高考物理電磁感應(yīng)常用模型模擬題精練專(zhuān)題18磁場(chǎng)變化模型(原卷版+解析)

高考物理《電磁感應(yīng)》常用模型最新模擬題精練專(zhuān)題18磁場(chǎng)變化模型一．選擇題1．（2023年河北示范性高中調(diào)研）如圖甲所示，間距為L(zhǎng)＝1m的長(zhǎng)直平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平放置，其右端接有阻值為R＝1.5Ω的電阻，一阻值為r＝0.5Ω、質(zhì)量為m＝0.2kg、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置于距導(dǎo)軌右端d＝2m處，與兩導(dǎo)軌保持良好接觸。整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。在0~1.0s內(nèi)金屬棒ab保持靜止，1.0s后金屬棒在水平外力的作用下運(yùn)動(dòng)，使回路的電流為零。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度，滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。下列說(shuō)法正確的是（）A．動(dòng)摩擦因數(shù)需等于0.5 B．前2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量為2CC．1s后金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．第2s內(nèi)金屬棒的位移為1m2.（2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）如圖所示，一個(gè)匝數(shù)n=1000匝、邊長(zhǎng)l=20cm、電阻r=1Ω的正方形線圈，在線圈內(nèi)存在面積S=0.03m2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于線圈所在平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B=0.15t（T）。電阻R與電容器C并聯(lián)后接在線圈兩端，電阻R=2Ω，電容C=30μF。下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為4.5V B.若b端電勢(shì)為0，則a端電勢(shì)為3VC.電容器所帶電荷量為1.2×10-4C D.穩(wěn)定狀態(tài)下電阻的發(fā)熱功率為4.5W3.（2022新高考江蘇卷）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(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，、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(dòng)勢(shì)大小為（）

A. B. C. D.4.（2022高考河北）將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為，小圓面積均為，垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，和均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（）

A B. C. D.5．（2022·全國(guó)理綜甲卷·16）三個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)相等，如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框所在平面均與磁場(chǎng)方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為和。則（）A．B．C．D．6.（2022年1月浙江選考）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(chǎng)，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、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(shí)針?lè)较駼.圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為C.圓管的熱功率大小為D.輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小7.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為Rl、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MP、NQ相接，PQ之間接有電阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，MN與PQ相距為r?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好。已知導(dǎo)體棒下落時(shí)的速度大小為v。A．導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)B．導(dǎo)體棒ab從A下落時(shí)的加速度大小為g－C．若撤去導(dǎo)體棒ab，若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為＝k，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為D．若撤去導(dǎo)體棒ab，若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為＝k，則R2上的電功率為8.（2022年9月甘肅張掖一診）如圖，面積為的50匝線圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度以0.5T/s的變化率增強(qiáng)，定值電阻，線圈電阻，不計(jì)其它電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?B.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=75VC.通過(guò)的電流為I=5A D.ab兩端的電壓為U=4V9.（2023陜西師大附中期初檢測(cè)）如圖所示，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），則在時(shí)間內(nèi)（）A.電容器a板帶負(fù)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D.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為10.（2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為的正方形金屬框的一個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)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(chǎng)。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為；在到時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系為。求：（1）時(shí)金屬框所受安培力的大??；（2）在到時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。11.(2022廣東湛江模擬)如圖甲所示為無(wú)線充電技術(shù)中使用的通電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S，電阻為R。勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線穿過(guò)線圈，設(shè)向右為正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。則在0到t1時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈a端的電勢(shì)比線圈b端的電勢(shì)高B.通過(guò)線圈的磁通量的變化量為C.線圈ab兩端的電勢(shì)差Uab恒為D.若用導(dǎo)線將線圈a、b兩端連接起來(lái)，則通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為12.(2022重慶涪陵高中沖刺)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R，金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是（）A.ab中的感應(yīng)電流方向由b到a B.ab中的感應(yīng)電流保持不變C.ab所受的安培力保持不變 D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小13.（2022河北石家莊二中模擬）如圖所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R，C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域C1中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B1=b＋kt（k>0）變化，C2中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿AB穿過(guò)區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止。則（）A.通過(guò)金屬桿的電流大小為 B.通過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺腁到BC.定值電阻的阻值R= D.整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率P=14．如圖所示，總電阻為R的金屬絲圍成的單匝閉合直角三角形PQM線圈，P30,PQL,M邊水平圓形虛線與三角形PQM相切于、D兩點(diǎn)該區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化關(guān)系為B0tk,00，則t0時(shí)，PQ邊所受的安培力（ ）A．方向向右，大小為B．方向向左，大小為C．方向向右，大小為D．方向向左，大小為15、（雙選）將四根完全相同的表面涂有絕緣層的金屬絲首尾連接，扭成如圖所示四種形狀的閉合線圈，圖中大圓半徑均為小圓半徑的兩倍，將線圈先后完全置于同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面均與磁場(chǎng)方向垂直．若磁感應(yīng)強(qiáng)度從B增大到2B，則線圈中通過(guò)的電荷量最少的是()16.(2020·杭州高三檢測(cè))水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab處于粗糙的框架上且與框架接觸良好，從某時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，金屬棒ab始終保持靜止，則()A．a(chǎn)b中電流增大，ab棒所受摩擦力也增大B．a(chǎn)b中電流不變，ab棒所受摩擦力也不變C．a(chǎn)b中電流不變，ab棒所受摩擦力增大D．a(chǎn)b中電流增大，ab棒所受摩擦力不變17.(2020·嘉興質(zhì)檢)如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場(chǎng)的變化情況可能是圖中的()18、（2020·安徽省皖江名校高三下學(xué)期第五次聯(lián)考）如圖所示，半徑為r、電阻為R的單匝圓形線框靜止于絕緣水平面上，以圓形線框的一條直徑為界，其左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以垂直紙面向里的磁場(chǎng)為正，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律分別如圖乙所示。則0~t0時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)刻線框中磁通量為零B.線框中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駽.線框中的感應(yīng)電流大小為D.線框受到地面向右的摩擦力為19.（2020高考模擬示范卷1）如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)放在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)面與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，保持圓環(huán)不動(dòng)，將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大經(jīng)過(guò)時(shí)間t，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到B1，此時(shí)圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為Q；保持磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變，將圓環(huán)繞對(duì)稱(chēng)軸(圖中虛線)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間2t圓環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)90°，圓環(huán)中電流大小按正弦規(guī)律變化，圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱也為Q，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和B1的比值為（）A.B.C.D.20.如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQ之間有阻值為R的電阻，PQMN所圍的面積為S，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的磁場(chǎng)，規(guī)定磁場(chǎng)方向豎直向上為正，在0～2t0時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是A．在0～t0和t0～2t0內(nèi)，導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌的摩擦力方向相同B．在t0～2t0內(nèi)，通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镻到QC．在0～t0內(nèi)，通過(guò)電阻R的電流大小為eq\f(2B0S,Rt0)D．在t0～2t0內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量為eq\f(B0S,R)21.用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑。如圖7所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓環(huán)所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率eq\f(ΔB,Δt)＝k(k＜0)。則()圖7A.圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)C.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(krS,2ρ)))D.圖中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(kπr2,4)))22.如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的半封閉平行金屬導(dǎo)軌框架MNPQ，寬NP為L(zhǎng)．磁場(chǎng)與其平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律如右圖所示。導(dǎo)體棒ab的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。從t=0開(kāi)始，在外力作用下導(dǎo)體從導(dǎo)軌的最左端以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，則t0時(shí)刻回路中的感應(yīng)電流大小為（）A.0 B.QUOTE??0?????? C.QUOTE2??0?????? D.QUOTE4??0??????23一匝由粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線繞成的矩形導(dǎo)線框abcd固定不動(dòng)，其中矩形區(qū)域efcd存在磁場(chǎng)(未畫(huà)出)，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t均勻變化，且eq\f(ΔB,Δt)＝k(k>0)，已知ab＝fc＝4L，bc＝5L，已知L長(zhǎng)度的電阻為r，則導(dǎo)線框abcd中的電流為()圖2A.eq\f(8kL2,9r) B.eq\f(25kL2,18r) C.eq\f(4kL2,9r) D.eq\f(25kL2,9r)24如圖甲所示，固定閉合線圈abcd處于方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)中，磁感線分布均勻，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A.t＝1s時(shí)，ab邊受到的安培力方向向左B.t＝2s時(shí)，ab邊受到的安培力為0C.t＝2s時(shí)，ab邊受到的安培力最大D.t＝4s時(shí)，ab邊受到的安培力最大25.(多選)在如圖10甲所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。邊長(zhǎng)為l，電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則()A.線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eq\f(B0,l2T)B.線框中感應(yīng)電流為2eq\r(\f(P,R))C.線框cd邊的發(fā)熱功率為eq\f(P,2)D.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)26如圖所示，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值之比為1∶2∶3，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為I；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為()A．0 B．4IC．6I D．7I27.（2023湖北四市七校聯(lián)盟期中聯(lián)考）如圖，水平面上有足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌上垂直放置一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=1Ω、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終良好接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，垂直于導(dǎo)軌平面有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=1T。在導(dǎo)軌左端通過(guò)導(dǎo)線連接一水平放置的面積S=0.5m2、總電阻r=1.5Ω、匝數(shù)N=100的圓形線圈，線圈內(nèi)有一面積S0=0.25m2的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)沿線圈軸線方向向上且大小隨時(shí)間變化規(guī)律為B2=0.2t，g=10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，兩磁場(chǎng)互不影響，則下列說(shuō)法正確的是（??）A.線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=10VB.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間導(dǎo)體棒受到的安培力為2NC.閉合開(kāi)關(guān)S后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm=5m/sD.若導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始滑過(guò)距離x=1.5m獲得最大速度vm，在此過(guò)程中，流過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量q為0.65C二。計(jì)算題1．（2023河北邢臺(tái)期末）如圖所示，一個(gè)有三條邊的正方形水平固定導(dǎo)線框PQN??和半徑為a的半圓環(huán)構(gòu)成一個(gè)閉合回路，已知半圓環(huán)中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B=B0+kt(k>0)變化，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，導(dǎo)線框和半圓環(huán)單位長(zhǎng)度的電阻均為r，求：(1)QN兩點(diǎn)電勢(shì)差的大小；(2)整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率。2.（2022·全國(guó)理綜乙卷·24）如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為的正方形金屬框的一個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)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(chǎng)。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為；在到時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系為。求:（1）時(shí)金屬框所受安培力的大小；（2）在到時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。3．（12分）（2022重慶高考）某同學(xué)以金屬戒指為研究對(duì)象，探究金屬物品在變化磁場(chǎng)中的熱效應(yīng)。如圖所示，戒指可視為周長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S、電阻率為的單匝圓形線圈，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在時(shí)間內(nèi)從0均勻增加到，求（1）戒指中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流；（2）戒指中電流的熱功率。4．(2020·天津等級(jí)考)如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化。正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場(chǎng)中，金屬框平面與磁場(chǎng)方向垂直，電阻R＝0.1Ω，邊長(zhǎng)l＝0.2m。求：(1)在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；(2)t＝0.05s時(shí)，金屬框ab邊受到的安培力F的大小和方向；(3)在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中電流的電功率P。5．(2020·浙江7月選考)如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以O(shè)為原點(diǎn)、水平向右為正方向建立x軸，在0≤x≤1.0m區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。桌面上有一邊長(zhǎng)L＝0.5m、電阻R＝0.25Ω的正方形線框abcd，當(dāng)平行于磁場(chǎng)邊界的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，在沿x方向的外力F作用下以v＝1.0m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，直到ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去外力。若以cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在0≤t≤1.0s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示，在0≤t≤1.3s內(nèi)線框始終做勻速運(yùn)動(dòng)。(1)求外力F的大小；(2)在1.0s≤t≤1.3s內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時(shí)間t的關(guān)系；(3)求在0≤t≤1.3s內(nèi)流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q。6．(2020·北京朝陽(yáng)區(qū)六校聯(lián)考)電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動(dòng)勢(shì)E來(lái)表明電源的這種特性。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”，在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(1)如圖1所示，固定于水平面上的U形金屬框架處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬框兩平行導(dǎo)軌間距離為l。金屬棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒始終垂直于兩平行導(dǎo)軌并接觸良好。已知電子的電荷量為e。請(qǐng)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義，推導(dǎo)金屬棒MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1；(2)英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，如圖2所示，感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是一系列同心圓，單個(gè)圓上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，我們把這樣的電場(chǎng)稱(chēng)為渦旋電場(chǎng)。在渦旋電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功與路徑有關(guān)，正因?yàn)槿绱耍且环N非靜電力。如圖3所示在某均勻變化的磁場(chǎng)中，將一個(gè)半徑為x的金屬圓環(huán)置于半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，使金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)邊界是相同圓心的同心圓，從圓環(huán)的兩端點(diǎn)a、b引出兩根導(dǎo)線，與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計(jì)的電流表串接起來(lái)，金屬圓環(huán)的電阻為eq\f(R,2)，圓環(huán)兩端點(diǎn)a、b間的距離可忽略不計(jì)，除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場(chǎng)外。已知電子的電荷量為e，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B＝B0＋kt(k>0且為常量)。①若x＜r，求金屬圓環(huán)上a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab；②若x與r大小關(guān)系未知，推導(dǎo)金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場(chǎng)力F2與x的函數(shù)關(guān)系式，并在圖4中定性畫(huà)出F2-x圖像。7.（2022山東泰安三模）如圖所示，斜面頂部線圈的橫截面積S=0.03m2，匝數(shù)N=100匝，內(nèi)有水平向左均勻增加的磁場(chǎng)B1，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化=k（未知）。線圈與間距為L(zhǎng)=0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌固定在傾角=37°的絕緣斜面上。圖示虛線cd下方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。質(zhì)量m=0.05kg的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，其有效電阻R=2，從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域由靜止釋放，導(dǎo)體棒沿斜面下滑x=3m后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)B2中并繼續(xù)勻速下滑。在運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，線圈和導(dǎo)軌電阻均不計(jì)。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E2；（2）螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率k；（3）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)B2前，導(dǎo)體棒內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。8.(11分)（2021廣東惠州第三次調(diào)研）如圖甲所示，用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成的一只單匝正方形金屬框，現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知金屬框的質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)L，金屬框的總電阻為R，金屬框的上半部分處在方向垂直框面向里的有界磁場(chǎng)中（磁場(chǎng)均勻分布），下半部分在磁場(chǎng)外，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，絲線能承受的最大拉力為F，從t＝0時(shí)刻起，測(cè)得經(jīng)過(guò)t0=5s，絲線剛好被拉斷，金屬框由靜止開(kāi)始下落。金屬框在下落過(guò)程中上邊框離開(kāi)磁場(chǎng)前已開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，金屬框始終在豎直平面內(nèi)且未旋轉(zhuǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）0-5S內(nèi)，金屬框產(chǎn)生感應(yīng)電流方向以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大??；（2）金屬框的上邊框離開(kāi)磁場(chǎng)前做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度的大??；9.（14分）（2021年天津?yàn)I海新區(qū)期末）如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為d=1m。M、N之間接有一個(gè)阻值為R=2Ω的電阻，一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒CD跨接在導(dǎo)軌之上，其電阻為r=1Ω，且和導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，其余電阻不計(jì)。整個(gè)裝置放在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域足夠大。求：（1）若開(kāi)始時(shí)將金屬棒CD固定在與金屬導(dǎo)軌左端MN距離1m處，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如右圖所示，0~1s內(nèi)電阻中的電流大小是多少？電阻中的電流方向?yàn)?？?）若1s后釋放金屬棒CD，并對(duì)其施加水平向右的恒力F=8N，則金屬棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到的穩(wěn)定速度v的大小是多少？（3）在（2）中金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度后若撤去恒力F，則在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為多少？10．(2020·寧波九校聯(lián)考)如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，匝數(shù)n＝100匝，面積S＝0.04m2，總電阻r＝1.0Ω，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖乙，線圈的左端接一電阻R＝9.0Ω的小燈泡，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e＝nBmSeq\f(2π,T)coseq\f(2π,T)t，其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1)流經(jīng)燈泡的電流的最大值Im.(2)小燈泡消耗的電功率P.(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的eq\f(T,4)～eq\f(T,2)時(shí)間段，通過(guò)小燈泡的電荷量q.11．(2020·溫州期末聯(lián)考)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF.在一段時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化．(1)求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．(2)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻R1的電功率．(3)S斷開(kāi)后，求流經(jīng)R2的電荷量．12.（2022河南洛陽(yáng)一模）如圖甲所示，匝數(shù)為100的線圈，總阻值為1Ω（為表示線圈的繞向，圖中只畫(huà)了2匝），A、B兩端間接有一個(gè)4Ω的電阻R。線圈內(nèi)有垂直指向紙內(nèi)方向的磁場(chǎng)。線圈中的磁通量按如圖乙所示的規(guī)律變化，求：（1）線圈中感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針，A，B兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢(shì)高；（2）R兩端的電壓是多大。高考物理《電磁感應(yīng)》常用模型最新模擬題精練專(zhuān)題18磁場(chǎng)變化模型一．選擇題1．（2023年河北示范性高中調(diào)研）如圖甲所示，間距為L(zhǎng)＝1m的長(zhǎng)直平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平放置，其右端接有阻值為R＝1.5Ω的電阻，一阻值為r＝0.5Ω、質(zhì)量為m＝0.2kg、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置于距導(dǎo)軌右端d＝2m處，與兩導(dǎo)軌保持良好接觸。整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。在0~1.0s內(nèi)金屬棒ab保持靜止，1.0s后金屬棒在水平外力的作用下運(yùn)動(dòng)，使回路的電流為零。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度，滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。下列說(shuō)法正確的是（）A．動(dòng)摩擦因數(shù)需等于0.5 B．前2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量為2CC．1s后金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．第2s內(nèi)金屬棒的位移為1m【參考答案】．D【名師解析】：在0~1.0s內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得電動(dòng)勢(shì)為由閉合電路的歐姆定律得電流的大小為由金屬棒靜止可知最大靜摩擦力大于等于安培力解得，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。0~1s內(nèi)電流恒定為1A，1~2s內(nèi)電流為零，故前兩秒內(nèi)通過(guò)的電荷量q＝It＝1C。B選項(xiàng)錯(cuò)誤。由法拉第電磁感應(yīng)定律知，1s后回路磁通量不變。t＝1s時(shí)，t時(shí)刻（）導(dǎo)體棒的位移設(shè)為x，由圖像知t時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝tt時(shí)刻（）回路磁通量解得，金屬棒不是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。C選項(xiàng)錯(cuò)誤。t＝2s時(shí)，金屬棒第2s內(nèi)的位移為x＝1m。D選項(xiàng)正確。2.（2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）如圖所示，一個(gè)匝數(shù)n=1000匝、邊長(zhǎng)l=20cm、電阻r=1Ω的正方形線圈，在線圈內(nèi)存在面積S=0.03m2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于線圈所在平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B=0.15t（T）。電阻R與電容器C并聯(lián)后接在線圈兩端，電阻R=2Ω，電容C=30μF。下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為4.5V B.若b端電勢(shì)為0，則a端電勢(shì)為3VC.電容器所帶電荷量為1.2×10-4C D.穩(wěn)定狀態(tài)下電阻的發(fā)熱功率為4.5W【參考答案】AD【名師解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A正確；電流電容器兩端電勢(shì)差由楞次定律可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，即a端電勢(shì)低、b端電勢(shì)高，由于b端接地，故有，，B錯(cuò)誤；電容器帶電荷量，C錯(cuò)誤；電阻的發(fā)熱功率，D正確。3.（2022新高考江蘇卷）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(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，、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(dòng)勢(shì)大小為（）

A. B. C. D.【參考答案】A【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，可知磁場(chǎng)的變化率為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，選項(xiàng)A正確。4.（2022高考河北）將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為，小圓面積均為，垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，和均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（）

A B. C. D.【參考答案】D【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！久麕熃馕觥坑纱鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小B=B0+kt，可知磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率=k，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每個(gè)小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，所以線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=E1+5E2=S1+5S2=，選項(xiàng)D正確。5．（2022·全國(guó)理綜甲卷·16）三個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)相等，如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框所在平面均與磁場(chǎng)方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為和。則（）A．B．C．D．【參考答案】C【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為k，設(shè)圓半徑為r，單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的電阻為R0，則正方形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=4r2k，正方形線框電阻R1=8rR0，感應(yīng)電流I1=E1/R1=kr/2R0；圓形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=πr2k，圓形線框電阻R2=2πrR0，感應(yīng)電流I2=E2/R2=kr/2R0；正六邊形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E3=r2k，正六邊形線框電阻R3=6rR0，感應(yīng)電流I3=E3/R3=；所以I1=I2＞I3，選項(xiàng)C正確。6.（2022年1月浙江選考）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(chǎng)，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、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(shí)針?lè)较駼.圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為C.圓管的熱功率大小為D.輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小【參考答案】C【名師解析】穿過(guò)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(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圓管的電阻，圓管的熱功率大小為，，選項(xiàng)C正確；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(duì)圓管的拉力的合力始終等于圓管的重力，不隨時(shí)間變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為Rl、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MP、NQ相接，PQ之間接有電阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，MN與PQ相距為r。現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好。已知導(dǎo)體棒下落時(shí)的速度大小為v。A．導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)B．導(dǎo)體棒ab從A下落時(shí)的加速度大小為g－C．若撤去導(dǎo)體棒ab，若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為＝k，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為D．若撤去導(dǎo)體棒ab，若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為＝k，則R2上的電功率為【參考答案】BCD

【名師解析】導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由幾何關(guān)系知：ab棒下落r/2時(shí)在磁場(chǎng)區(qū)域中的長(zhǎng)度L=r，加速度a=g–F安/m，F(xiàn)安=BIL，I=E/R總，，EBLv，R總=4R，聯(lián)立解得：a=g-，選項(xiàng)B正確。若撤去導(dǎo)體棒ab，若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為△B/△t=k，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=△Φ/△t=S△B/△t=kS，S=πr2，回路中的電流為I2==E/16R，R2消耗的電功率P2=I22R2，

聯(lián)立得，P2=，所以選項(xiàng)CD正確。8.（2022年9月甘肅張掖一診）如圖，面積為的50匝線圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度以0.5T/s的變化率增強(qiáng)，定值電阻，線圈電阻，不計(jì)其它電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?B.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=75VC.通過(guò)的電流為I=5A D.ab兩端的電壓為U=4V【參考答案】D【名師解析】根據(jù)楞次定律可以判斷線圈感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律知，故B錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律知。故C錯(cuò)誤；ab兩端的電壓等于R1的電壓，為，故D正確。9.（2023陜西師大附中期初檢測(cè)）如圖所示，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），則在時(shí)間內(nèi)（）A.電容器a板帶負(fù)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D.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為【參考答案】AD【名師解析】依據(jù)楞次定律，結(jié)合規(guī)定斜向下為正方向，則在t0時(shí)間前，線圈的感應(yīng)電流方向逆時(shí)針?lè)较?，?dāng)t0時(shí)間后，線圈的感應(yīng)電流方向仍為逆時(shí)針?lè)较?，依?jù)電源內(nèi)部電流方向由負(fù)極到正極，因此電容器a板帶負(fù)電，故A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，故C錯(cuò)誤，D正確；由上可知，在時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，根據(jù)Q=CU可知電容器所帶的電荷量不為零，故B錯(cuò)誤。10.（2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為的正方形金屬框的一個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)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(chǎng)。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為；在到時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系為。求：（1）時(shí)金屬框所受安培力的大??；（2）在到時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）【名師解析】（1）金屬框的總電阻為金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為金屬框中的電流為磁感應(yīng)強(qiáng)度為金屬框處于磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為所以金屬框所受安培力大小為（2）金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為11.(2022廣東湛江模擬)如圖甲所示為無(wú)線充電技術(shù)中使用的通電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S，電阻為R。勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線穿過(guò)線圈，設(shè)向右為正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。則在0到t1時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈a端的電勢(shì)比線圈b端的電勢(shì)高B.通過(guò)線圈的磁通量的變化量為C.線圈ab兩端的電勢(shì)差Uab恒為D.若用導(dǎo)線將線圈a、b兩端連接起來(lái)，則通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為【參考答案】AD【名師解析】．線圈中原磁場(chǎng)先向左減弱后向后增強(qiáng)，由楞次定律可知，感應(yīng)磁場(chǎng)方向一直向左，根據(jù)線圈環(huán)繞方向知a端電勢(shì)比b端電勢(shì)高，故A正確；在0到時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線圈的磁通量的變化量為,故B錯(cuò)誤；．由法拉第電磁感應(yīng)定律,故C錯(cuò)誤；．若用導(dǎo)線將線圈a、b兩端連接起來(lái)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量,故D正確。12.(2022重慶涪陵高中沖刺)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R，金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是（）A.ab中的感應(yīng)電流方向由b到a B.ab中的感應(yīng)電流保持不變C.ab所受的安培力保持不變 D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小【參考答案】BD【名師解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，磁通量減小，根據(jù)楞次定律和安培定則得，ab中的感應(yīng)電流方向由a到b，故A錯(cuò)誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，則ab中的感應(yīng)電流不變，故B正確；根據(jù)安培力公式知，電流不變，B均勻減小，則安培力減小，故C錯(cuò)誤；安培力和靜摩擦力為一對(duì)平衡力，安培力減小，則靜摩擦力減小，故D正確。故選BD。13.（2022河北石家莊二中模擬）如圖所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R，C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域C1中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B1=b＋kt（k>0）變化，C2中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿AB穿過(guò)區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止。則（）A.通過(guò)金屬桿的電流大小為 B.通過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺腁到BC.定值電阻的阻值R= D.整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率P=【參考答案】D【名師解析】AB桿平衡，解得，故A錯(cuò)誤；安培力向上，根據(jù)左手定則可知，AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)閺腂到A，故B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，解得，故C錯(cuò)誤；整個(gè)電路產(chǎn)生的熱功率，故D正確。14．如圖所示，總電阻為R的金屬絲圍成的單匝閉合直角三角形PQM線圈，P30,PQL,M邊水平圓形虛線與三角形PQM相切于、D兩點(diǎn)該區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化關(guān)系為B0tk,00，則t0時(shí)，PQ邊所受的安培力（ ）A．方向向右，大小為B．方向向左，大小為C．方向向右，大小為D．方向向左，大小為【參考答案】A【名師解析】由楞次定律可知，中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，邊的電流方向由到，由左手定則可知，所受的安培力方向向右；圓形磁場(chǎng)的半徑為，則線圈中的感應(yīng)電流大小為，則邊所受安培力，故A正確，BCD錯(cuò)誤.15、（雙選）將四根完全相同的表面涂有絕緣層的金屬絲首尾連接，扭成如圖所示四種形狀的閉合線圈，圖中大圓半徑均為小圓半徑的兩倍，將線圈先后完全置于同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面均與磁場(chǎng)方向垂直．若磁感應(yīng)強(qiáng)度從B增大到2B，則線圈中通過(guò)的電荷量最少的是()【參考答案】BC．【名師解析】由楞次定律可判斷出，A和D中大圓和小圓中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，回路中感應(yīng)電流大，磁感應(yīng)強(qiáng)度從B增大到2B，則線圈中通過(guò)的電荷量多；而在B和C中大圓和小圓中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向反，回路中感應(yīng)電流小，磁感應(yīng)強(qiáng)度從B增大到2B，則線圈中通過(guò)的電荷量少，選項(xiàng)BC正確。16.(2020·杭州高三檢測(cè))水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab處于粗糙的框架上且與框架接觸良好，從某時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，金屬棒ab始終保持靜止，則()A．a(chǎn)b中電流增大，ab棒所受摩擦力也增大B．a(chǎn)b中電流不變，ab棒所受摩擦力也不變C．a(chǎn)b中電流不變，ab棒所受摩擦力增大D．a(chǎn)b中電流增大，ab棒所受摩擦力不變【參考答案】C【名師解析】.磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)恒定，故回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都是恒定的；又棒ab所受的摩擦力等于安培力，即Ff＝F安＝BIL，故當(dāng)B增加時(shí)，摩擦力增大，選項(xiàng)C正確．17.(2020·嘉興質(zhì)檢)如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場(chǎng)的變化情況可能是圖中的()【參考答案】D【名師解析】.由題意可知，安培力的方向向右，根據(jù)左手定則可知感應(yīng)電流的方向由B到A，再由右手定則可知，當(dāng)垂直向外的磁場(chǎng)在增加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生由B到A的感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，則安培力的表達(dá)式F＝BIL＝Beq\f(\f(ΔB,Δt)S,R)L，因安培力的大小不變，則Beq\f(ΔB,Δt)是定值，因磁場(chǎng)B增大，則eq\f(ΔB,Δt)減小，故D選項(xiàng)正確，A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．18、（2020·安徽省皖江名校高三下學(xué)期第五次聯(lián)考）如圖所示，半徑為r、電阻為R的單匝圓形線框靜止于絕緣水平面上，以圓形線框的一條直徑為界，其左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以垂直紙面向里的磁場(chǎng)為正，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律分別如圖乙所示。則0~t0時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)刻線框中磁通量為零B.線框中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駽.線框中的感應(yīng)電流大小為D.線框受到地面向右的摩擦力為【參考答案】ACD【名師解析】時(shí)刻，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，線框中的磁通量為零，A正確。根據(jù)楞次定律可知，左側(cè)的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流是逆時(shí)針，而右側(cè)的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流也是逆時(shí)針，則整個(gè)導(dǎo)線框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，B錯(cuò)誤。由法拉第電磁感應(yīng)定律，因磁場(chǎng)的變化，導(dǎo)致導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，結(jié)合題意可知整個(gè)導(dǎo)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為左、右兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)之和，即。由閉合電路歐姆定律，得感應(yīng)電流大小，故C正確。由左手定則可知，左、右兩側(cè)的導(dǎo)線框均受到向左的安培力，則所受地面的摩擦力方向向右、大小與線框所受的安培力大小相等，即，故D正確。19.（2020高考模擬示范卷1）如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)放在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)面與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，保持圓環(huán)不動(dòng)，將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大經(jīng)過(guò)時(shí)間t，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到B1，此時(shí)圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為Q；保持磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變，將圓環(huán)繞對(duì)稱(chēng)軸(圖中虛線)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間2t圓環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)90°，圓環(huán)中電流大小按正弦規(guī)律變化，圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱也為Q，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和B1的比值為（）A.B.C.D.【參考答案】A【名師解析】當(dāng)線圈不動(dòng)時(shí)，根據(jù)求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)求解熱量；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)E=BωS求解最大值，然后根據(jù)交流電的有效值求解產(chǎn)生的熱量，聯(lián)立后即可求解.。若保持圓環(huán)不動(dòng)，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定為，則①；若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)：則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值：,有效值，產(chǎn)生的熱量②，聯(lián)立①②可得：，故選A.20.如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQ之間有阻值為R的電阻，PQMN所圍的面積為S，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的磁場(chǎng)，規(guī)定磁場(chǎng)方向豎直向上為正，在0～2t0時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是A．在0～t0和t0～2t0內(nèi)，導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌的摩擦力方向相同B．在t0～2t0內(nèi)，通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镻到QC．在0～t0內(nèi)，通過(guò)電阻R的電流大小為eq\f(2B0S,Rt0)D．在t0～2t0內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量為eq\f(B0S,R)【參考答案】B【名師解析】由圖(乙)所示圖象可知，0～t0內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過(guò)回路的磁通量減少，由楞次定律可知，為阻礙磁通量的減少，導(dǎo)體棒具有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，導(dǎo)體棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0內(nèi)，穿過(guò)回路的磁通量增加，為阻礙磁通量的增加，導(dǎo)體棒有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力，在兩時(shí)間段內(nèi)摩擦力方向相反，故A錯(cuò)誤；在t0～2t0內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，穿過(guò)閉合回路的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍ㄟ^(guò)電阻R的電流方向?yàn)镻到Q，故B正確；應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律可得，在0～t0內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)＝eq\f(B0S,t0)，感應(yīng)電流為I1＝eq\f(E1,R)＝eq\f(B0S,Rt0)，故C錯(cuò)誤；由圖(乙)所示圖象，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律可得，在t0～2t0內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔBS,Δt)＝eq\f(2B0S,t0)，感應(yīng)電流為I2＝eq\f(E2,R)＝eq\f(2B0S,Rt0)；在t0～2t0時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量為q＝I2t0＝eq\f(2B0S,R)，故D錯(cuò)誤。21.用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑。如圖7所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓環(huán)所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率eq\f(ΔB,Δt)＝k(k＜0)。則()圖7A.圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)C.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(krS,2ρ)))D.圖中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(kπr2,4)))【參考答案】BD【名師解析】磁通量均勻減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圓環(huán)在磁場(chǎng)中的部分，受到向外的安培力，所以有擴(kuò)張的趨勢(shì)，選項(xiàng)B正確；圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(kπr2,2)))，則圓環(huán)中的電流大小為I＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(kSr,4ρ)))，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab＝eq\f(E,2)＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(kπr2,4)))，選項(xiàng)D正確。22.如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的半封閉平行金屬導(dǎo)軌框架MNPQ，寬NP為L(zhǎng)．磁場(chǎng)與其平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律如右圖所示。導(dǎo)體棒ab的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。從t=0開(kāi)始，在外力作用下導(dǎo)體從導(dǎo)軌的最左端以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，則t0時(shí)刻回路中的感應(yīng)電流大小為（）A.0 B.QUOTE??0?????? C.QUOTE2??0?????? D.QUOTE4??0??????【參考答案】C

【名師解析】t0時(shí)刻ab切割磁感線產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為E1=B0Lv，ab中電流的方向由b到a；

此時(shí)回路中的感生電動(dòng)勢(shì)為E2==Lv△t=B0Lv，ab中電流的方向也是b到a。

可知回路中的感應(yīng)電流大小為I==。

故C正確、ABD錯(cuò)誤。

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】求出t0時(shí)刻ab切割磁感線產(chǎn)生的動(dòng)生、感生電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電流強(qiáng)度。

對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及電路問(wèn)題的分析方法是：確定哪部分相對(duì)于電源，根據(jù)電路連接情況畫(huà)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(jì)算公式列方程求解。23一匝由粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線繞成的矩形導(dǎo)線框abcd固定不動(dòng)，其中矩形區(qū)域efcd存在磁場(chǎng)(未畫(huà)出)，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t均勻變化，且eq\f(ΔB,Δt)＝k(k>0)，已知ab＝fc＝4L，bc＝5L，已知L長(zhǎng)度的電阻為r，則導(dǎo)線框abcd中的電流為()圖2A.eq\f(8kL2,9r) B.eq\f(25kL2,18r) C.eq\f(4kL2,9r) D.eq\f(25kL2,9r)【參考答案】A【名師解析】電路中的總電阻為R＝18r，電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝16kL2，導(dǎo)線框abcd中的電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(8kL2,9r)，選項(xiàng)A正確。24如圖甲所示，固定閉合線圈abcd處于方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)中，磁感線分布均勻，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A.t＝1s時(shí)，ab邊受到的安培力方向向左B.t＝2s時(shí)，ab邊受到的安培力為0C.t＝2s時(shí)，ab邊受到的安培力最大D.t＝4s時(shí)，ab邊受到的安培力最大【參考答案】B【名師解析】由題圖知，0～2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小逐漸增大，根據(jù)楞次定律知線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，根?jù)左手定則判斷知ab邊受到的安培力方向向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t＝2s時(shí)，eq\f(ΔB,Δt)＝0，感應(yīng)電流I＝0，安培力F＝0，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；t＝4s時(shí)，B＝0，安培力F＝0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。25.(多選)在如圖10甲所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。邊長(zhǎng)為l，電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則()A.線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eq\f(B0,l2T)B.線框中感應(yīng)電流為2eq\r(\f(P,R))C.線框cd邊的發(fā)熱功率為eq\f(P,2)D.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)【參考答案】BD【名師解析】由題圖乙可知，在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，線框中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電流，設(shè)感應(yīng)電流為I，則對(duì)ab邊有，P＝I2·eq\f(1,4)R，得I＝2eq\r(\f(P,R))，選項(xiàng)B正確；由閉合電路歐姆定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝IR＝2eq\r(PR)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(1,2)l2，由題圖乙知，eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(2B0,T)，聯(lián)立解得E＝eq\f(B0l2,T)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框的四邊電阻相等，電流相等，則發(fā)熱功率相等，都為P，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由楞次定律判斷可知，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，則b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)，故選項(xiàng)D正確。26如圖所示，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值之比為1∶2∶3，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為I；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感應(yīng)電流為()A．0 B．4IC．6I D．7I【參考答案】D【名師解析】因?yàn)镽1∶R2∶R3＝1∶2∶3，可以設(shè)R1＝R，R2＝2R，R3＝3R；由電路圖可知，當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，電阻R1與R2組成閉合回路，設(shè)此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是E1，由歐姆定律可得E1＝3IR。當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，電阻R2與R3組成閉合回路，設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2，由歐姆定律可得E2＝5I×5R＝25IR。當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電阻R1與R3組成閉合回路，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝E1＋E2＝28IR，則此時(shí)的電流I′＝eq\f(E,4R)＝eq\f(28IR,4R)＝7I，故選項(xiàng)D正確。27.（2023湖北四市七校聯(lián)盟期中聯(lián)考）如圖，水平面上有足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌上垂直放置一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=1Ω、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終良好接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，垂直于導(dǎo)軌平面有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=1T。在導(dǎo)軌左端通過(guò)導(dǎo)線連接一水平放置的面積S=0.5m2、總電阻r=1.5Ω、匝數(shù)N=100的圓形線圈，線圈內(nèi)有一面積S0=0.25m2的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)沿線圈軸線方向向上且大小隨時(shí)間變化規(guī)律為B2=0.2t，g=10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，兩磁場(chǎng)互不影響，則下列說(shuō)法正確的是（??）A.線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=10VB.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間導(dǎo)體棒受到的安培力為2NC.閉合開(kāi)關(guān)S后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm=5m/sD.若導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始滑過(guò)距離x=1.5m獲得最大速度vm，在此過(guò)程中，流過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量q為0.65C【參考答案】BD【名師解析】．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得故A錯(cuò)誤；B．閉合開(kāi)關(guān)S瞬間回路中電流導(dǎo)體棒受到的安培力為故B正確；C．導(dǎo)體棒受力平衡時(shí)，速度最大，則有解得故C錯(cuò)誤；D．對(duì)導(dǎo)體棒有變形得累加得解得對(duì)導(dǎo)體棒有即累加得解得故D正確。二。計(jì)算題1．（2023河北邢臺(tái)期末）如圖所示，一個(gè)有三條邊的正方形水平固定導(dǎo)線框PQN??和半徑為a的半圓環(huán)構(gòu)成一個(gè)閉合回路，已知半圓環(huán)中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B=B0+kt(k>0)變化，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，導(dǎo)線框和半圓環(huán)單位長(zhǎng)度的電阻均為r，求：(1)QN兩點(diǎn)電勢(shì)差的大??；(2)整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率?！緟⒖即鸢浮?1)；(2)【名師解析】(1)分析可知閉合電路的總電阻（2分）由法拉第電磁感應(yīng)定律得（2分）間的電勢(shì)差大小為（2分）(2)根據(jù)功率公式（2分）2.（2022·全國(guó)理綜乙卷·24）如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為的正方形金屬框的一個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)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(chǎng)。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為；在到時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系為。求:（1）時(shí)金屬框所受安培力的大??；（2）在到時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。【參考答案】（1）；（2）0.016J【名師解析】（1）金屬框的總電阻為金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為金屬框中的電流為t=2.0s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度金屬框處于磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為

此時(shí)金屬框所受安培力大小為（2）內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為3．（12分）（2022重慶高考）某同學(xué)以金屬戒指為研究對(duì)象，探究金屬物品在變化磁場(chǎng)中的熱效應(yīng)。如圖所示，戒指可視為周長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S、電阻率為的單匝圓形線圈，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在時(shí)間內(nèi)從0均勻增加到，求（1）戒指中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流；（2）戒指中電流的熱功率。【參考答案】（1），；（2）【名師解析】（1）設(shè)戒指的半徑為r，戒指的周長(zhǎng)L=2πr磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在時(shí)間內(nèi)從0均勻增加到，戒指中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=即E=由電阻定律，戒指的電阻R=ρL/S由閉合電路歐姆定律，戒指中的感應(yīng)電流I=E/R=；(2)戒指中電流的熱功率為P=I2R=4．(2020·天津等級(jí)考)如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化。正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場(chǎng)中，金屬框平面與磁場(chǎng)方向垂直，電阻R＝0.1Ω，邊長(zhǎng)l＝0.2m。求：(1)在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；(2)t＝0.05s時(shí)，金屬框ab邊受到的安培力F的大小和方向；(3)在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中電流的電功率P。【名師解析】：(1)在t＝0到t＝0.1s的時(shí)間Δt內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量ΔB＝0.2T，設(shè)穿過(guò)金屬框的磁通量變化量為ΔΦ，有ΔΦ＝ΔBl2 ①由于磁場(chǎng)均勻變化，金屬框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是恒定的，有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)②聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)，解得E＝0.08V。 ③(2)設(shè)金屬框中的電流為I，由閉合電路歐姆定律，有I＝eq\f(E,R) ④由題圖可知，t＝0.05s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝0.1T，金屬框ab邊受到的安培力F＝IlB1 ⑤聯(lián)立①②④⑤式，代入數(shù)據(jù)，解得F＝0.016N ⑥方向垂直于ab向左。 ⑦(3)在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中電流的電功率P＝I2R ⑧聯(lián)立①②④⑧式，代入數(shù)據(jù)，解得P＝0.064W。 ⑨答案：(1)0.08V(2)0.016N，方向垂直于ab向左(3)0.064W5．(2020·浙江7月選考)如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以O(shè)為原點(diǎn)、水平向右為正方向建立x軸，在0≤x≤1.0m區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。桌面上有一邊長(zhǎng)L＝0.5m、電阻R＝0.25Ω的正方形線框abcd，當(dāng)平行于磁場(chǎng)邊界的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，在沿x方向的外力F作用下以v＝1.0m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，直到ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去外力。若以cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在0≤t≤1.0s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示，在0≤t≤1.3s內(nèi)線框始終做勻速運(yùn)動(dòng)。(1)求外力F的大??；(2)在1.0s≤t≤1.3s內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時(shí)間t的關(guān)系；(3)求在0≤t≤1.3s內(nèi)流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q?！久麕熃馕觥浚?1)t0＝0，B0＝0.25T，線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路電流I＝eq\f(B0Lv,R)安培力FA＝eq\f(B02L2,R)v外力F＝FA＝0.0625N。(2)線框勻速出磁場(chǎng)，電流為0，磁通量不變?chǔ)?＝Φt1＝1.0s時(shí)，B1＝0.5T，磁通量Φ1＝B1L2t時(shí)刻，磁通量Φ＝BL[L－v(t－t1)]得B＝eq\f(1,6－4t)。(3)在0≤t≤0.5s內(nèi)電荷量q1＝eq\f(B0L2,R)＝0.25C在0.5s≤t≤1.0s內(nèi)電荷量q2＝eq\f(B1L2－B0L2,R)＝0.25C總電荷量q＝q1＋q2＝0.5C。答案：(1)0.0625N(2)B＝eq\f(1,6－4t)(3)0.5C6．(2020·北京朝陽(yáng)區(qū)六校聯(lián)考)電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動(dòng)勢(shì)E來(lái)表明電源的這種特性。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”，在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(1)如圖1所示，固定于水平面上的U形金屬框架處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬框兩平行導(dǎo)軌間距離為l。金屬棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒始終垂直于兩平行導(dǎo)軌并接觸良好。已知電子的電荷量為e。請(qǐng)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義，推導(dǎo)金屬棒MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1；(2)英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，如圖2所示，感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是一系列同心圓，單個(gè)圓上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，我們把這樣的電場(chǎng)稱(chēng)為渦旋電場(chǎng)。在渦旋電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功與路徑有關(guān)，正因?yàn)槿绱?，它是一種非靜電力。如圖3所示在某均勻變化的磁場(chǎng)中，將一個(gè)半徑為x的金屬圓環(huán)置于半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，使金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)邊界是相同圓心的同心圓，從圓環(huán)的兩端點(diǎn)a、b引出兩根導(dǎo)線，與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計(jì)的電流表串接起來(lái)，金屬圓環(huán)的電阻為eq\f(R,2)，圓環(huán)兩端點(diǎn)a、b間的距離可忽略不計(jì)，除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場(chǎng)外。已知電子的電荷量為e，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B＝B0＋kt(k>0且為常量)。①若x＜r，求金屬圓環(huán)上a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab；②若x與r大小關(guān)系未知，推導(dǎo)金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場(chǎng)力F2與x的函數(shù)關(guān)系式，并在圖4中定性畫(huà)出F2-x圖像?！久麕熃馕觥浚?1)金屬棒MN向右切割磁感線時(shí)，棒中的電子受到沿棒向下的洛倫茲力，是這個(gè)力充當(dāng)了非靜電力。非靜電力的大小F1＝Bev從N到M非靜電力做功為W非＝Bevl由電動(dòng)勢(shì)定義可得E1＝eq\f(W非,e)＝Blv。(2)①由B＝B0＋kt可得eq\f(ΔB,Δt)＝k根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E2＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)＝kS因?yàn)閤＜r，所以S＝πx2根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E2,R＋\f(R,2))Uab＝IR聯(lián)立解得Uab＝eq\f(2kπx2,3)。②在很短的時(shí)間內(nèi)電子的位移為Δs，非靜電力對(duì)電子做的功為F2Δs電子沿著金屬圓環(huán)運(yùn)動(dòng)一周，非靜電力做的功W非＝∑F2Δs＝2πF2x根據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義E2＝eq\f(W非,e)當(dāng)x＜r時(shí)，聯(lián)立解得F2＝eq\f(kex,2)當(dāng)x＞r時(shí)，磁通量有效面積為S＝πr2聯(lián)立解得F2＝eq\f(ker2,2x)由自由電子受到的感生電場(chǎng)力F2與x的函數(shù)關(guān)系式，可得如圖所示F2-x圖像。答案：(1)見(jiàn)解析(2)①eq\f(2kπx2,3)②F2＝eq\f(ker2,2x)圖像見(jiàn)解析7.（2022山東泰安三模）如圖所示，斜面頂部線圈的橫截面積S=0.03m2，匝數(shù)N=100匝，內(nèi)有水平向左均勻增加的磁場(chǎng)B1，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化=k（未知）。線圈與間距為L(zhǎng)=0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌固定在傾角=37°的絕緣斜面上。圖示虛線cd下方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。質(zhì)量m=0.05kg的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，其有效電阻R=2，從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域由靜止釋放，導(dǎo)體棒沿斜面下滑x=3m后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)B2中并繼續(xù)勻速下滑。在運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，線圈和導(dǎo)軌電阻均不計(jì)。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E2；（2）螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率k；（3）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)B2前，導(dǎo)體棒內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）；（3）【名師解析】（1）導(dǎo)體棒進(jìn)入虛線下方磁場(chǎng)前勻加速下滑，加速度導(dǎo)體棒剛到達(dá)虛線cd時(shí)的速度導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（2）導(dǎo)體棒進(jìn)入虛線下方磁場(chǎng)后，勻速下滑，由平衡條件得解得設(shè)線圈中的感生電動(dòng)勢(shì)為，感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)在回路中方向相同，則解得導(dǎo)體棒進(jìn)入虛線下方磁場(chǎng)前解得（3）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，金屬棒沿斜面下滑的時(shí)間導(dǎo)體棒在此過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱8.(11分)（2021廣東惠州第三次調(diào)研）如圖甲所示，用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成的一只單匝正方形金屬框，現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知金屬框的質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)L，金屬框的總電阻為R，金屬框的上半部分處在方向垂直框面向里的有界磁場(chǎng)中（磁場(chǎng)均勻分布），下半部分在磁場(chǎng)外，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，絲線能承受的最大拉力為F，從t＝0時(shí)刻起，測(cè)得經(jīng)過(guò)t0=5s，絲線剛好被拉斷，金屬框由靜止開(kāi)始下落。金屬框在下落過(guò)程中上邊框離開(kāi)磁場(chǎng)前已開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，金屬框始終在豎直平面內(nèi)且未旋轉(zhuǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）0-5S內(nèi)，金屬框產(chǎn)生感應(yīng)電流方向以及磁感