2025年高考物理復習考點解密追蹤與預測（新高考）專題08 電磁感應(yīng)的綜合運用（講義篇）（解析版）

專題08電磁感應(yīng)的綜合運用01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點·以考定法04核心素養(yǎng)·難點突破05創(chuàng)新好題·輕松練習考點內(nèi)容考情預測楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用高考對于這部分知識點主要通過線框、桿、線圈等抽象的物理模型進行命題設(shè)計，體現(xiàn)物理對電與磁、科學技術(shù)發(fā)展所產(chǎn)生的指導、創(chuàng)新等作用。在解決此類問題時要分析題意中的情境，抓住問題實質(zhì)，具備一定的空間想象能力和數(shù)學推導能力。主要考查的知識點有:楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、自感、渦流以及單雙杠模型等。2024年備考建議單雙桿模型是各省市?？嫉闹仉y點，以及圖像分析，利用法拉第電磁感應(yīng)定律進行公式推導等。自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼電磁感應(yīng)中的圖象問題“單桿＋導軌”模型“雙桿＋導軌”模型學習目標熟悉左手定則、右手定則以及安培定則的判斷，利用楞次定律及其推論進行快速解題。2.熟悉法拉第電磁感應(yīng)定律的公式，以及動力學和能量問題的分析，對公式推導圖像的函數(shù)關(guān)系式要求熟練掌握。3.掌握單雙桿模型的動態(tài)分析及對收尾速度的公式推導?！镜淅?】（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，光滑水平面上的正方形導線框，以某一初速度進入豎直向下的勻強磁場并最終完全穿出。線框的邊長小于磁場寬度。下列說法正確的是（

）

A．線框進磁場的過程中電流方向為順時針方向B．線框出磁場的過程中做勻減速直線運動C．線框在進和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等【答案】D【詳解】A．線框進磁場的過程中由楞次定律知電流方向為逆時針方向，A錯誤；B．線框出磁場的過程中，根據(jù)E=BlvI=聯(lián)立有F由于線框出磁場過程中由左手定則可知線框受到的安培力向左，則v減小，線框做加速度減小的減速運動，B錯誤；C．由能量守恒定律得線框產(chǎn)生的焦耳熱Q=FAL其中線框進出磁場時均做減速運動，但其進磁場時的速度大，安培力大，產(chǎn)生的焦耳熱多，C錯誤；D．線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量q=其中I=ER則聯(lián)立有q=由于線框在進和出的兩過程中線框的位移均為L，則線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等，故D正確。故選D?！镜淅?】（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）一學生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，進行了如下比較實驗。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。實驗中電流傳感器測得的兩管上流過漆包線的電流I隨時間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，小磁體做勻變速運動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．用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的短【答案】A【詳解】A．強磁體在鋁管中運動，鋁管會形成渦流，玻璃是絕緣體故強磁體在玻璃管中運動，玻璃管不會形成渦流。強磁體在鋁管中加速后很快達到平衡狀態(tài)，做勻速直線運動，而玻璃管中的磁體則一直做加速運動，故由圖像可知圖（c）的脈沖電流峰值不斷增大，說明強磁體的速度在增大，與玻璃管中磁體的運動情況相符，A正確；B．在鋁管中下落，脈沖電流的峰值一樣，磁通量的變化率相同，故小磁體做勻速運動，B錯誤；C．在玻璃管中下落，玻璃管為絕緣體，線圈的脈沖電流峰值增大，電流不斷在變化，故小磁體受到的電磁阻力在不斷變化，C錯誤；D．強磁體分別從管的上端由靜止釋放，在鋁管中，磁體在線圈間做勻速運動，玻璃管中磁體在線圈間做加速運動，故用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的長，D錯誤。故選A?！镜淅?】（2023·福建·統(tǒng)考高考真題）如圖，M、N是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌，導軌足夠長且電阻可忽略不計；導軌間有一垂直于水平面向下的勻強磁場，其左邊界OO′垂直于導軌；阻值恒定的兩均勻金屬棒a、b均垂直于導軌放置，b始終固定。a以一定初速度進入磁場，此后運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，并與b不相碰。以O(shè)為坐標原點，水平向右為正方向建立軸坐標；在運動過程中，a的速度記為v，a克服安培力做功的功率記為P。下列v或P隨A． B．C． D．【答案】A【詳解】AB．設(shè)導軌間磁場磁感應(yīng)強度為B，導軌間距為L，金屬棒總電阻為R，由題意導體棒a進入磁場后受到水平向左的安培力作用，做減速運動，根據(jù)動量定理有F?根據(jù)F=BILI=E=BLv可得F=又因為x=v?聯(lián)立可得B根據(jù)表達式可知v與x成一次函數(shù)關(guān)系，故A正確，B錯誤；CD．a(chǎn)克服安培力做功的功率為P=Fv=故P?x圖像為開口向上的拋物線，由于F和v都在減小，故P在減小,故CD錯誤。故選A。考向1楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用一．磁通量1．概念：磁感應(yīng)強度B與面積S的乘積．2．計算(1)公式：Φ＝BS.(2)適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場的有效面積．(3)單位：韋伯(Wb)，1Wb＝1T·m2.3．意義：穿過某一面積的磁感線的條數(shù)．4．標矢性：磁通量是標量，但有正、負．二．電磁感應(yīng)1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體相當于電源．(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①電路閉合．②磁通量變化．三．感應(yīng)電流方向的判斷1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．2．楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．四．導體平動切割磁感線(1)一般情況：運動速度v和磁感線方向夾角為θ，則E＝Blvsinθ.(2)常用情況：運動速度v和磁感線方向垂直，則E＝Blv.(3)l為導體兩端點連線在垂直于速度方向上的投影長度．如圖，導體的有效長度分別為：圖甲：l＝eq\x\to(cd)sinβ.圖乙：沿v方向運動時，l＝eq\x\to(MN).圖丙：沿v1方向運動時，l＝eq\r(2)R；沿v2方向運動時，l＝R.v是導體相對磁場的速度，若磁場也在運動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系．五．導體轉(zhuǎn)動切割磁感線如圖所示，當導體棒在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞一端o以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Bleq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(1,2)Bωl2；如果C為棒上某點，則AC段產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E′＝B·eq\x\to(AC)·eq\f(vA＋vC,2)＝B·eq\x\to(AC)·eq\f(ω·\x\to(OA)＋ω·\x\to(OC),2)。六．電磁感應(yīng)中的動力學和能量問題1．兩種狀態(tài)及處理方法狀態(tài)特征處理方法平衡態(tài)加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進行分析2.力學對象和電學對象的相互關(guān)系3．能量轉(zhuǎn)化過程的理解(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程．(2)電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．(3)當感應(yīng)電流通過用電器時，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能．安培力做功的過程，或通過電阻發(fā)熱的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程．安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．4．求解焦耳熱Q的三種方法1）焦耳定律：Q2＝I2RΔt2）功能關(guān)系:Q2＝W克服安培力3）能量轉(zhuǎn)化:Q2＝ΔE其他能量的減少5.利用動量觀點分析電磁感應(yīng)問題的解題思路（1）對于單桿切割磁感線運動過程中，可以應(yīng)用動量定理求解變力的作用時間、速度、位移和電荷量等有關(guān)物理量，常見關(guān)系如下：1)求電荷量或速度：Beq\x\to(I)lΔt＝mv2－mv1，q＝eq\x\to(I)t。2)求時間：Ft＝I沖＝mv2－mv1，I沖＝Beq\x\to(I)lΔt＝Bleq\f(ΔΦ,R總)。3)求位移：－BIlΔt＝－eq\f(B2l2\x\to(v)Δt,R總)＝0－mv0，即－eq\f(B2l2,R總)x＝0－mv0。（2）對于兩導體棒在相互平行的光滑水平軌道上做切割磁感線運動時，如果這兩根導體棒所受的安培力等大反向，且不受其他外力或其他外力的合力為零時，兩導體棒的總動量守恒，解決此類問題應(yīng)用動量守恒定律解答往往比較便捷，當涉及電量計算時需用動量定理求解。考向2自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼一．自感和渦流1.自感現(xiàn)象：當導體中電流發(fā)生變化時，導體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化，這種由于導體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象．2.自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Leq\f(ΔI,Δt)，其中L叫自感系數(shù)，它與線圈的大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)，自感系數(shù)的單位是亨利(H)，1mH＝10－3H,1μH＝10－6H.3.互感：互不相連并相互靠近的兩個線圈，當一個線圈的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫互感．互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫互感電動勢．4.渦流當線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導體中都會產(chǎn)生像水的漩渦狀的感應(yīng)電流．(1)電磁阻尼：當導體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動．(2)電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導體轉(zhuǎn)動，在導體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來．交流感應(yīng)電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的．二．自感現(xiàn)象的四大特點(1)自感電動勢總是阻礙導體中原電流的變化．(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化．(3)電流穩(wěn)定時，自感線圈就相當于普通導體．(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向．三．自感中“閃亮”與“不閃亮”問題電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)通電時在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩(wěn)定斷電時回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗．兩種情況下燈泡中電流方向均改變總結(jié)自感電動勢總是阻礙原電流的變化四.電磁阻尼和電磁驅(qū)動的區(qū)別電磁阻尼電磁驅(qū)動效果安培力方向與導體運動方向相反，為阻力安培力方向與導體運動方向相同，為動力能量轉(zhuǎn)化克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導體的機械能共同點兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導體受到的安培力都是阻礙導體與磁場間的相對運動考向3電磁感應(yīng)中的圖象問題圖象類型①隨時間t變化的圖象，如B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和I－t圖象②隨位移x變化的圖象，如E－x圖象和I－x圖象問題類型①由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象②由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量(用圖象)應(yīng)用知識左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律，函數(shù)圖象等知識考向01楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用【針對練習1】如圖所示，光滑絕緣水平面上存在方向豎直向下的有界（邊界豎直）勻強磁場，一直徑與磁場區(qū)域?qū)挾认嗤拈]合金屬圓形線圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虛線方向勻速通過磁場。下列說法正確的是（

）

A．線圈進磁場的過程中，線圈中的感應(yīng)電流沿順時針方向B．線圈出磁場的過程中，線圈中的感應(yīng)電流沿逆時針方向C．該拉力的方向與線圈運動速度的方向相同D．該拉力的方向水平向右【答案】D【詳解】A．線圈進入磁場的過程中，垂直于紙面向里的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)垂直于紙面向外，根據(jù)安培定則可知線圈中的電流為逆時針方向，故A錯誤；B．線圈離開磁場的過程中，垂直于紙面向里的磁通量變小，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)垂直于紙面向里，根據(jù)安培定則可知線圈中的電流為順時針方向，故B錯誤；CD．線圈切割磁感線的有效長度示意圖如圖：

結(jié)合楞次定律阻礙相對運動的推論，根據(jù)左手定則可知安培力始終水平向左，則該拉力的方向水平向右，故C錯誤，D正確。故選D?！踞槍毩?】（2023·全國·校聯(lián)考一模）如圖所示，邊長為L正方形金屬回路（總電阻為R）正好與虛線圓形邊界相切，虛線圓形邊界內(nèi)（包括邊界）存在與圓面垂直的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度與時間的關(guān)系式為B=kt（k>0且為常量），則金屬回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為（）A．kL2R B．πkL24R【答案】B【詳解】回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=則金屬回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為I=故選B?？枷?2自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼【針對練習3】（2024·全國·模擬預測）如圖所示的甲、乙電路中，A1、A2為兩盞完全相同的燈泡，L1、L2是自感系數(shù)很大、直流電阻值大于燈泡阻值的自感線圈，E為電源，

A．閉合開關(guān)S1時，通過AB．閉合開關(guān)S2時，通過AC．斷開開關(guān)S1時，通過AD．斷開開關(guān)S2時，通過A【答案】BC【詳解】A．閉合開關(guān)S1時，由自感現(xiàn)象可知，通過AB．閉合開關(guān)S2時，通過AC．斷開開關(guān)S1時，自感線圈L1與燈A1和電阻組成回路，由自感現(xiàn)象可知，通過AD．如下圖所示，電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、II斷開開關(guān)S2故選BC。

【針對練習4】（2024·浙江嘉興·統(tǒng)考一模）如圖所示，假設(shè)“天宮一號”正以速度7.5km/s繞地球做勻速圓周運動，運動方向與其太陽帆板兩端相距20m的M、N的連線垂直，太陽帆板視為導體。飛經(jīng)某處時的地磁場磁感應(yīng)強度垂直于MN所在平面的分量為1.0×10?5TA．此時M、N兩端間的電勢差為0B．此時小燈泡恰好能正常發(fā)光C．“天宮一號”繞行過程中受到電磁阻尼D．“天宮一號”在南、北半球水平飛行時M端的電勢始終高于N端【答案】C【詳解】AB．小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合回路，它們一起在磁場中做切割磁感線運動，閉合回路的磁通量不變，回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，小燈泡不工作，M、N間感應(yīng)電動勢大小為E=BLv代入數(shù)據(jù)得E=1.5此時M、N兩端間的電勢差不為0，絕對值為1.5V。太陽帆板存在內(nèi)阻小燈泡不能正常發(fā)光，故AB錯誤；C．導體在磁場中做切割磁感線運動，受到電磁阻尼，故C正確；D．地磁場磁感應(yīng)強度垂直于MN所在平面的分量在南、北半球方向相反，所以“天宮一號”在南、北半球水平飛行時M、N間感應(yīng)電動勢方向相反，故D錯誤。故選C?？枷?3電磁感應(yīng)中的圖象問題【針對練習5】（2023·江蘇南通·模擬預測）如圖所示，xOy平面第三、四象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，圓形金屬環(huán)與磁場邊界相切于O點.金屬環(huán)在xOy平面內(nèi)繞O點沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，t=0時刻金屬環(huán)開始進入第四象限。規(guī)定順時針方向電流為正，下列描述環(huán)中感應(yīng)電流i隨時間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】D【詳解】如圖所示設(shè)角速度大小為ω，圓環(huán)半徑為r，電阻為R，在0～πE=2Br則電流為i=?在0～πE=2Br則電流為i=?根據(jù)數(shù)學導數(shù)知識可知，t=0或t=πω時，故選D?！踞槍毩?】（多選）（2024·海南·校聯(lián)考一模）如圖所示，粗糙的水平桌面上有一個正三角形閉合單匝導線框，虛線MN右側(cè)存在垂直于桌面向下的勻強磁場。導線框在外力F的作用下沿垂直MN方向勻速進入磁場區(qū)域。在導線框進入勻強磁場的過程中，導線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小用i表示，導線框的電功率用P表示，通過導線框某截面的電荷量用q表示，已知導線框受到桌面的摩擦阻力恒定不變。從導線框進入磁場開始計時，則下列圖像中可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】AB【詳解】A．線框勻速進入磁場，則在t時刻的感應(yīng)電流為i=則選項A正確；B．外力F等于安培力與阻力之和，則F=Bi?2vt則F-t2圖像是不過原點的傾斜的直線，選項B正確；C．導線框的電功率P=則P-t2圖像是過原點的傾斜的直線，選項C錯誤；D．通過導線框某截面的電荷量q=則q-t圖像為曲線，選項D錯誤。故選AB。考向04“單桿＋導軌”模型一．單桿水平式模型物理模型勻強磁場與導軌垂直，磁感應(yīng)強度為B,棒ab長為L,質(zhì)量為m,初速度為零，拉力恒為F,水平導軌光滑，除電阻R外，其他電阻不計動態(tài)分析設(shè)運動過程中某時刻棒的速度為v,由牛頓第二定律知棒ab的加速度為，a、v同向，隨速度的增加，棒的加速度a減小，當a=0時，v最大，恒定收尾狀態(tài)運動形式勻速直線運動力學特征a=0v恒定不變電學特征I恒定二、單桿傾斜式模型物理模型勻強磁場與導軌垂直，磁感應(yīng)強度為B,導軌間距L,導體棒質(zhì)量m,電阻R,導軌光滑，電阻不計(如圖)動態(tài)分析棒ab釋放后下滑，此時a=gsinα,棒ab速度v↑→感應(yīng)電動勢E=BLv↑→電流↑→安培力F=BIL↑→加速度a↓,當安培力F=mgsinα時，a=0,v最大收尾狀態(tài)運動形式勻速直線運動力學特征a=0v最大電學特征I恒定【典例4】（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，與水平面夾角為θ的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導軌。質(zhì)量為m、電阻不可忽略的導體桿MN沿導軌向下運動，以大小為v的速度進入方向垂直于導軌平面向下的勻強磁場區(qū)域，在磁場中運動一段時間t后，速度大小變?yōu)?v。運動過程中桿與導軌垂直并接觸良好，導軌的電阻忽略不計，重力加速度為g。桿在磁場中運動的此段時間內(nèi)（）

A．流過桿的感應(yīng)電流方向從N到MB．桿沿軌道下滑的距離為3C．流過桿感應(yīng)電流的平均電功率等于重力的平均功率D．桿所受安培力的沖量大小為mgt【答案】D【詳解】A．根據(jù)右手定則，判斷知流過桿的感應(yīng)電流方向從M到N，故A錯誤；B．依題意，設(shè)桿切割磁感線的有效長度為L，電阻為R。桿在磁場中運動的此段時間內(nèi)，桿受到重力，軌道支持力及沿軌道向上的安培力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得mgFI=聯(lián)立可得桿的加速度a=g可知，桿在磁場中運動的此段時間內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運動；若桿做勻加速直線運動，則桿運動的距離為s=根據(jù)v?t圖像圍成的面積表示位移，可知桿在時間t內(nèi)速度由v達到2v，桿真實運動的距離大于勻加速情況發(fā)生的距離，即大于32C．由于在磁場中運動的此段時間內(nèi)，桿做加速度逐漸減小的加速運動，桿的動能增大。由動能定理可知，重力對桿所做的功大于桿克服安培力所做的功，根據(jù)P=D．桿在磁場中運動的此段時間內(nèi)，根據(jù)動量定理，可得mgt得桿所受安培力的沖量大小為I故D正確。故選D?！踞槍毩?】（2023·廣東深圳·統(tǒng)考二模）如圖所示，間距為L且足夠長的金屬導軌固定在水平面上，導軌電阻與長度成正比，豎直向下的勻強磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強度為B。導軌左端用導線連接阻值為R的定值電阻，阻值為R的導體棒垂直于導軌放置，與導軌接觸良好。導體棒從導軌的最左端以速度v勻速向右運動的過程中（）A．回路中的電流逐漸變大B．回路中電流方向沿順時針（俯視）C．導體棒兩端的電壓大小為BLvD．導軌的發(fā)熱功率先變大后變小【答案】D【詳解】A．導體棒勻速運動切割磁感線，則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv為定值，而導軌電阻與長度成正比，設(shè)單位長度導軌的電阻為r，則可知運動距離l，導軌的電阻為R而l=vt故導軌的電阻可表示為R由閉合電路的歐姆定律可得回路中的電流為I=則可知回路中的電流逐漸減小，故A錯誤；B．根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，回路中電流方向沿逆時針（俯視），故B錯誤；C．切割磁感線的導體相當于電源，則可知導體棒兩端的電壓即為路端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可得導體棒兩端的電壓為U=故C錯誤；D．令導軌的電阻為R′，將回路中的定值電阻并入電源的內(nèi)阻，則電源的等效內(nèi)阻為2RP則可知，當R時，導軌的熱功率達到最大值，且最大值為E2故選D。【針對練習8】（2023·河北邢臺·河北巨鹿中學校聯(lián)考三模）如圖所示，兩根平行長導軌水平固定，左端接一電容C（初始時不帶電），光滑金屬棒垂直導軌放置，金屬棒和導軌的電阻不計，導軌所在空間存在豎直向上的勻強磁場。t=0時刻，金屬棒在水平恒力F的作用下由靜止開始運動，運動中金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好，則金屬棒運動中的速度v、流過金屬棒的電荷量q、金屬棒運動的位移x、加速度a隨時間t的變化關(guān)系可能正確的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】D．金屬棒運動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢始終等于電容器兩端的電壓，設(shè)金屬棒在極短時間Δt內(nèi)的速度變化量為ΔΔ回路中的電流i=對金屬棒有F?BiL=ma聯(lián)立可得a=恒力F不變，a為一定值，則金屬棒做勻加速直線運動，D錯誤；A．金屬棒的速度v=at為過原點的傾斜直線，A錯誤；C．金屬棒運動的位移x=為拋物線的一部分，C錯誤；B．流過金屬棒的電荷量q=it=CBLat為過原點的傾斜直線，B正確。故選B?？枷?5“雙桿＋導軌”模型(1)初速度不為零，不受其他水平外力的作用光滑的平行導軌光滑不等距導軌示意圖質(zhì)量m1＝m2電阻r1＝r2長度L1＝L2質(zhì)量m1＝m2電阻r1＝r2長度L1＝2L2運動分析桿MN做變減速運動，桿PQ做變加速運動，穩(wěn)定時，兩桿的加速度均為零，以相等的速度eq\f(v0,2)勻速運動穩(wěn)定時，兩桿的加速度均為零，兩桿的速度之比為1∶2能量分析一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，Q＝－ΔEk(2)初速度為零，一桿受到恒定水平外力的作用光滑的平行導軌不光滑的平行導軌示意圖質(zhì)量m1＝m2電阻r1＝r2長度L1＝L2摩擦力Ff1＝Ff2質(zhì)量m1＝m2電阻r1＝r2長度L1＝L2運動分析開始時，兩桿做變加速運動；穩(wěn)定時，兩桿以相同的加速度做勻加速運動開始時，若F≤2Ff，則PQ桿先變加速后勻速運動，MN桿靜止。若F＞2Ff，PQ桿先變加速后勻加速運動，MN桿先靜止后變加速最后和PQ桿同時做勻加速運動，且加速度相同能量分析外力做功轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，WF＝ΔEk＋Q外力做功轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能(包括電熱和摩擦熱)，WF＝ΔEk＋Q電＋Qf【典例5】（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）如圖，兩根光滑平行金屬導軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場中，磁感應(yīng)強度大小分別為2B和B。已知導體棒MN的電阻為R、長度為d，導體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導軌垂直并接觸良好，導軌足夠長且電阻不計。下列說法正確的是（）

A．彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時針方向的電流B．PQ速率為v時，MN所受安培力大小為4C．整個運動過程中，MN與PQ的路程之比為2：1D．整個運動過程中，通過MN的電荷量為BLd【答案】AC【詳解】A．彈簧伸展過程中，根據(jù)右手定則可知，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，選項A正確；B．任意時刻，設(shè)電流為I，則PQ受安培力F方向向左；MN受安培力F方向向右，可知兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動量守恒，設(shè)PQ質(zhì)量為2m，則MN質(zhì)量為m，PQ速率為v時，則2mv=m解得v回路的感應(yīng)電流I=2BdMN所受安培力大小為F選項B錯誤；C．兩棒最終停止時彈簧處于原長狀態(tài)，由動量守恒可得mx可得則最終MN位置向左移動xPQ位置向右移動x因任意時刻兩棒受安培力和彈簧彈力大小都相同，設(shè)整個過程兩棒受的彈力的平均值為F彈，安培力平均值F安，則整個過程根據(jù)動能定理FF可得x選項C正確；D．兩棒最后停止時，彈簧處于原長位置，此時兩棒間距增加了L，由上述分析可知，MN向左位置移動2L3，PQ位置向右移動Lq=選項D錯誤。故選AC?！踞槍毩?】（2023·湖南永州·統(tǒng)考一模）如圖所示，間距L=1m的粗糙傾斜金屬軌道與水平面間的夾角θ=37°，在其頂端與阻值為3R的定值電阻相連，間距相同的光滑金屬軌道固定在水平面上，兩軌道都足夠長且在AA′處平滑連接，AA′至DD′間是光滑絕緣帶，保證傾斜軌道與水平軌道間電流不導通。傾斜軌道處有垂直軌道向上、磁感應(yīng)強度大小為B1=0.5T的勻強磁場，水平軌道處有豎直向上。磁感應(yīng)強度大小為B2=1T的勻強磁場。兩根導體棒1、2的質(zhì)量均為m=0.1kg，兩棒接入電路部分的電阻均為R，初始時刻，導體棒1放置在傾斜軌道上，且距離

A．導體棒1滑至AA′B．導體棒1滑至DD′C．穩(wěn)定時，導體棒2的速度大小為1.2D．整個運動過程中通過導體棒2的電荷量為0.32C【答案】B【詳解】A．由于導體棒1釋放點離AA'足夠遠，導體棒1滑至F即有B解得v故A錯誤；B．導體棒1滑至DDE=回路中的電流為I=此時導體棒2的加速度為a故B正確；C．導體棒1、2組成的系統(tǒng)由動量守恒可得m得v=即穩(wěn)定時，導體棒2的速度大小為1.6m/s2，故C錯誤；D．對導體棒2由動量定理有B即B電荷量q=故D錯誤。故選B?！踞槍毩?0】（多選）（2024·湖南·校聯(lián)考二模）如圖所示，兩足夠長的光滑平行金屬導軌MON、PO′Q水平放置，OO′兩側(cè)導軌所在空間區(qū)域，導軌間距分別為L1和L2，磁感應(yīng)強度分別為B1和B2，方向分別為豎直向上和豎直向下，L1=2L2=2L，B2=2B1=2B

A．a(chǎn)、b兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒B．a(chǎn)、b兩棒最終都將以大小為I2mC．整個過程中，a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為ID．整個過程中，通過a棒的電荷量為I【答案】BC【詳解】A．b棒向右運動，電流方向向里，受到向左的安培力，a棒受到的電流方向向外，也受到向左的安培力，系統(tǒng)受到的合外力方向向左，系統(tǒng)動量不守恒，選項A錯誤；B．b棒的初速度為vb棒向右做減速運動，a棒向左做加速運動，當B1v對b棒，有?2B對a棒，有B解得v=選項B正確；C．系統(tǒng)的總發(fā)熱量為Q=a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為Q選項C正確；D．對a棒q=解得q=選項D錯誤；故選BC。一、單選題1．如圖所示，在直角坐標系xOy的第一象限中，有一等腰直角△ACD，△ACD區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，C點在x軸上，D點在y軸上，各點間距離OC=OD=AC=AD=L。邊長也為L的正方形導線框abcd的ad邊在x軸上，t=0時刻，該導線框恰好位于圖中所示位置（ab邊與y軸重合），此后導線框在外力的作用下沿x軸正方向以恒定的速度v通過磁場區(qū)域。若規(guī)定逆時針方向為導線框中電流的正方向，則導線框通過磁場區(qū)域的過程中，導線框中的感應(yīng)電流i、外力沿x軸方向的分量F隨導線框的位移x變化的圖像（圖中曲線均為拋物線的一部分）中正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】AB．導線框勻速穿過圖示的等腰直角三角形磁場區(qū)域，進入的過程中，由楞次定律可知感應(yīng)電流沿逆時針方向，為正值，由幾何關(guān)系知導線框ab邊切割磁感線的有效長度等于進入磁場的距離x，則感應(yīng)電流的大小為i=導線框離開磁場的過程，由楞次定律可知感應(yīng)電流沿順時針方向，為負值，由幾何關(guān)系知導線框cd邊切割的有效長度等于離開磁場的距離，同理可得感應(yīng)電流大小為i=故A正確，B錯誤；CD．導線框做勻速運動，外力沿x軸方向的分量F與導線框abcd邊所受安培力等大反向，由左手定則可知安培力方向始終向左，則外力沿x軸方向的分量F方向始終向右，則F=Bi故CD錯誤。故選A。2．如圖所示。直角三角形導線框abc以大小為v的速度勻速通過有清晰邊界的勻強磁場區(qū)域（勻強磁場區(qū)域的寬度大于導線框的邊長），則此過程中導線框中感應(yīng)電流（電流以逆時針方向為正）隨時間變化的規(guī)律為下列四個圖像當中的哪一個（）A．B．C． D．【答案】B【詳解】根據(jù)楞次定律以及四幅圖中所給初始電流方向可知，線框進入磁場過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為逆時針，為正方向，而線框離開磁場過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針，為負方向。線框從初始位置到ab邊進入磁場前瞬間的過程中感應(yīng)電流為零。設(shè)從ab邊進入磁場起線框運動的時間為t，bc邊長為d，則線框進入磁場過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Bv則感應(yīng)電流為i=線框完全進入磁場后的一段時間內(nèi)，線框中的磁通量不變，感應(yīng)電流為零。設(shè)磁場區(qū)域?qū)挾葹長，線圈離開磁場的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Bv則感應(yīng)電流為i=?故選B。3．如圖甲所示，在足夠長的光滑斜面上放置著矩形金屬線框，整個斜面內(nèi)存在垂直于斜面方向的勻強磁場。勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化的關(guān)系如圖乙所示（垂直斜面向上為正方向）。t=0時刻將線框由靜止釋放，在線框下滑的過程中，下列說法中正確的（）

A．線框MN邊受到的安培力方向沿斜面向下B．線框MN邊受到的安培力方向沿斜面向上C．經(jīng)時間t，線框的速度大小為gtD．由于有阻力作用，經(jīng)時間t，線框的速度小于gt【答案】C【詳解】AB．由乙圖可知，線框在下降過程中，磁場先垂直斜面向下，磁感應(yīng)強度逐漸減小為零，后磁場垂直斜面向上，磁感應(yīng)強度由零逐漸增大，從上往下看，線框中的電流方向為順時針方向，根據(jù)左手定則可知，線框四個邊均受到安培力，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，但磁場的方向發(fā)生變化，因此MN邊受到的安培力先沿斜面向下，再沿斜面向上，故AB錯誤；CD．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向下運動，沿斜面向下的分力為mgsinmg解得a=g可得經(jīng)過時間t，線框的速度大小為v=故C正確，D錯誤。故選C。4．如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取甲圖中電流方向為正方向，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則（）A．在t?時刻，F(xiàn)N>G，P中有順時針方向感應(yīng)電流B．在t2時刻，F(xiàn)N=G，P中有順時針方向感應(yīng)電流C．在t3時刻，F(xiàn)N=G，P中有順時針方向感應(yīng)電流D．在t?時刻，F(xiàn)N>G，P中無感應(yīng)電流【答案】C【詳解】A．在t?時刻，線圈Q中電流均勻增加，則穿過線圈P的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈P受磁場力向下，則FN>G，P中感應(yīng)電流的磁場向上，可知P中有逆時針方向感應(yīng)電流（從上往下看），選項A錯誤；B．在t2時刻，線圈Q中電流不變，則P中磁通量不變，P中無感應(yīng)電流，則此時FN=G，選項B錯誤；C．在t3時刻，線圈Q中電流正向減小，則穿過線圈P的磁通量向下減小，則根據(jù)楞次定律可知，P中感應(yīng)電流的磁場向下，則P中有順時針方向感應(yīng)電流，因此時Q中電流為零，則P不受磁場力，則FN=G，選項C正確；D．在t?時刻，線圈Q中電流不變，則P中磁通量不變，P中無感應(yīng)電流，則此時FN=G，選項D錯誤。故選C。5．如圖所示，條形磁體豎直放置，P位置為磁體中部，M、L分別為磁體上方和下方相應(yīng)的位置。一個金屬圓環(huán)在外界作用下從M位置勻速向下運動，圓環(huán)始終保持水平。下列說法錯誤的是（）

A．圓環(huán)從M運動至P的過程中，從上往下看環(huán)中的電流沿順時針方向B．圓環(huán)從P運動至L的過程中，從上往下看環(huán)中的電流沿順時針方向C．圓環(huán)從M運動至P的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量增大D．圓環(huán)從M運動至L的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小【答案】B【詳解】由條形磁鐵的磁感線分布情況可知，圓環(huán)從M運動至P的過程中，穿過圓環(huán)向上的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)阻礙磁通量增大，由安培定則可知，從上往下看，感應(yīng)電流沿順時針方向；從P運動至L的過程中，穿過圓環(huán)向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)阻礙磁通量減小，則從上往下看，圓環(huán)中的電流沿逆時針方向，綜上可知，圓環(huán)從M運動至L的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小。本題選錯誤的，故選B。6．如圖所示，MN右側(cè)存在垂直紙面向里的勻強磁場，某同學用粗細均勻、材料相同的漆包電阻絲做成兩個半徑相同的半圓形閉合金屬線圈，圖中O點交叉處圓弧導線與直導線不連通。金屬線圈可繞兩半圓直徑所在的轉(zhuǎn)軸ab（恰好與邊導線界MN重合）勻速轉(zhuǎn)動。已知t=0時刻，磁場方向垂直于線圈平面，則ab兩端點的電壓（UabA．

B．

C．

D．

【答案】A【詳解】當金屬線圈從與磁場垂直到轉(zhuǎn)過90°的過程中，與磁場垂直時磁通量最大，但磁通量的變化率為零，而轉(zhuǎn)動過程中通過金屬線框的磁通量在逐漸減小，當轉(zhuǎn)過角度等于90°時，穿過線圈的磁通量減為零，此時磁通量的變化率達到最大值，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，此時感應(yīng)電動勢達到最大值，而當線框接著轉(zhuǎn)動，從90°轉(zhuǎn)到180°的過程中，磁通量又開始逐漸增大，直至轉(zhuǎn)過180°磁通量再次達到最大值，感應(yīng)電動勢減為0，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，ab兩端點的電壓將反向減??；當從180故選A。二、多選題7．電磁灶（又叫電磁爐）的基本結(jié)構(gòu)圖如圖甲所示，利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流的原理對食物進行加熱，利用渦流現(xiàn)象來冶煉鋼鐵的煉鋼爐裝置如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A．電磁灶的加熱原理先是電能變成磁能，然后產(chǎn)生渦流最后產(chǎn)生焦耳熱B．鐵質(zhì)鍋換成銅、鋁鍋，其加熱效果與鐵質(zhì)鍋一樣C．煉鋼爐通上恒定電流也可以冶煉鋼鐵D．煉鋼爐的渦流現(xiàn)象與電磁灶的渦流現(xiàn)象本質(zhì)相同，結(jié)構(gòu)也類似【答案】AD【詳解】A．電磁灶的加熱原理是變化電流產(chǎn)生變化磁場，然后產(chǎn)生渦流最后產(chǎn)生焦耳熱，A正確；B．由于銅、鋁的電阻比較小，在電磁感應(yīng)中不能滿足需要的發(fā)熱功率，故鐵質(zhì)鍋不能換成銅、鋁鍋，加熱效果不同，B錯誤；C．煉鋼爐通上恒定電流產(chǎn)生的磁場是恒定磁場，通過鋼鐵的磁通量不變，不會產(chǎn)生渦流即感應(yīng)電流，則不能冶煉鋼鐵，C錯誤；D．煉鋼爐的渦流現(xiàn)象與電磁灶的渦流現(xiàn)象本質(zhì)相同，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)也類似，都是鐵質(zhì)金屬整體能產(chǎn)生渦流的結(jié)構(gòu)裝置，D正確。故選AD。8．電磁技術(shù)在生活中的應(yīng)用非常廣泛：圖甲是霍爾元件，當通以如圖所示的電流I和磁場B時，即可在M、N兩極處產(chǎn)生電壓，電壓的大小可以用來檢測磁場的變化；圖乙是冶煉合金鋼的真空冶煉爐的示意圖。則下列說法正確的是（

）

A．圖甲中，若霍爾元件的載流子為負離子，則N點的電勢高于M點B．圖甲中，若霍爾元件的載流子為負離子，則M點的電勢高于N點C．圖乙中，當真空冶煉爐的線圈中通高頻交流電時，線圈電阻產(chǎn)生焦耳熱，從而煉化金屬D．圖乙中，當真空冶煉爐的線圈中通高頻交流電時，使爐內(nèi)的金屬產(chǎn)生渦流，從而煉化金屬【答案】AD【詳解】AB．圖甲中由左手定則可判斷負離子向M偏轉(zhuǎn)，故N點電勢高于M點，故A正確，B錯誤；CD．真空冶煉爐的線圈中通高頻交流電時，爐內(nèi)的金屬會產(chǎn)生渦流，從而煉化金屬，故C錯誤，D正確。故選AD。9．如圖（a），螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框abcd相連，導線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間按圖（b）所示規(guī)律變化時（）A．在t2~t3時間內(nèi)，a點的電勢始終比d點的電勢低B．在t3~t4時間內(nèi)，L有擴張趨勢C．在t1~t2時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流D．在t2~t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流【答案】BC【詳解】A．根據(jù)圖（b），在t2~t3時間內(nèi)，根據(jù)楞次定律可知，螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上，由安培定則可知，a點相當于電源的正極，d點相當于電源的負極，因此a點的電勢始終比d點的電勢高，故A錯誤；B．在t3~t4時間內(nèi)，螺線管中磁場的變化率減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，穿過金屬圓環(huán)L的磁通量減小，L有擴張趨勢，故B正確；C．在t1~t2時間內(nèi)，穿過螺線管的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，導線框中有dcbad方向的電流；由于磁場變化率減小，導致感應(yīng)電流逐漸減小，穿過金屬圓環(huán)L的磁通量向里減小，由楞次定律可知L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，故C正確；D．在t2~t3時間內(nèi)，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，穿過金屬圓環(huán)L的磁通量不變，L內(nèi)無感應(yīng)電流，故D錯誤。故選BC。10．如圖甲是游樂園常見的跳樓機，跳樓機的電磁式制動原理如圖乙所示。跳樓機主干柱體上交替分布著方向相反、大小相等的勻強磁場，每塊磁場區(qū)域的寬度均為0.8m，高度均相同，磁感應(yīng)強度的大小均為1T，中間座椅后方固定著100匝矩形線圈，線圈的寬度略大于磁場的寬度，高度與磁場高度相同，總電阻為8Ω。若某次跳樓機失去其他保護，由靜止從高處突然失控下落，乘客與設(shè)備的總質(zhì)量為640kg，重力加速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空氣阻力，則下列說法正確的是（

）

A．線圈中電流方向始終為逆時針B．跳樓機的最大速度為8m/sC．當跳樓機的速度為lm/s時，線圈中感應(yīng)電流為20AD．跳樓機速度最大時，克服安培力做功的功率為12800W【答案】CD【詳解】A．由右手定則可知，電流方向為逆時針與順時針交替變化，故A錯誤；B．跳樓機由靜止下落后受安培力與重力，有mg?跳樓機受到的安培力為F由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=2nBLv且i=可得mg?隨著速度的增加，加速度減小，當加速度為0時，速度達到最大值，以后跳樓機做勻速運動，當跳樓機速度最大時，安培力與重力平衡有mg=解得v故B錯誤；C．由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=2nBLv由閉合電路歐姆定律，當跳樓機的速度為lm/s時，線圈中感應(yīng)電流為I=故C正確；D．當跳樓機速度最大時，有F克服安培力做功的功率為P故D正確。故選CD。11．如圖所示，半徑為a電阻為R的半圓形單匝金屬框，半徑上方有磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場。第一次讓金屬框繞圓心O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動180°。第二次保持金屬線框不動，讓磁感應(yīng)強度B隨時間變化且與時間的關(guān)系式B=B0+ktA．第一次線框中的電流方向為逆時針B．第一次流過導線框橫截面積的電量為πC．第二次磁場的變化率k=D．第二次線框中的電流方向為順時針【答案】BC【詳解】A．根據(jù)右手定則，第一次線框中的電流方向為順時針，故A錯誤；B．第一次流過導線框橫截面積的電量為q=故B正確；C．第一次線框中的電流大小為I根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E根據(jù)歐姆定律E解得第二次磁場的變化率k=故C正確；D．第二次金屬線框內(nèi)向里的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知第二次線框中的電流方向為逆時針，故D錯誤。故選BC。12．10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，飛船入軌后，將按照預定程序與空間站組合體進行自主快速交會對接，航天器對接時存在一定的相對速度，由于航天器的質(zhì)量大，對接時產(chǎn)生的動能比較大，為了減少對接過程中產(chǎn)生的震動和撞擊，對接機構(gòu)內(nèi)部采用了電磁阻尼器消耗對接能量．如圖為某電磁阻尼器的簡化原理圖，當質(zhì)量塊上下移動時會帶動磁心一起運動，磁心下方為N極，下列說法正確的是（）A．當質(zhì)量塊帶動磁心從線圈上方向下移時，線圈有收縮趨勢B．當質(zhì)量塊帶動磁心下移時，通過電阻R的電流向上C．整個過程對應(yīng)的是動能向磁場能轉(zhuǎn)換D．減小線圈匝數(shù)，阻尼效果增強【答案】AB【詳解】A．當質(zhì)量塊帶動磁心下移時，線圈磁通量增大，根據(jù)“增縮減擴”，線圈有收縮趨勢，故A正確；B．根據(jù)楞次定律，線圈中磁場方向向下，磁通量增大，則通過電阻R的感應(yīng)電流向上，故B正確；C．整個過程對應(yīng)的是動能向電能轉(zhuǎn)換，故C錯誤；D．減小線圈匝數(shù)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小，阻尼效果減弱，故D錯誤。故選AB。13．如圖所示光滑平行水平足夠長的金屬導軌間距為l，整個區(qū)域處在豎直向下的勻強磁場中。兩質(zhì)量為m，電阻為r完全相同的金屬棒垂直于導軌靜止在導軌上，與導軌接觸良好，某時刻給金屬棒CD一個初速度v，下列說法正確的是（）

A．導體棒CD將做勻減速運動B．整個過程電路產(chǎn)生的熱量為mC．兩導體棒最終速度為vD．兩導體棒整個過程發(fā)生的相對位移為mvr【答案】CD【詳解】A．設(shè)勻強磁場場強為B，當兩導體棒速度相等時，導體棒CD速度最小，該過程中，導體棒CD受到的安培力水平向左，根據(jù)FI=E=Bl聯(lián)立可得F式中Δv為兩導體棒在運動過程中的速度差，由于Δa=可知做導體棒CD做加速度減小的減速運動，故A錯誤；C．根據(jù)楞次定律，導體棒AB、CD最終以相同的速度勻速直線運動，設(shè)共同速度為v1mv=2m解得v故C正確；B．設(shè)導體棒AB、CD在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q總1解得Q故B錯誤；D．對導體棒AB，由動量定理得Bilt=m因為q=i聯(lián)立解得x=故D正確。故選CD。14．如圖所示，兩寬度不等的光滑平行金屬導軌水平固定放置，窄軌間距為L、寬軌間距為2L，導軌間存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小均為B，已知兩導軌均足夠長、電阻不計。導體棒ab、cd分別垂直放置在兩導軌上，導體棒ab、cd的質(zhì)量分別為m、2m，電阻均為R，某時刻兩導體棒均獲得大小為v0、平行于導軌水平向右的初速度，運動過程中兩導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，ab棒始終未滑離窄軌，在兩導體棒運動的過程中，下列說法正確的是（

A．導體棒ab的最大速度為6v05 B．導體棒C．通過導體棒ab的電荷量最多為mv05BL D．導體棒【答案】BD【詳解】A．兩導體棒均獲得大小為v0的初速度時，由楞次定律可知，回路中的電流沿逆時針方向，由左手定則可知，ab棒所受安培力向右，做加速運動，cd棒所受安培力向左，做減速運動，當回路中電流為0時，ab棒速度最大，設(shè)此時ab棒、cd棒的速度分別為vab、BL則v取向右為正方向，對ab棒、cd棒分別應(yīng)用動量定理，可得B?2B解得vab=故A錯誤；B．對整個過程根據(jù)能量守恒，可得1導體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱最多為Q解得Q故B正確；C．由于q=則對ab棒分析可得qBL=m解得通過導體棒ab的電荷量最多為q=故C錯誤；D．導體棒剛開始運動時，回路中的感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，ab棒受到的安培力最大，由閉合電路歐姆定律可得I=棒ab受到的最大安培力F=BIL=故D正確。故選BD。15．如圖所示，水平邊界1、2間有沿水平方向的勻強磁場，質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形金屬線框ACDE在磁場正上方的某一高度處由靜止釋放，AC邊進磁場與AC邊出磁場時的速度相等。金屬線框運動過程中，始終在垂直于磁場的豎直面內(nèi)，AC邊始終水平，磁場寬度為d，且d大于L，則下列判斷正確的是（

）A．AC邊進磁場時，豎直方向的安培力小于重力B．AC邊出磁場時，做減速運動C．線框穿過磁場產(chǎn)生的焦耳熱大小為2mgdD．線框由靜止釋放的位置越高，則線框進磁場過程通過線框某一橫截面的電荷量越多【答案】BC【詳解】AB．第一次，AC邊進磁場與AC邊出磁場時的速度相等，表明AC邊進磁場時做減速運動，線框進磁場過程和出磁場過程運動情況相同，因此第一次線框DE邊進磁場和出磁場速度相同，內(nèi)此線框進出磁場過程均先做減速運動，重力小于安培力，A錯誤，B正確；C．線框從AC邊剛進磁場到AC邊剛出磁場過程，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q1=mgd則線框穿過磁場產(chǎn)生的焦耳熱Q=2Q1=2mgdC正確；D．線框進磁場過程通過線框某一橫截面電荷量不變，與釋放的高度無關(guān)，D錯誤。故選BC。16．由相同材料的導線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界水平，且磁場的寬度大于線圈的邊長，如圖所示。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。甲的下邊開始進入磁場時以速度v做勻速運動，下列判斷正確的是（）A．若乙的上邊進入磁場前也做勻速運動，則速度大小為1B．甲和乙進入磁場的過程中，通過導線的電荷量之比為1：2C．甲、乙下邊開始離開磁場時，一定都做減速運動D．一定是甲先離開磁場，乙后離開磁場【答案】BC【詳解】A．甲、乙兩正方形線圈的材料相同，則它們的密度和電阻率相同，設(shè)材料的電阻率為ρ，密度為ρ'，兩正方形線圈的邊長相同，設(shè)線圈邊長為L，設(shè)線圈的橫截面積為Sm=由題意可知，兩線圈的質(zhì)量相等，則4則n兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，設(shè)線圈下邊到磁場的高度為h，設(shè)線圈下邊剛進入磁場時的速度為v，線圈進入磁場前做自由落體運動，則v=2g?，由于下落高度h相同，則線圈下邊剛進入磁場時的速度v相等。設(shè)線圈匝數(shù)為n，磁感應(yīng)強度為BE=nBLv由電阻定律可知，線圈電阻R=ρ由閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電流I=線圈受到的安培力F=nBIL=由于n甲S甲=n乙S乙，B、L、F=mg所以乙的上邊進入磁場前也做勻速運動，則速度大小為v，故A錯誤；B．線圈進入磁場的過程中，通過導線的電荷量為q=It=由n甲S所以甲和乙進入磁場的過程中，通過導線的電荷量之比為1：2，故B正確；C．線圈完全進入磁場后通過線圈的磁通量不變，線圈中感應(yīng)電流為0，線圈不再受安培力，線圈在磁場中做加速運動；線圈開始離開磁場時，速度比進入磁場時大，安培力也比重力大，所以甲、乙下邊開始離開磁場時，一定都做減速運動，故C正確；D．甲、乙進入磁場時速度相同，離開磁場時的速度也相同，所受安培力F=nBIL=也相同，線圈離開磁場的加速度相同，所以甲