r）,故C選項(xiàng)正確.

6.如圖所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一位于紙面內(nèi)且電阻均勻的正方形

導(dǎo)體框abed,現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v、3V的速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框分別從

兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的過程中（）

A.導(dǎo)體框所受安培力方向相同

B.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同

C.導(dǎo)體框ad邊兩端電壓相同

D.通過導(dǎo)體框某橫截面的電荷量不同

答案：C

解析：由楞次定律可知，導(dǎo)體框從左邊拉出時(shí)，所受安培力方向向右，從右邊拉出時(shí)，

導(dǎo)體框所受安培力方向向左，安培力方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)導(dǎo)體框的總電阻為R,穿

2

出磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為。=尸放=（寫B(tài)XRX±=B可知產(chǎn)生的焦耳熱與速度

vo成正比，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從左邊拉出時(shí)，ad邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，所以導(dǎo)體框ad兩

33

端的電壓大小為Ua4=產(chǎn)點(diǎn)=產(chǎn)??；從右邊拉出時(shí)，6c邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，所以導(dǎo)

體框ad邊兩端的電壓大小為U'ad=^E選項(xiàng)C正確；通過導(dǎo)體框某橫截

面的電荷量為q=〃=弟&與速度無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

7.［湖北十堰2021高二上期末］如圖甲所示，閉合線圈b處于a線圈內(nèi)部，并與a線圈

共面，以順時(shí)針方向?yàn)檎较?，?dāng)a線圈中通入如圖乙所示的正弦交流電時(shí)，關(guān)于b線圈中

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流，下列判斷正確的是（）

A.h時(shí)刻，b線圈中感應(yīng)電流最大

B.t2時(shí)刻，b線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向

C.t3時(shí)刻，b線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

D.t4時(shí)亥|J,b線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向

答案：BC

解析：A時(shí)刻，a線圈中電流變化率為零，所以在b線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，b

線圈中的感應(yīng)電流為零，A錯(cuò)誤；介時(shí)刻，。線圈中電流向逆時(shí)針方向增大，根據(jù)安培定則

和楞次定律知，b線圈中產(chǎn)生順時(shí)針電流，B正確；以時(shí)刻，a線圈中電流變化率為零，故

在6線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，c正確；a時(shí)刻，。線圈中電流向順時(shí)針方向增大，根

據(jù)安培定則和楞次定律知，6線圈中產(chǎn)生沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤.

8.［山東普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試模擬2020/2］豎直放置

甲

的長(zhǎng)直密繞螺線管接入如圖甲所示的電路中，通有俯視順時(shí)針方向的電流，其大小按如圖乙

所示的規(guī)律變化.螺線管內(nèi)中間位置固定有一水平放置的硬質(zhì)閉合金屬小圓環(huán)（未畫出），圓

環(huán)軸線與螺線管軸線重合.下列說法正確的是（）

A.t=T；時(shí)刻，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)

B.t=j時(shí)刻，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)

C.t=：和1=乎時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小相等

D.t=半時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)有俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

答案：BC

解析：/=彳時(shí)刻，螺線管中電流增大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)變強(qiáng)，穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞

次定律知，圓環(huán)要阻礙磁通量的增加，有收縮的趨勢(shì)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；，=土和

3T、

/=彳時(shí)刻，螺線管內(nèi)電流的變化率大小相等，所以圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小相等，故C選項(xiàng)

3T

正確；r=q-時(shí)刻，螺線管中俯視順時(shí)針方向的電流減弱，穿過圓環(huán)的向下磁通量減少，圓

環(huán)要阻礙磁通量的減少，產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)，所以圓環(huán)內(nèi)有俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故D

選項(xiàng)錯(cuò)誤.

9.［湖北武漢新洲城關(guān)高級(jí)中學(xué)2021高二下開學(xué)考試］如圖所示，有一邊界為等腰直角

三角形的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩直角邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)；有邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)

的正方形均勻銅線框abed,以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)左邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域，且

磁場(chǎng)的下邊界與線框的ad邊處于同一水平面上；設(shè)ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)為t=0時(shí)刻，在線圈穿

越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，Cd間的電勢(shì)差記為Ued，從c到d流過cd的電流記為3，取逆時(shí)針

方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則Ued、1隨時(shí)間t變化的圖線是圖中的（）

答案：AC

解析：當(dāng)油邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Ucd=^BLv,Icd=^,均為正值,

線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度由￡逐漸減為零，此時(shí)UM和為減為零；然

后線框離開磁場(chǎng)，剛開始離開磁場(chǎng)，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)Ucd=^BLv,為正值，〃=隼匕

為負(fù)值，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)L全部出離磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸減為零，此時(shí)

和減為零，A、C正確，B、D錯(cuò)誤.

10.如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,質(zhì)量m=0.04

kg、高h(yuǎn)=0.05m、總電阻R=5。、n=100匝的矩形線圈豎直固定在質(zhì)量M=0.08kg的絕

緣小車上，小車與線圈的水平長(zhǎng)度L相等.線圈和小車一起沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，并以初速

度vo=lOm/s進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈平面和磁場(chǎng)方向始終垂直.若小車運(yùn)動(dòng)的速度v隨小車的位移

x變化的v-x圖像如圖乙所示,則根據(jù)以上信息可知（）

A.小車的水平長(zhǎng)度L=15cm

B.磁場(chǎng)的寬度d=35cm

C.小車的位移x=10cm時(shí)線圈中的電流I=7A

D.線圈通過磁場(chǎng)的過程中線圈產(chǎn)生的熱量Q=5.46J

答案：CD

解析：由題圖乙可知當(dāng)x=5cm時(shí)，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中有感應(yīng)電流，在安培力作用

下小車做減速運(yùn)動(dòng)，速度u隨位移x的增大而減??；當(dāng)x=15cm時(shí)，線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng),

小車做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車的水平長(zhǎng)度L=10cm,A錯(cuò)誤；由題圖乙知，當(dāng)x=30cm時(shí)，線

圈開始離開磁場(chǎng)，則磁場(chǎng)的寬度d=30cm—5cm=25cm,B錯(cuò)誤；當(dāng)x=10cm時(shí)，由題圖

乙可知，線圈的速度vi=7m/s,感應(yīng)電流/=無=百元=-R—=7A,C正確；由題圖乙，線

22

圈左邊離開磁場(chǎng)時(shí)，小車的速度為暝=3m/s,由能量守恒定律可得Q=^M+m）（v0—v2）

=5.46J,D正確.

IL（8分）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計(jì)G與線圈L連接，如圖所示，已知線圈由

a端開始繞至b端，當(dāng)電流從電流計(jì)G的左端流入時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn).

（1）將磁鐵的N極向下從線圈上方豎直插入線圈L時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針

向左偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向?yàn)榉较颍ㄌ睢绊槙r(shí)針”或“逆時(shí)針”）.

（2）當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離線圈L時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針

向右偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向?yàn)榉较颍ㄌ睢绊槙r(shí)針”或“逆時(shí)針”）.

解析：（1）由題意可知在線圈L內(nèi)電流從b流向a,根據(jù)楞次定律（增反減

同）知，線圈L中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反（向上），根據(jù)右手螺旋定則可知，線圈產(chǎn)生

的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向（俯視線圈），因此線圈繞向?yàn)轫槙r(shí)針方向（俯視線圈）.

（2）由題意可知在線圈L內(nèi)電流從。流向6,根據(jù)楞次定律（增反減同）知，線圈L中產(chǎn)生

的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同（向上），根據(jù)右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流方向與（1）問相同，而電

流的流向與⑴問相反，因此線圈繞向與（1）問相反，為逆時(shí)針方向（俯視線圈）.

12.（12分）如圖甲所示，斜面上存在一有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與斜面垂直.在

斜面上離磁場(chǎng)上邊界si=0.36m處由靜止釋放一單匝矩形金屬線框,線框底邊和磁場(chǎng)邊界平

行，金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)四=05整個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，機(jī)械能E和位移

s之間的關(guān)系如圖乙所示.已知Eo—Ei=0.09J.線框的質(zhì)量為0.1kg,電阻為0.06。，斜面

的傾角。=37。.磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=0.43m,重力加速度取g=10m/s2,sin37。=0.6,cos37。

=0.8.求：

（1）線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小VI；

（2）線框從開始進(jìn)入至完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t.

解析：（1）線框未進(jìn)入磁場(chǎng)前，根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin37°—〃加geos37°=ma,代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2,

根據(jù)速度一位移公式得vi2=2a5i,解得vi=1.2m/s.

(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力所做的功，機(jī)械能

均勻減小，因此安培力為恒力，線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng).設(shè)線框的側(cè)邊長(zhǎng)為S2,即線框進(jìn)入磁場(chǎng)

過程運(yùn)動(dòng)的距離為S2,根據(jù)功能關(guān)系，除重力之外的力所做的功等于線框機(jī)械能的變化，即

A￡=Eo-￡1=Wf+W^=(f+FA)52,因?yàn)榫€框勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件可得/+FA=mgsin37°

=0.6N,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得S2=0.15m,運(yùn)動(dòng)時(shí)間—言=0.125s.

13.(10分)［江西宜春高安中學(xué)2021高二上期末］小明同學(xué)在某廣場(chǎng)看到小朋友在玩發(fā)

光竹蜻蜓，它在飛起時(shí)能夠持續(xù)閃爍發(fā)光.他對(duì)竹蜻蜓的電路簡(jiǎn)化后如圖乙所示，半徑為L(zhǎng)

的導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸OiO?以角速度co勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)上接

有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR,輻條互成120。角.在圓環(huán)左半部分分布著垂

直圓環(huán)平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在轉(zhuǎn)軸OQ2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、

N與一個(gè)LED燈相連(假設(shè)LED燈電阻恒為r).其他電阻不計(jì)，從輻條OP進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)

時(shí).

(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過60。的過程中,求通過LED燈的電流；

(2)求圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，LED燈消耗的電能.

解析：(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過60。的過程中，OP、OQ均處在

磁場(chǎng)中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

2

電路的總電阻為R=g+；=i?，由閉合電路歐姆定律可得，電路的總電流為TEBLco

I=R="一，

1BL^CO

通過LED燈的電流Ii=1I=4r.

T

(2)設(shè)圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,在輻條OP轉(zhuǎn)過60°的過程中，LED燈消耗的電能Qi=112r.不

在輻條OP轉(zhuǎn)過60。?120。的過程中，僅OP處在磁場(chǎng)中，電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，=3BL2(O,

43BL2(D

電路的總電阻為R'=r+Wr=］r,由閉合電路歐姆定律可得，電路的總電流為1'=二^一,通

過燈的電流匕斗BL2COT

,ZE。燈消耗的電能Q2=L2r石.圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，通過

8r

燈的電流發(fā)生三次周期性變化，故Q=3X(QI+Q2)=

5Z0汨21/

-64r.

14.(14分)［河北2021普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試］

如圖所示，MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)平行光滑導(dǎo)軌，

導(dǎo)軌間距L=1m,導(dǎo)軌上放置兩根垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab

和cd,并與導(dǎo)軌接觸良好，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2kg,接入導(dǎo)軌間的部分電阻R=2。，

整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2T,現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒ab施

加向右的F=10N的水平恒力，經(jīng)過一段時(shí)間兩導(dǎo)體棒達(dá)到恒定的速度差，若某時(shí)刻導(dǎo)體棒

ab的速度為10m/s,且兩導(dǎo)體棒間的距離d=2m,此時(shí)撤去外力，最終兩導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定

狀態(tài)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，求：

(1)兩導(dǎo)體棒達(dá)到恒定的速度差時(shí)，其加速度大小；

(2)撤去外力，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后回路中產(chǎn)生的熱量；

(3)最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)兩導(dǎo)體棒間的距離.

解析：(1)對(duì)兩導(dǎo)體棒進(jìn)行狀態(tài)分析，ab棒做加速度減小、速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，cd

棒做加速度增大、速度增大的變加速運(yùn)動(dòng),最終兩導(dǎo)體棒達(dá)到相同加速度,有恒定的速度差.

由牛頓第二定律可知，對(duì)ab棒有F—F安=!11@,對(duì)cd棒有尸安=111@,解得a=2.5機(jī)/史

(2)當(dāng)ab棒的速度vi=10m/s,設(shè)此時(shí)cd棒的速度為V2,對(duì)cd棒，由牛頓第二定律有

BL(vi—V2)

B定L=ma,解得V2=5m/s.

撤去外力后，兩棒在安培力作用下最終達(dá)到共同速度v,由動(dòng)量守恒定律可得mvi+mv2

=2mv,解得v=7.5機(jī)/s,

此過程回路產(chǎn)生的熱量Q=^mvi2+^mv22—^x2mv2,解得Q=12.5J.

⑶設(shè)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)兩導(dǎo)體棒間的距離為x,對(duì)ab棒，由動(dòng)量定理有一BILt=m(v—vi),

BL(x-d)

此過程中通過回路的電荷量q=It=而,聯(lián)立兩式得x=7m.

15.(16分)間距為I的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成，如圖所示,

傾角為e的導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為81、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間I中,

水平導(dǎo)軌上的無磁場(chǎng)區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3m的“聯(lián)動(dòng)雙桿”(由兩根長(zhǎng)為I的金屬桿cd和

ef,用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的剛性絕緣桿連接而成)，在“聯(lián)動(dòng)雙桿”右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方

向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間H,其長(zhǎng)度大于L質(zhì)量為處長(zhǎng)為/的金屬桿ab,從傾

斜導(dǎo)軌上端釋放，達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌(無能量損失)，桿ab與“聯(lián)動(dòng)雙桿”發(fā)生碰撞后，

桿ab和cd合在一起形成“聯(lián)動(dòng)三桿”，“聯(lián)動(dòng)三桿”繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間II并從中滑

出，運(yùn)動(dòng)過程中，桿ab、cd和ef與導(dǎo)軌始終接觸良好，且保持與導(dǎo)軌垂直.已知桿ab、cd

和ef電阻均為R=0.02Q,根=0.1kg,1=0.5m,L=0.3m,9=30。，8i=0.1T,32=0.2T,

g取10m/s2.不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng).求：

(1)桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小vo;

(2)“聯(lián)動(dòng)三桿”進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間II前的速度大小v；

(3)“聯(lián)動(dòng)三桿”滑過磁場(chǎng)區(qū)間II產(chǎn)生的焦耳熱Q.

解析：(1)桿在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平

衡，有mgsin8=F安,又尸安=81〃,/=員,E=Bilvo,

R+爹

一、j一3機(jī)gRsin0/,

聯(lián)五解仔丫0=2512r=6m/s.

(2)桿〃。與"聯(lián)動(dòng)雙桿”發(fā)生碰撞的過程中動(dòng)量守恒，有mvo=4mv,解得u=1.5m/s.

(3)設(shè)“聯(lián)動(dòng)三桿”進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間II時(shí)速度變化量為Avi,

BilL-B^PL

由動(dòng)量定理得IB21At=—4mAvi,JAt=q=---解得人也=―.我=—0.25m/s.

設(shè)“聯(lián)動(dòng)三桿”滑出磁場(chǎng)區(qū)間II時(shí)速度變化量為AV2,同理可得

△吸=—0.25m/s,“聯(lián)動(dòng)三桿''滑出磁場(chǎng)區(qū)間H時(shí)的速度為vr=v+Avi+Av2=lm/s,則Q

；x4皿v2—聲)=0.25J.

【刷真題】

【題型1電磁感應(yīng)現(xiàn)象】

1.［課標(biāo)I理綜2017/8］掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測(cè)樣品表面原子尺度上的形

貌.為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)S7M的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅

薄板，并施加磁場(chǎng)來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示.無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄

板施加恒磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是（）

答案：A

解析：施加磁場(chǎng)來衰減振動(dòng)是利用電磁阻尼實(shí)現(xiàn)的，即振動(dòng)過程中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，

產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力阻礙其振動(dòng).A選項(xiàng)的圖中紫銅薄板無論上下振動(dòng)還是左

右振動(dòng)都會(huì)出現(xiàn)磁通量的變化，從而會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；B選項(xiàng)的圖中紫銅薄板上下振

動(dòng)時(shí)沒有磁通量的變化，不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；C選項(xiàng)的圖中紫銅薄板無論上下振動(dòng)還

是左右振動(dòng)均不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；D選項(xiàng)的圖中紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電磁感

應(yīng)現(xiàn)象，故最有效的方案是A,選項(xiàng)A正確.

【題型2楞次定律的應(yīng)用】

2.［課標(biāo)III理綜2020J］如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套

有一金屬圓環(huán)，圓環(huán)初始時(shí)靜止.將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬

間，可觀察到（）

A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)

B.撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)

C.撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)

D.撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)

答案：B

解析：如圖所示，開關(guān)S撥至M端，線圈中的電流從無到有，從A

端流入，B端流出，線圈中的磁場(chǎng)方向從右向左且增大，穿過金屬圓環(huán)的

磁通量向左且增大，根據(jù)楞次定律可知，金屬圓環(huán)的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向

從左向右，線圈與金屬圓環(huán)相互排斥，所以金屬圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)；開關(guān)S撥

至N端，同理可知，金屬圓環(huán)也向右運(yùn)動(dòng)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

3.［課標(biāo)I理綜2018J9］（多選）如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開

關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路.將一小

磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是（）

A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)

B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里

的方向

C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外

的方向

D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂

直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)

答案：AD

解析：開關(guān)閉合的瞬間，根據(jù)楞次定律和安培定則可知直導(dǎo)線中電流從南向北，根據(jù)安

培定則可知小磁針?biāo)谔幋艌?chǎng)方向垂直紙面向里，所以小磁針的N極朝垂直紙面向里的方

向轉(zhuǎn)動(dòng)，故A正確；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，直導(dǎo)線中無電流，小磁針受到地磁場(chǎng)作

用，小磁針的N極指向北，故B、C錯(cuò)誤；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，根

據(jù)楞次定律和安培定則可知直導(dǎo)線中電流從北向南，根據(jù)安培定則可知小磁針?biāo)谔幋艌?chǎng)方

向垂直紙面向外，所以小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故D正確.

【題型3感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算】

4.［浙江2021年6月J2］一種探測(cè)氣體放電過程的裝置如圖甲所示.充滿銳氣(Ne)的電

離室中有兩電極與長(zhǎng)直導(dǎo)線連接，并通過兩水平長(zhǎng)導(dǎo)線與高壓電源相連.在與長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直

的平面內(nèi)，以導(dǎo)線為對(duì)稱軸安裝一個(gè)用阻值品=10。的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)N=5xl()3的圓環(huán)

形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩端c、d與阻值R=90。的電阻連接.螺線管的橫截面是半徑a

=1.0x10-2皿的圓，其中心與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離r=0.1m.氣體被電離后在長(zhǎng)直導(dǎo)線回路中產(chǎn)

生順時(shí)針方向的電流/,其/r圖像如圖乙所示.為便于計(jì)算，螺線管內(nèi)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度

kJ

大小均可視為5=?,其中％=2xl(r7T.m/A.

高壓電源

「02：03：()4：05：06：0〃幣

乙

(1)求。?6.0x1O^s內(nèi)通過長(zhǎng)直導(dǎo)線橫截面的電荷量Q；

(2)求3.0xW3s時(shí)，通過螺線管某一匝線圈的磁通量。；

(3)若規(guī)定c-R-d為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計(jì)算，畫出通

過電阻R的小一f圖像；

(4)若規(guī)定c-R—d為電流的正方向,考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的加一/圖像.

解析：本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

(1)0?6.0x10-3s內(nèi)通過長(zhǎng)直導(dǎo)線橫截面的電荷量。=/1加1+/2加2+，3加3,

其中Afi=1.0x10-3S,加2=(5.0—10)X10—3S=4.0X10-3S,

△f3=(6.0—5.0)xl0-3s=LOXIO-3s,/I=/3=50A,Z2=100A,解得。=0.5C.

kJ

(2)螺線管某一匝線圈的磁通量＜p=BS=y^Tia2,代入數(shù)據(jù)可得0=6.28xlO-8Wb.

A①A/

(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)~~—x—,則0?l.OxlOTs和5.0?6.0x10-3s,通過電阻R

的感應(yīng)電流加=豆3~=3.14*10-3A,其余時(shí)間感應(yīng)""I；

A-TAO3.14-----■

電流大小為0,如圖所示.2：03：04：05j06,b7：0力0-、

(4)如圖所示.

i?/10-3A

3.14

【題型4電磁感應(yīng)中的電路問題】

5.［河北202L7］如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn).狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸

夾角均為仇一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連.導(dǎo)軌上的金屬棒與無軸垂直，在外力尸

作用下從O點(diǎn)開始以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略所有電阻.下列說法正確的是()

A.通過金屬棒的電流為28CV2勿〃e

B.金屬棒到達(dá)％o時(shí)，電容器極板上的電荷量為BCVxo勿〃8

C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，外力廠做功的功率恒定

答案:A

解析：本題考查含電容器的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.由題可知，金屬棒勻速向右運(yùn)動(dòng)，金屬棒運(yùn)

動(dòng)的位移冗=小，金屬棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度L=2xtan8=2vZtan氏故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLv^2Bv2ttan0,電容器充電，由電流的定義式/邛和Q=CE,可得—ZBCiAan0,故

A正確；金屬棒到達(dá)沏時(shí)，電容器極板上的電荷量。=CE=2BCVxotan仇故B錯(cuò)誤；由楞

次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，故電容器上極板帶正電，故C錯(cuò)誤；金屬棒勻

速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，外力尸大小等于安培力大小，F(xiàn)=BIL,外力做功的功率P=Fv

=B/Lv=4B2Cv4(tan0)2t,可知外力尸做功的功率與運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比，故D錯(cuò)誤.

6.［浙江選考物理2020年7月J2］如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)

存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).長(zhǎng)為1的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良

好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO'上，隨軸以角速度co勻速轉(zhuǎn)動(dòng).在圓環(huán)的A點(diǎn)和電刷

間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器

極板間處于靜止?fàn)顟B(tài).已知重力加速度為g,不計(jì)其他電阻和摩擦，下列說法正確的是()

A.棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為超脛①

B.微粒的電荷量與質(zhì)量之比為

c.電阻消耗的電功率為嘴9

ZK

D.電容器所帶的電荷量為CBa3

答案：B

_］

解析：金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=或V①尸2,故A錯(cuò)誤；由于金屬棒

無電阻，故電容器兩端的電壓U=E,微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，故微粒所受到的

電場(chǎng)力與重力等大反向，則有E=*E,q=mg,可得'=哥5，故B正確；電阻消耗的電

B^CO^r1

功率P=~^=F~，故C錯(cuò)誤；電容器所帶的電荷量故D錯(cuò)誤.

7"山東202L8］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(dòng)

勢(shì)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)星離地平均高度為H,導(dǎo)體繩長(zhǎng)為

L(L?H),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

電池電動(dòng)勢(shì)為()

遠(yuǎn)地子衛(wèi)星o

電池--

電流，

速度

導(dǎo)體繩

近地子衛(wèi)星□

一

赤道平面'''''、

GMBL

C.BLR+H+石"

GMBL

D.BL-R+H-^

答案：A

解析：本題考查萬有引力、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電路問題。導(dǎo)體繩繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由萬

Mmv2IGM

m

有引力提供向心力，可得G\J\-上\-口rI、）2=KR工-rr口i，解得y=、\lKR-上rr口i，導(dǎo)體繩切割磁感線產(chǎn)

生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于故認(rèn)為導(dǎo)體繩兩端切割磁感線的速度相同，可得E'=BLv=

BL\由于電池產(chǎn)生的電流方向向下，而感應(yīng)電流的方向向上，故電路中的實(shí)際電

E—E'

流/=---,已知導(dǎo)體繩受到的安培力與環(huán)境阻力大小相等、方向相反，F(xiàn)=BIL=f,聯(lián)

立解得E=BL\I^^+今,故A選項(xiàng)正確.

【題型5自感現(xiàn)象】

8.［北京理綜201749］圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，Li和L2為電

感線圈.實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)Si瞬間，燈Ai突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2,燈A?

逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同.下列說法正確的是

（）

A.圖1中，Ai與Li的電阻值相同

B.圖1中，閉合Si，電路穩(wěn)定后，Ai中電流大于Li中電流

C.圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同

D.圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等

答案：C

解析：題圖1中，斷開開關(guān)S1瞬間，乙1與燈A1組成閉合回路，L產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙

電流的變化，電流逐漸減小，由于燈Ai突然閃亮，故斷開開關(guān)Si之前，通過L的電流大

于通過燈Ai的電流，由歐姆定律知，Ai的電阻值大于心的電阻值，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；題圖

2中，閉合開關(guān)S2,電路穩(wěn)定后A?與A3的亮度相同，又知A?與A3相同，由歐姆定律知，

變阻器R與乙2的電阻值相同，選項(xiàng)C正確；題圖2中，閉合S2瞬間，由于必產(chǎn)生感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加，故心中電流小于變阻器R中電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

【題型6法拉第電戚感應(yīng)定律與力、電綜合問題】

9.［全國(guó)甲202121］（多選）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)相同的甲、乙兩個(gè)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.現(xiàn)兩線圈

在豎直平面內(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的上邊界水平，如圖所示.不計(jì)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(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，

可能出現(xiàn)的是（）

A.甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)

B.甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)

C.甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)

D.甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)

答案：AB

解析：本題考查電阻定律、安培力的計(jì)算.由題意可知，甲、乙線圈材料相同，即密度

po、電阻率0均相同，兩線圈質(zhì)量相等、邊長(zhǎng)相等，設(shè)為/（）,由機(jī)甲=機(jī)乙，又根據(jù)機(jī)="oV

S甲］L總N4la

體積=Npo，（4lo，S）,N甲=2N乙,則甲、乙線圈的橫截面積之比則R總§=p\一一,

則R甲=4R乙.甲、乙兩線圈從同一高度靜止釋放做自由落體運(yùn)動(dòng)至線圈下邊到達(dá)磁場(chǎng)上邊

界時(shí)的速度滿足v^=2gh,得切=也正.線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后在重力及安培力作用下運(yùn)動(dòng)（完

全進(jìn)入前），則mg—人=根％八=順〃。=私人￡='跖-*=跡鏟=/普瓦/

樓1,寐立解得a=g_］嬴，與甲、乙線圈匝數(shù)、電阻、質(zhì)量、橫截面積均無關(guān).故

甲、乙線圈在釋放高度〃相等的情況下。也相同，故A、B正確.

10.［課標(biāo)I理綜202021］（多選）如圖，U形光滑金屬框abed置于水平絕緣平臺(tái)上，ab

和de邊平行，和be邊垂直.ab、de足夠長(zhǎng)，整個(gè)金屬框電阻可忽略.一根具有一定電阻的

導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過程中，裝置始終處于豎

直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN與金屬框保持良好接觸，且與be邊保持平行.經(jīng)過一段時(shí)間后

（）

A.金屬框的速度大小趨于恒定值XXX^xXXX

B.金屬框的加速度大小趨于恒定值xoxxxxlxx

C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值XXXXX7*x

D.導(dǎo)體棒到金屬框be邊的距離趨于恒定值/乂乂乂；Y

/XXX.zx,1Yzxxx/Xxx

答案：BC

解析：金屬框在外力作用下向右運(yùn)動(dòng)過程中，由楞次定律知，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)某時(shí)

刻金屬框的速度為也，導(dǎo)體棒的速度為吸，導(dǎo)體棒接入電路的電阻為R,回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

EBL（ri—V2）

E=BL（Vi—V2）,由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流/=斤=-----示-----.設(shè)金屬框的質(zhì)

.F

量為加1,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m2,對(duì)金屬框，由牛頓第二定律得方一8二=加的，整理得“1=7^"

B2L2（vi—V2）B2L2（vi—V2）

-----—-----,對(duì)導(dǎo)體棒，由牛頓第二定律得〃2=---------------,當(dāng)〃1>〃2時(shí)，（也一電）

增大，金屬框的加速度減小，導(dǎo)體棒的加速度〃2增大，當(dāng)。1=〃2時(shí)，此時(shí)尸=（如+加2）〃,

F、、

a=一——,（vi—V2）不變，回路中的電流不變，金屬框和導(dǎo)體棒所受安

m\-\-rri2

培力不變，兩者以相同的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故金屬框的加速度

大小趨于恒定值，速度越來越大，其v—/圖像如圖所示，A錯(cuò)誤，B正

確；由于回路中的電流趨于恒定值，故導(dǎo)體棒所受安培力大小趨于恒定

值，C正確；導(dǎo)體棒與金屬框的加速度相同時(shí)，金屬框的速度較大，由

勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，導(dǎo)體棒到金屬框be邊的距離越來越大,D錯(cuò)誤.

H.［山東202L12］（多選）如圖所示，電阻不計(jì)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(chǎng)方向均垂直斜面向上，I區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)

3

間均勻增加，II區(qū)中為勻強(qiáng)磁場(chǎng).阻值恒定的金屬棒從無磁場(chǎng)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(dòng)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(shí)的速度大于上行過b時(shí)的速度

B.金屬棒下行過b時(shí)的加速度大于上行過b時(shí)的加速度

C.金屬棒不能回到無磁場(chǎng)區(qū)

D.金屬棒能回到無磁場(chǎng)區(qū)，但不能回到a