第13講.電磁感應(yīng)（解析版）-2024高考二輪復(fù)習(xí)

2024高考二輪復(fù)習(xí)二十五講第13講、電磁感應(yīng)第一部分織網(wǎng)點(diǎn)睛，綱舉目張1．楞次定律中“阻礙”的四種表現(xiàn)形式(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”。(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”。(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”。(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”。2．“三定則、肯定律”的應(yīng)用安培定則推斷運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向左手定則推斷磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力的方向右手定則推斷部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向楞次定律推斷閉合電路磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向3．推斷感應(yīng)電流方向的兩種方法(1)利用右手定則推斷(適用切割磁感線的運(yùn)動(dòng))。(2)利用楞次定律推斷(適用回路磁通量變化狀況)。二、法拉第電磁感應(yīng)定律1．求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)常用的四種方法表達(dá)式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝BLvsinθE＝eq\f(1,2)BL2ωE＝NBSω·sin(ωt＋φ0)情景圖爭(zhēng)辯對(duì)象回路(不肯定閉合)一段直導(dǎo)線(或等效成直導(dǎo)線)繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)的一段導(dǎo)體棒繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)線框意義一般求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)Δt→0時(shí)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)v為平均速度時(shí)求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用平均值法求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)適用條件全部磁場(chǎng)(勻強(qiáng)磁場(chǎng)定量計(jì)算、非勻強(qiáng)磁場(chǎng)定性分析)勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)2.感應(yīng)電荷量的計(jì)算磁通量變化遷移的電荷量：q＝I·Δt＝eq\f(E,R)·Δt＝neq\f(ΔΦ,RΔt)·Δt＝neq\f(ΔΦ,R)，q僅由回路電阻R和磁通量的變化量ΔΦ打算。3．電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱(1)當(dāng)電路中電流恒定時(shí)，可用焦耳定律計(jì)算。(2)當(dāng)電路中電流變化時(shí)，則用功能關(guān)系或能量守恒定律計(jì)算。其次部分實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，高考真題演練1.（2023高考全國(guó)乙卷）一同學(xué)小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行了如下比較試驗(yàn)。用圖（a）所示的纏繞方式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機(jī)玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強(qiáng)磁體分別從管的上端由靜止釋放，在管內(nèi)下落至管的下端。試驗(yàn)中電流傳感器測(cè)得的兩管上流過(guò)漆包線的電流I隨時(shí)間t的變化分別如圖（b）和圖（c）所示，分析可知（）A.圖（c）是用玻璃管獲得的圖像B.在鋁管中下落，小磁體做勻變速運(yùn)動(dòng)C.在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最終一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的短【參考答案】A【命題意圖】本題考查電磁阻尼及其相關(guān)學(xué)問(wèn)點(diǎn)?！窘忸}思路】強(qiáng)磁體從管的上端由靜止釋放，鋁管本身和線圈都將對(duì)強(qiáng)磁體產(chǎn)生電磁阻尼，在鋁管下落，強(qiáng)磁體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，圖（c）是用玻璃管獲得的圖像，圖（b）是用鋁管獲得的圖像，A正確B錯(cuò)誤；在玻璃管中下落，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流對(duì)小磁體下落產(chǎn)生電磁阻力，由安培力公式可知，電磁阻力與產(chǎn)生的感應(yīng)電流成正比，所以在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力漸漸增大，C錯(cuò)誤；由于在鋁管中下落，受到的電磁阻力大于在玻璃管中下落，所以用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最終一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的長(zhǎng)，D錯(cuò)誤?！緦W(xué)問(wèn)拓展】電磁阻尼的實(shí)質(zhì)是受到了與運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力作用。2.（2023高考湖北卷）近場(chǎng)通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線類似一個(gè)壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外漸漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長(zhǎng)分別為、和，圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時(shí)與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直通過(guò)此線圈，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最接近（）A. B. C. D.【參考答案】B【名師解析】依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，B正確。3（2023高考全國(guó)甲卷）一有機(jī)玻璃管豎直放在地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖（a）所示?，F(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測(cè)得線圈中電流I隨時(shí)間t變化如圖（b）所示。則A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來(lái)越快B.下落過(guò)程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次C.下落過(guò)程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.與上部相比，小磁體通過(guò)線圈下部的過(guò)程中，磁通量變化率的最大值更大【參考答案】AD【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、電磁阻尼、對(duì)電流I隨時(shí)間t變化圖像的理解及其相關(guān)學(xué)問(wèn)點(diǎn)?！窘忸}思路】由圖（b）可知，強(qiáng)磁體通過(guò)每匝線圈時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大值漸漸增大，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可知，小磁體通過(guò)每匝線圈時(shí)磁通量變化率越來(lái)越大，即小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來(lái)越快，A正確；下落過(guò)程中，小磁體的N極、S極上下沒(méi)有顛倒，B錯(cuò)誤；小磁體下落過(guò)程中受到的電磁阻力實(shí)質(zhì)就是安培力，依據(jù)安培力公式可知，下落過(guò)程中，小磁體受到的電磁阻力越來(lái)越大，C錯(cuò)誤；與上部相比，小磁體通過(guò)線圈下部的過(guò)程中，磁通量變化率的最大值更大，D正確。4.（2023高考海南卷）汽車測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時(shí)針（俯視）方向電流，當(dāng)汽車經(jīng)過(guò)線圈時(shí)（）A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上B.汽車進(jìn)入線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC.汽車離開(kāi)線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD.汽車進(jìn)入線圈2過(guò)程受到的安培力方向與速度方向相同【參考答案】C【名師解析】由題知，埋在地下的線圈1、2通順時(shí)針（俯視）方向的電流，則依據(jù)右手定則，可知線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，A錯(cuò)誤；汽車進(jìn)入線圈1過(guò)程中，磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb（逆時(shí)針），B錯(cuò)誤；汽車離開(kāi)線圈1過(guò)程中，磁通量減小，依據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd（順時(shí)針），C正確；汽車進(jìn)入線圈2過(guò)程中，磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb（逆時(shí)針），再依據(jù)左手定則，可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反，D錯(cuò)誤。5.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心，棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為φ0、φA、φC，則（）A.φO>φC B.φC>φA C.φO=φA D.φO－φA=φA－φC【參考答案】A【名師解析】由題圖可看出OA導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，則依據(jù)右手定則可知φO>φA其中導(dǎo)體棒AC段不在磁場(chǎng)中，不切割磁感線，電流為0，則φC=φA，A正確、BC錯(cuò)誤；依據(jù)以上分析可知φO－φA>0，φA－φC=0則φO－φA>φA－φC，D錯(cuò)誤。6．（2023年6月高考浙江選考科目）如圖所示，質(zhì)量為M、電阻為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，通過(guò)兩根長(zhǎng)均為l、質(zhì)量不計(jì)的導(dǎo)電細(xì)桿連在等高的兩固定點(diǎn)上，固定點(diǎn)間距也為L(zhǎng)。細(xì)桿通過(guò)開(kāi)關(guān)S可與直流電源E0或抱負(fù)二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)空氣阻力和其它電阻。開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時(shí)，細(xì)桿與豎直方向的夾角固定點(diǎn)；然后開(kāi)關(guān)S接2，棒從右側(cè)開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)完成一次振動(dòng)的過(guò)程中（）A．電源電動(dòng)勢(shì)B．棒消耗的焦耳熱C．從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，最大擺角小于D．棒兩次過(guò)最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等【參考答案】C【名師解析】開(kāi)關(guān)S接1，導(dǎo)體棒靜止時(shí)，受力分析，由tanθ=BIL/mg，解得I=mg/BL，由閉合電路歐姆定律，電源電動(dòng)勢(shì)E=IR=mgR/BL，A錯(cuò)誤；不能得出導(dǎo)體棒完成一次振動(dòng)過(guò)程消耗的焦耳熱，B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)接2，由于金屬棒運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流，從二極管正極流入，金屬棒中有電流，受到與方向相反的安培力作用，所以最大擺角小于π/4，C正確；金屬棒從右向左經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)速度大于從左向右經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，金屬棒兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不等，D錯(cuò)誤。7.（2023學(xué)業(yè)水公平級(jí)考試上海卷）如圖所示，左側(cè)連接有電阻R的光滑平行導(dǎo)軌處于垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一金屬棒置于導(dǎo)軌上，對(duì)其施加外力使其運(yùn)動(dòng)，所受安培力變化如圖所示，取向右為正方向，則外力隨時(shí)間變化的圖像正確的是【參考答案】C【名師解析】對(duì)比安培力隨時(shí)間變化圖像可知，金屬棒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻速度減小到零，設(shè)加速度大小為a，所受安培力先向左后向右，金屬棒速度方向先向右后向左。金屬棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，I=BLv/R，v=v0-at。所受安培力FA=BIL=-=-=-F0+，安培力隨時(shí)間變化圖像中。依據(jù)牛頓其次定律，F(xiàn)+FA=-ma，解得F=-ma+=F0-ma-，對(duì)比各個(gè)選項(xiàng)圖，可知C正確。8.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水公平級(jí)考試）足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計(jì)。質(zhì)量為、長(zhǎng)為、電阻為的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和，其中，方向向下。用不行伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說(shuō)法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.【參考答案】BD【名師解析】導(dǎo)軌的速度，因此對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為導(dǎo)體棒的安培力大小為由左手定則可知導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)?，?dǎo)體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為由左手定則可知的方向?yàn)榇怪敝泵鎸?duì)里，A錯(cuò)誤B正確；對(duì)導(dǎo)體棒分析，所受安培力對(duì)導(dǎo)體框分析，所受安培力電路中的電流為聯(lián)立解得，C錯(cuò)誤D正確。第三部分思路歸納，內(nèi)化方法在應(yīng)用楞次定律時(shí)需留意的兩點(diǎn)(1)利用楞次定律推斷的電流方向也是電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，利用右手定則推斷的電流方向也是做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。若電路為開(kāi)路，可假設(shè)電路閉合，應(yīng)用楞次定律或右手定則確定電路中假想電流的方向即為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。(2)在分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電勢(shì)凹凸時(shí)，肯定要明確產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部，電流方向從低電勢(shì)處指向高電勢(shì)處。2.解決線框模型問(wèn)題的兩大關(guān)鍵(1)分析電磁感應(yīng)狀況：弄清線框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否有磁通量不變的階段，線框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生，結(jié)合閉合電路歐姆定律列方程解答。(2)分析線框的受力以及運(yùn)動(dòng)狀況，選擇合適的力學(xué)規(guī)律處理問(wèn)題：在題目中涉及電荷量、時(shí)間以及安培力為變力時(shí)應(yīng)選用動(dòng)量定理處理問(wèn)題；假如題目中涉及加速度的問(wèn)題時(shí)選用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題比較便利。第四部分最新模擬集萃，提升應(yīng)試力量1.（2024江西紅色十校9月聯(lián)考）如圖所示，間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，質(zhì)量均為m的金屬棒ab、cd垂直放在導(dǎo)軌上，兩金屬棒接入電路的電阻均為R，垂直于導(dǎo)軌的虛線ef左側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，虛線ef的右側(cè)沒(méi)有磁場(chǎng)，給金屬棒ab一個(gè)水平向右的初速度v0，已知cd棒到達(dá)ef前已勻速運(yùn)動(dòng)，ab、cd棒不會(huì)發(fā)生相碰，兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，ab棒出磁場(chǎng)時(shí)速度剛好為零，則下列說(shuō)法正確的是（）A.cd棒最終速度為零B.cd棒從靜止運(yùn)動(dòng)到ef過(guò)程中通過(guò)電荷量為C.整個(gè)過(guò)程，金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱為D.整個(gè)過(guò)程，金屬棒ab克服安培力做的功為【參考答案】BD【名師解析】cd棒到達(dá)ef前已勻速運(yùn)動(dòng)，出磁場(chǎng)后水平方向不受力，始終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；設(shè)cd棒勻速時(shí)的速度為，則依據(jù)動(dòng)量守恒解得cd棒從靜止運(yùn)動(dòng)到ef過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)量定理可得又聯(lián)立解得，故B正確；最終，ab棒出磁場(chǎng)時(shí)速度剛好為零，金屬棒cd將以的速度勻速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)能量守恒可知，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為則整個(gè)過(guò)程，金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱為故C錯(cuò)誤；最終，ab棒速度剛好為0，以ab棒為對(duì)象，依據(jù)動(dòng)能定理可得可得整個(gè)過(guò)程，金屬棒ab克服安培力做的功為故D正確。2.（2024江西紅色十校9月聯(lián)考）邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線框處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示（前半個(gè)周期為正弦波形的一半），線框的電阻為R，則線框中感應(yīng)電流的功率為（）A. B. C. D.【參考答案】D【名師解析】依據(jù)題意可知，前半個(gè)周期感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為則前半個(gè)周期感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為后半個(gè)周期感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定不變，則有線框一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為聯(lián)立可得線框中感應(yīng)電流的功率為故選D。3.（2024山西三重教育聯(lián)盟9月聯(lián)考）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌M、N被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L=1m，其左端并聯(lián)接入R1和R2的電阻，其中R1=R2=2Ω。整個(gè)裝置處在垂直紙面對(duì)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量：m=4kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab在恒力F=5N的作用力下從靜止開(kāi)頭沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)了L0=4m時(shí)導(dǎo)體棒ab恰好勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：（1）導(dǎo)體棒的最大速度；（2）電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）此過(guò)程中通過(guò)R2的電荷量?！緟⒖即鸢浮浚?）2.5m/s；（2）1.875J；（3）2C【名師解析】（1）設(shè)導(dǎo)體棒的最大速度為，則有，，，依據(jù)受力平衡可得聯(lián)立解得（2）依據(jù)動(dòng)能定理可得又聯(lián)立解得回路產(chǎn)生的總焦耳熱為依據(jù)電路連接關(guān)系，可知電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為（3）此過(guò)程通過(guò)干路的電荷量為則此過(guò)程中通過(guò)R2的電荷量為5.（2024南京六校聯(lián)合體調(diào)研）如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，有一長(zhǎng)為、寬為的金屬矩形線圈，其電阻為，質(zhì)量為，線圈的右側(cè)以虛線為界存在垂直紙面對(duì)里的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?，F(xiàn)使線圈以垂直磁場(chǎng)邊界大小為的速度向右運(yùn)動(dòng)，線圈從開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)到靜止的過(guò)程中，線圈通過(guò)的位移用表示，通過(guò)線圈的電荷量用表示。轉(zhuǎn)變初速度v0大小，、與線圈的初速度v0間的關(guān)系圖像正確的是（）A. B. C. D.【參考答案】B【名師解析】對(duì)線圈由動(dòng)量定理有聯(lián)立有因表明線圈未完全進(jìn)入磁場(chǎng)，故q與v0成正比，x與v0成正比。故選B。6.（2024遼寧十校聯(lián)合體）如圖所示，xOy平面的第一、三象限內(nèi)布滿垂直紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框始終在O點(diǎn)的頂點(diǎn)環(huán)繞，在xOy平面內(nèi)以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)刻，金屬框開(kāi)頭進(jìn)入第一象限，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬框的總電阻為R，規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，不考慮自感影響，關(guān)于金屬框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像正確的是（）A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】如圖所示。

在t=0到的過(guò)程中，即金屬框順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，金屬框切割磁感線的有效切割長(zhǎng)度先變大后變小，依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式E=Bω2l可知E先增大后減小，感應(yīng)電流先增加后減小，依據(jù)楞次定律可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，即正方向；在t=0到的過(guò)程中，由圓周運(yùn)動(dòng)公式可知θ=ωt依據(jù)幾何關(guān)系和三角形的面積公式可得則穿過(guò)線圈的磁通量為對(duì)上述的表達(dá)式由數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)得由此可知，在t=0到的過(guò)程中，E的變化率始終增大，感應(yīng)電流的變化率始終增加；同理可得在到的過(guò)程中，E的變化率始終減小，感應(yīng)電流的變化率始終減??；故A正確，BCD錯(cuò)誤。6.（2024黑龍江大慶第一次質(zhì)檢）如圖所示，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根導(dǎo)軌由ab、bc、cd三段直導(dǎo)軌組成，其中a點(diǎn)與x軸的坐標(biāo)原點(diǎn)O格外接近，但不接觸，bc段與x軸平行，導(dǎo)軌右端接入肯定值電阻R。導(dǎo)軌上一金屬棒沿x軸正向以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，金屬棒始終與軸x垂直。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻的電流為i，金屬棒克服安培力做功的功率為P、導(dǎo)軌均與金屬棒接觸良好，忽視導(dǎo)軌與金屬棒的電阻，下列圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【參考答案】B【名師解析】依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)結(jié)合閉合電路歐姆定律，回路中的感應(yīng)電流可見(jiàn)，則，依據(jù)題意，金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，切割磁感線的長(zhǎng)度隨時(shí)間先均勻增大，后不變，最終均勻減小，而電阻兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．金屬棒所受安培力大小則安培力的功率為結(jié)合隨時(shí)間變化的規(guī)律可知P先按開(kāi)口向上的拋物線規(guī)律增大，后不變，最終再按開(kāi)口向下的拋物線規(guī)律減小，故CD錯(cuò)誤。7.（2024貴州遵義重點(diǎn)高中期末）.如圖所示，在水平地面上方固定兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌平行且位于同一水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)。導(dǎo)軌右側(cè)水平地面上固定一傾角為θ的斜面，斜面底端位于導(dǎo)軌右端正下方。在導(dǎo)軌上放置兩根相距較遠(yuǎn)的金屬棒ab和cd，兩棒質(zhì)量均為m，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，電阻均為R。金屬導(dǎo)軌間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開(kāi)頭時(shí)cd棒靜止，給ab棒一個(gè)水平向右的瞬時(shí)初速度v0，一段時(shí)間后ab棒和cd棒共速，之后cd棒離開(kāi)導(dǎo)軌無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)地做平拋運(yùn)動(dòng)，cd棒落在斜面上時(shí)速度恰好與斜面垂直。兩棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻和空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）開(kāi)頭時(shí)cd棒的安培力大小；（2）cd棒做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（3）在兩棒共速前，當(dāng)cd棒的速度為時(shí)（），回路中電流I'的大小?！緟⒖即鸢浮浚海?）；（2）；（3）【名師解析】：（1）開(kāi)頭時(shí)①②cd所受的安培力為③由①②③解得④（2）從ab棒開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)到ab棒和cd棒共速過(guò)程中，由動(dòng)量守恒定律有⑤cd棒落到斜面上時(shí)有⑥⑦由⑤⑥⑦解得⑧（3）當(dāng)cd棒速度為時(shí)，設(shè)ab棒的速度為v，對(duì)ab棒和cd棒。由動(dòng)量守恒定律有⑨解得⑩當(dāng)cd棒速度為時(shí)，對(duì)兩棒有?解得??由⑨⑩???解得8.（2024貴州遵義重點(diǎn)高中期末）近場(chǎng)通信（NFC）器件依據(jù)電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通信，其內(nèi)部裝有類似于壓扁的線圈作為天線。如圖所示，這種線圈從內(nèi)到外漸漸擴(kuò)大，構(gòu)成正方形。在這個(gè)正方形NFC線圈中，共有3圈，它們的邊長(zhǎng)分別為a、b、c（），需要留意的是，圖中線圈接入內(nèi)部芯片時(shí)與芯片內(nèi)部線圈絕緣，從而能夠正確地連接到內(nèi)置芯片。若勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)該線圈時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為（k為常數(shù)）。則整個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最接近（）A. B.C. D.【參考答案】：B【名師解析】：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，3圈線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小分別為由圖可知3圈線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)方向相同，則整個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為故選B。9.（2024年1月江蘇期末）如圖甲所示,在足夠長(zhǎng)的光滑斜面上放置著矩形金屬線框,整個(gè)斜面內(nèi)存在垂直于斜面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化的關(guān)系如圖乙所示(垂直斜面對(duì)上為正方向).t=0時(shí)刻將線框由靜止釋放,在線框下滑的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的 ()甲乙A.線框MN邊受到的安培力方向沿斜面對(duì)下B.線框MN邊受到的安培力方向沿斜面對(duì)上C.經(jīng)時(shí)間t,線框的速度大小為gtsinθD.由于有阻力作用,經(jīng)時(shí)間t,線框的速度小于gtsinθ【參考答案】.C【名師解析】:由乙圖可知,線框在下降過(guò)程中,磁場(chǎng)先垂直斜面對(duì)下,磁感應(yīng)強(qiáng)度漸漸減小為零,后磁場(chǎng)垂直斜面對(duì)上,磁感應(yīng)強(qiáng)度由零漸漸增大,從上往下看,線框中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?依據(jù)左手定則可知,線框四個(gè)邊均受到安培力,但受到的安培力的合力為零,雖然MN邊中感應(yīng)電流的方向不變,但磁場(chǎng)的方向發(fā)生變化,因此MN邊受到的安培力先沿斜面對(duì)下,再沿斜面對(duì)上,故A、B錯(cuò)誤;線框所受安培力的合力為零,故線框在重力和支持力的作用下沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng),沿斜面對(duì)下的分力為mgsinθ,由牛頓其次定律可得mgsinθ=ma,解得a=gsinθ,由v=v0+at,可得經(jīng)過(guò)時(shí)間t,線框的速度大小為v=gtsinθ,故C正確,D錯(cuò)誤.10.（2023福建漳州三模）如圖甲，兩根電阻不計(jì)、足夠長(zhǎng)的導(dǎo)軌MN、PQ平行放置，與水平面問(wèn)夾角α＝37°，間距為0.8m，上端連接一電阻R＝0.1Ω。兩導(dǎo)軌之間存在方向垂直導(dǎo)軌平面對(duì)上的均勻分布的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t＝0時(shí)刻，一電阻不計(jì)，質(zhì)量為0.02kg的導(dǎo)體棒ab從導(dǎo)軌上且在MP下方0.5m處由靜止釋放。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不考慮t＝4.25s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度突變產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。則（）A.0~4.25s內(nèi)ab中感應(yīng)電流方向從a到bB.t＝0s時(shí)ab中感應(yīng)電流I0＝0.4AC.0~4.25s內(nèi)R中消耗的熱功率為0.016WD.ab的最大速度值為0.625m/s【參考答案】BCD【名師解析】由楞次定律可知，0-4.25s內(nèi)導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流方向從b到a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖乙可得0-425s內(nèi)t=0時(shí)刻感應(yīng)電流選項(xiàng)B正確；t=4.25s時(shí)，安培力由于導(dǎo)體棒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，0-4.25s內(nèi)電阻R消耗的熱功率為選項(xiàng)C正確；t=4.25s后，導(dǎo)體棒ab開(kāi)頭下滑，當(dāng)（B2=0.1T）時(shí)導(dǎo)體棒ab開(kāi)頭勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度最大，則解得vm=0.625m/s選項(xiàng)D正確。10.(2024重慶名校1月質(zhì)檢)如圖所示，兩根間距為、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為，導(dǎo)軌底端接有兩定值電阻，整個(gè)空間存在垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)上大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為、電阻為的金屬桿?，F(xiàn)給金屬桿一沿斜面對(duì)上的初速度使金屬桿從點(diǎn)上升到最高點(diǎn)，該過(guò)程中通過(guò)電阻的電荷量為，當(dāng)金屬桿從最高點(diǎn)返回到（和中點(diǎn)）時(shí)速度為。重力加速度為，下列說(shuō)法正確的是（）A.電阻兩端最大電壓為B.金屬桿從最高點(diǎn)返回到過(guò)程所用的時(shí)間為C.金屬桿從上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服安培力做的功為D.金屬桿從最高點(diǎn)返回到過(guò)程電阻產(chǎn)生的熱量為【參考答案】BC【名師解析】依據(jù)題意可知，與并聯(lián)后電阻為，電路中的總電阻為由公式、和可得，設(shè)沿導(dǎo)軌上升的距離為，則通過(guò)金屬桿的電荷量為解得依據(jù)題意可知，金屬桿上滑時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，則為上滑時(shí)的最大速度，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為由閉合回路歐姆定律可得，電阻兩端電壓為金屬桿下滑時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，速度最大時(shí)有解得此時(shí)，電阻兩端的電壓為由于不知和的關(guān)系，無(wú)法確定電阻兩端最大電壓，故A錯(cuò)誤；B．依據(jù)題意，由上述分析可知，金屬桿從最高點(diǎn)返回到過(guò)程，通過(guò)金屬桿的電荷量為，對(duì)金屬桿，由動(dòng)量定理有解得故B正確；C．設(shè)金屬桿從上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服安培力做的功為，由動(dòng)能定理有解得故C正確；D．設(shè)金屬桿從最高點(diǎn)返回到過(guò)程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱為，由能量守恒定律有解得依據(jù)電阻的熱效應(yīng)可得，電阻產(chǎn)生的熱量為故D錯(cuò)誤。。11.（2024安徽名校聯(lián)盟第一次大聯(lián)考）如圖所示，水平固定放置的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端與電阻相連，直導(dǎo)體質(zhì)量為，電阻為，長(zhǎng)度與導(dǎo)軌寬度相同，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。作用一水平向右的恒力，使直導(dǎo)體由靜止開(kāi)頭向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)直導(dǎo)體始終加速到速度為時(shí)，撤除拉力，直導(dǎo)體再經(jīng)相同的位移停止。對(duì)直導(dǎo)體經(jīng)受的兩個(gè)過(guò)程，描述正確的是（）A.撤除后做勻減速運(yùn)動(dòng)B.加速階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于減速階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C.拉力的沖量大小等于D.拉力做的功大于【參考答案】BCD【名師解析】撤除后依據(jù)牛頓其次定律依據(jù)閉合電路歐姆定律依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律解得撤除后做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．依據(jù)加速階段可知加速階段做加速減小的加速運(yùn)動(dòng)，由題知，加速和減速運(yùn)動(dòng)位移相同，依據(jù)圖像可知，加速階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于減速階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故B正確；C．在加速階段，依據(jù)動(dòng)量定理在減速階段，依據(jù)動(dòng)量定理解得拉力的沖量大小故C正確；在加速階段，依據(jù)動(dòng)能定理解得可知拉力做的功大于，故D正確。12（2024湖北名校聯(lián)考）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角的斜面上，相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)下的磁場(chǎng)，整個(gè)磁場(chǎng)由n個(gè)寬度皆為的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2……組成，從上到下依次排列磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B、2B、3B…nB，兩導(dǎo)軌左端MP間接入電阻R，一質(zhì)量為m的金屬棒垂直于MN、PQ放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)為a、b且接觸良好，金屬棒ab間的電阻為r，不計(jì)導(dǎo)軌的