新高考物理二輪復習講與練專題4.2 電磁感應（練）（原卷版）

專題四電路和電磁感應（練）專題4.2電磁感應第一部分：練真題【2022年真題】1、（2022·重慶卷·T13）某同學以金屬戒指為研究對象，探究金屬物品在變化磁場中的熱效應。如圖所示，戒指可視為周長為L、橫截面積為S、電阻率為SKIPIF1<0的單匝圓形線圈，放置在勻強磁場中，磁感應強度方向垂直于戒指平面。若磁感應強度大小在SKIPIF1<0時間內(nèi)從0均勻增加到SKIPIF1<0，求：（1）戒指中的感應電動勢和電流；（2）戒指中電流的熱功率。2、（2022·重慶卷·T7）如圖1所示，光滑的平行導電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導體桿與軌道垂直并接觸良好（不計桿和軌道的電阻），整個裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強磁場中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運動，兩次運動中拉力大小與速率的關系如圖2所示。其中，第一次對應直線①，初始拉力大小為F0，改變電阻阻值和磁感應強度大小后，第二次對應直線②，初始拉力大小為2F0，兩直線交點的縱坐標為3F0。若第一次和第二次運動中的磁感應強度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運動相同位移的時間之比為n，則k、m、n可能為（）A.k=2、m=2、n=2 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<03、（2022·海南卷·T18）光滑的水平長直軌道放在勻強磁場SKIPIF1<0中，軌道寬SKIPIF1<0，一導體棒長也為SKIPIF1<0，質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，它與導軌接觸良好。當開關與a接通時，電源可提供恒定的SKIPIF1<0電流，電流方向可根據(jù)需要進行改變，開關與b接通時，電阻SKIPIF1<0，若開關的切換與電流的換向均可在瞬間完成，求：①當棒中電流由M流向N時，棒的加速度的大小和方向是怎樣的？②當開關始終接a，要想在最短時間內(nèi)使棒向左移動SKIPIF1<0而靜止，則棒的最大速度是多少？③要想棒在最短時間內(nèi)向左移動7m而靜止，則棒中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？4、（2022·江蘇卷·T5）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磁場，磁感應強度B隨時間t的變化關系為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、k為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大小為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<05、（2022·上海卷·T20）寬L=0.75m的導軌固定，導軌間存在著垂直于紙面且磁感應強度B=0.4T的勻強磁場。虛線框I、II中有定值電阻R0和最大阻值為20Ω的滑動變阻器R。一根與導軌等寬的金屬桿以恒定速率向右運動，圖甲和圖乙分別為變阻器全部接入和一般接入時沿abcda方向電勢變化的圖像。求：（1）勻強磁場的方向；（2）分析并說明定值電阻R0在I還是在II中，并且R0大小為多少？（3）金屬桿運動的速率；（4）滑動變阻器阻值為多大時變阻器的功率最大？并求出該最大功率Pm。6、（2022·上海卷·T12）如圖，一個正方形導線框以初速度v0向右穿過一個有界的勻強磁場。線框兩次速度發(fā)生變化所用時間分別為t1和t2以及這兩段時間內(nèi)克服安培力做的功分別為W1和W2，則（）A.t1＜t2，W1＜W2，B.t1＜t2，W1＞W(wǎng)2，C.t1＞t2，W1＜W2，D.t1＞t2，W1＞W(wǎng)2，7、（2022·遼寧卷·T15）如圖所示，兩平行光滑長直金屬導軌水平放置，間距為L。SKIPIF1<0區(qū)域有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向豎直向上。初始時刻，磁場外的細金屬桿M以初速度SKIPIF1<0向右運動，磁場內(nèi)的細金屬桿N處于靜止狀態(tài)。兩金屬桿與導軌接觸良好且運動過程中始終與導軌垂直。兩桿的質(zhì)量均為m，在導軌間的電阻均為R，感應電流產(chǎn)生的磁場及導軌的電阻忽略不計。（1）求M剛進入磁場時受到安培力F的大小和方向；（2）若兩桿在磁場內(nèi)未相撞且N出磁場時的速度為SKIPIF1<0，求：①N在磁場內(nèi)運動過程中通過回路的電荷量q；②初始時刻N到SKIPIF1<0的最小距離x；（3）初始時刻，若N到SKIPIF1<0的距離與第（2）問初始時刻的相同、到SKIPIF1<0的距離為SKIPIF1<0，求M出磁場后不與N相撞條件下k的取值范圍。8、（2022·湖南卷·T10）如圖，間距SKIPIF1<0的U形金屬導軌，一端接有SKIPIF1<0的定值電阻SKIPIF1<0，固定在高SKIPIF1<0的絕緣水平桌面上。質(zhì)量均為SKIPIF1<0的勻質(zhì)導體棒a和b靜止在導軌上，兩導體棒與導軌接觸良好且始終與導軌垂直，接入電路的阻值均為SKIPIF1<0，與導軌間的動摩擦因數(shù)均為0.1（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），導體棒SKIPIF1<0距離導軌最右端SKIPIF1<0。整個空間存在豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出），磁感應強度大小為SKIPIF1<0。用SKIPIF1<0沿導軌水平向右的恒力拉導體棒a，當導體棒a運動到導軌最右端時，導體棒b剛要滑動，撤去SKIPIF1<0，導體棒a離開導軌后落到水平地面上。重力加速度取SKIPIF1<0，不計空氣阻力，不計其他電阻，下列說法正確的是（）

A.導體棒a離開導軌至落地過程中，水平位移為SKIPIF1<0B.導體棒a離開導軌至落地前，其感應電動勢不變C.導體棒a在導軌上運動的過程中，導體棒b有向右運動的趨勢D.導體棒a在導軌上運動的過程中，通過電阻SKIPIF1<0的電荷量為SKIPIF1<09、（2022·廣東卷·T1）如圖所示，水平地面（SKIPIF1<0平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導線正上方，SKIPIF1<0平行于y軸，SKIPIF1<0平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有（）A.N點與M點的磁感應強度大小相等，方向相同B.線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變C.線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應電流D.線圈從P到M過程的感應電動勢與從P到N過程的感應電動勢相等10、（2022·廣東卷·T4）圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，SKIPIF1<0，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）A.兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等 B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C.兩線圈產(chǎn)生電動勢同時達到最大值 D.兩電阻消耗的電功率相等11、（2022·山東卷·T12）如圖所示，SKIPIF1<0平面的第一、三象限內(nèi)以坐標原點O為圓心、半徑為SKIPIF1<0的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強磁場。邊長為L的正方形金屬框繞其始終在O點的頂點、在SKIPIF1<0平面內(nèi)以角速度SKIPIF1<0順時針勻速轉(zhuǎn)動，SKIPIF1<0時刻，金屬框開始進入第一象限。不考慮自感影響，關于金屬框中感應電動勢E隨時間t變化規(guī)律的描述正確的是（）A.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E一直增大B.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E先增大后減小C.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過程中，E的變化率一直增大D.在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，E的變化率一直減小12、（2022·全國甲卷·T20）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導軌固定在水平絕緣桌面上，在導軌的左端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、阻值也為R的導體棒MN靜止于導軌上，與導軌垂直，且接觸良好，導軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強磁場中。開始時，電容器所帶的電荷量為Q，合上開關S后，（）A.通過導體棒SKIPIF1<0電流的最大值為SKIPIF1<0B.導體棒MN向右先加速、后勻速運動C.導體棒SKIPIF1<0速度最大時所受的安培力也最大D.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導體棒SKIPIF1<0上產(chǎn)生的焦耳熱13、（2022·全國甲卷·T16）三個用同樣的細導線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長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相等，如圖所示。把它們放入磁感應強度隨時間線性變化的同一勻強磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應電流的大小分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。則（）ASKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<014、（2022·浙江1月卷·T13）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、磁感應強度大小B=kt的勻強磁場，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SKIPIF1<0、高度為h、半徑為r、厚度為d（d?r），則（）A.從上向下看，圓管中的感應電流為逆時針方向B.圓管的感應電動勢大小為SKIPIF1<0C.圓管的熱功率大小為SKIPIF1<0D.輕繩對圓管的拉力隨時間減小15、（2022·浙江1月卷·T21）如圖所示，水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán)，長均為r，電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置，其中一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在過圓心的導電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上，并隨軸以角速度SKIPIF1<0=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應強度大小為B1的勻強磁場。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距l(xiāng)1的水平放置的平行金屬軌道相連，軌道間接有電容C=0.09F的電容器，通過單刀雙擲開關S可分別與接線柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為l1、長度為l2、磁感應強度大小為B2的勻強磁場區(qū)域。在磁場區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab，磁場區(qū)域外有間距也為l1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接，在絕緣軌道的水平段上放置“［”形金屬框fcde。棒ab長度和“［”形框的寬度也均為l1、質(zhì)量均為m=0.01kg，de與cf長度均為l3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均為豎直向上；棒ab和“［”形框的cd邊的電阻均為R=0.1SKIPIF1<0，除已給電阻外其他電阻不計，軌道均光滑，棒ab與軌道接觸良好且運動過程中始終與軌道垂直。開始時開關S和接線柱1接通，待電容器充電完畢后，將S從1撥到2，電容器放電，棒ab被彈出磁場后與“［”形框粘在一起形成閉合框abcd，此時將S與2斷開，已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進入磁場。（1）求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q，哪個極板（M或N；）帶正電？（2）求電容器釋放的電荷量SKIPIF1<0；（3）求框abcd進入磁場后，ab邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離x。v16、（2022·全國乙卷·T24）如圖，一不可伸長的細繩的上端固定，下端系在邊長為SKIPIF1<0的正方形金屬框的一個頂點上。金屬框的一條對角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強磁場。已知構(gòu)成金屬框的導線單位長度的阻值為SKIPIF1<0；在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0時間內(nèi)，磁感應強度大小隨時間t的變化關系為SKIPIF1<0。求:（1）SKIPIF1<0時金屬框所受安培力的大?。唬?）在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0時間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。【2021年真題】1、（2021·重慶卷·T3）某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運動時所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運動。若該眼動儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應強度為B的勻強磁場中，線圈平面最初平行于磁場，經(jīng)過時間t后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，則在這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應電動勢的大小和感應電流的方向（從左往右看）為A.SKIPIF1<0，逆時針。B.SKIPIF1<0，逆時針。C.SKIPIF1<0，順時針。D.SKIPIF1<0，順時針。2、（2021·北京卷·T11）某同學搬運如圖所示的磁電式電流表時，發(fā)現(xiàn)表針晃動劇烈且不易停止。按照老師建議，該同學在兩接線柱間接一根導線后再次搬運，發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱且能很快停止。下列說法正確的是（）A.未接導線時，表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應電動勢B.未接導線時，表針晃動劇烈是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用C.接上導線后，表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應電動勢D.接上導線后，表針晃動減弱是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用3、（2021·北京卷·T7）如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，水平U型導體框左端連接一阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒ab置于導體框上。不計導體框的電阻、導體棒與框間的摩擦。ab以水平向右的初速度v0開始運動，最終停在導體框上。在此過程中（）A.導體棒做勻減速直線運動 B.導體棒中感應電流的方向為SKIPIF1<0C.電阻R消耗的總電能為SKIPIF1<0 D.導體棒克服安培力做的總功小于SKIPIF1<04、（2021·全國甲卷·T21）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，磁場的上邊界水平，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。在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）A.甲和乙都加速運動B.甲和乙都減速運動C.甲加速運動，乙減速運動D.甲減速運動，乙加速運動5、（2021·廣東卷·T10）如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，SKIPIF1<0與SKIPIF1<0平行，SKIPIF1<0是以O為圓心的圓弧導軌，圓弧SKIPIF1<0左側(cè)和扇形SKIPIF1<0內(nèi)有方向如圖的勻強磁場，金屬桿SKIPIF1<0的O端與e點用導線相接，P端與圓弧SKIPIF1<0接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿SKIPIF1<0靜止在平行導軌上，若桿SKIPIF1<0繞O點在勻強磁場區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（）A.桿SKIPIF1<0產(chǎn)生的感應電動勢恒定B.桿SKIPIF1<0受到的安培力不變C.桿SKIPIF1<0做勻加速直線運動D.桿SKIPIF1<0中的電流逐漸減小6、（2021·河北卷·T7）如圖，兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B，導軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標原點，狹縫右側(cè)兩導軌與x軸夾角均為SKIPIF1<0，一電容為C的電容器與導軌左端相連，導軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點開始以速度v向右勻速運動，忽略所有電阻，下列說法正確的是（）A.通過金屬棒的電流為SKIPIF1<0B.金屬棒到達SKIPIF1<0時，電容器極板上的電荷量為SKIPIF1<0C.金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負電D.金屬棒運動過程中，外力F做功的功率恒定7、（2021·河北卷·T5）如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強磁場，磁感應強度大小為SKIPIF1<0，一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為L的兩光滑平行金屬導軌固定在與導軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度大小為SKIPIF1<0，導軌平面與水平面夾角為SKIPIF1<0，兩導軌分別與P、Q相連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒SKIPIF1<0垂直導軌放置，恰好靜止，重力加速度為g，不計導軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是（）A.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向上，SKIPIF1<0B.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下，SKIPIF1<0C.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向上，SKIPIF1<0D.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下，SKIPIF1<08、（2021·湖南卷·T10）兩個完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長為SKIPIF1<0，通過長為SKIPIF1<0的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖所示的組合體。距離組合體下底邊SKIPIF1<0處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平，高度為SKIPIF1<0，左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內(nèi)以初速度SKIPIF1<0水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設置合適的磁感應強度大小SKIPIF1<0使其勻速通過磁場，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.SKIPIF1<0與SKIPIF1<0無關，與SKIPIF1<0成反比B.通過磁場的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變C.通過磁場的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等D.調(diào)節(jié)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，只要組合體仍能勻速通過磁場，則其通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量不變9、（2021·江蘇卷·T5）在光滑桌面上將長為SKIPIF1<0的軟導線兩端固定，固定點的距離為SKIPIF1<0，導線通有電流I，處于磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導線中的張力為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<010、（2021·遼寧卷·T9）如圖（a）所示，兩根間距為L、足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置并固定，頂端接有阻值為R的電阻，垂直導軌平面存在變化規(guī)律如圖（b）所示的勻強磁場，t=0時磁場方向垂直紙面向里。在t=0到t=2t0的時間內(nèi)，金屬棒水平固定在距導軌頂端L處；t=2t0時，釋放金屬棒。整個過程中金屬棒與導軌接觸良好，導軌與金屬棒的電阻不計，則（）A.在SKIPIF1<0時，金屬棒受到安培力的大小為SKIPIF1<0B.在t=t0時，金屬棒中電流的大小為SKIPIF1<0C.在SKIPIF1<0時，金屬棒受到安培力的方向豎直向上D.在t=3t0時，金屬棒中電流的方向向右11、（2021·山東卷·T12）如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中磁場方向均垂直斜面向上，Ⅰ區(qū)中磁感應強度隨時間均勻增加，Ⅱ區(qū)中為勻強磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進入Ⅱ區(qū)后，經(jīng)b下行至c處反向上行。運動過程中金屬棒始終垂直導軌且接觸良好。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時的速度大于上行過b時的速度B.金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)D.金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處12、（2021·山東卷·T8）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，它們之間的導體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應電動勢的共同作用下，導體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r。導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)生離地平均高度為H，導體繩長為SKIPIF1<0，地球半徑為R，質(zhì)量為M，軌道處磁感應強度大小為B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。據(jù)此可得，電池電動勢為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<013、（2021·福建卷·T7）如圖，P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌，間距為L，導軌足夠長且電阻可忽略不計。圖中SKIPIF1<0矩形區(qū)域有一方向垂直導軌平面向上、感應強度大小為B的勻強磁場。在SKIPIF1<0時刻，兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界SKIPIF1<0、SKIPIF1<0進入磁場，速度大小均為SKIPIF1<0；一段時間后，流經(jīng)a棒的電流為0，此時SKIPIF1<0，b棒仍位于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b相同材料制成，長度均為L，電阻分別為R和SKIPIF1<0，a棒的質(zhì)量為m。在運動過程中兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，a、b棒沒有相碰，則（）A．SKIPIF1<0時刻a棒加速度大小為SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0時刻b棒的速度為0C．SKIPIF1<0時間內(nèi)，通過a棒橫截面的電荷量是b棒的2倍D．SKIPIF1<0時間內(nèi)，a棒產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<014、（2021·浙江省6月卷·T2）一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示，充滿氖氣（SKIPIF1<0）的電離室中有兩電極與長直導線連接，并通過兩水平長導線與高壓電源相連。在與長直導線垂直的平面內(nèi)，以導線為對稱軸安裝一個用阻值SKIPIF1<0的細導線繞制、匝數(shù)SKIPIF1<0的圓環(huán)形螺線管，細導線的始末兩端c、d與阻值SKIPIF1<0的電阻連接。螺線管的橫截面是半徑SKIPIF1<0的圓，其中心與長直導線的距離SKIPIF1<0。氣體被電離后在長直導線回路中產(chǎn)生順時針方向的電流I，其SKIPIF1<0圖像如圖乙所示。為便于計算，螺線管內(nèi)各處的磁感應強度大小均可視為SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0。（1）求SKIPIF1<0內(nèi)通過長直導線橫截面的電荷量Q；（2）求SKIPIF1<0時，通過螺線管某一匝線圈的磁通量SKIPIF1<0；（3）若規(guī)定SKIPIF1<0為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計算，畫出通過電阻R的SKIPIF1<0圖像；（4）若規(guī)定SKIPIF1<0為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的SKIPIF1<0圖像。15、（2021·天津卷·T12）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌SKIPIF1<0、SKIPIF1<0間距SKIPIF1<0，其電阻不計，兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成SKIPIF1<0角，N、Q兩端接有SKIPIF1<0的電阻。一金屬棒SKIPIF1<0垂直導軌放置，SKIPIF1<0兩端與導軌始終有良好接觸，已知SKIPIF1<0的質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度大小SKIPIF1<0。SKIPIF1<0在平行于導軌向上的拉力作用下，以初速度SKIPIF1<0沿導軌向上開始運動，可達到最大速度SKIPIF1<0。運動過程中拉力的功率恒定不變，重力加速度SKIPIF1<0。（1）求拉力的功率P；（2）SKIPIF1<0開始運動后，經(jīng)SKIPIF1<0速度達到SKIPIF1<0，此過程中SKIPIF1<0克服安培力做功SKIPIF1<0，求該過程中SKIPIF1<0沿導軌的位移大小x。16、（2021·湖北卷·T16）如圖（a）所示，兩根不計電阻、間距為L的足夠長平行光滑金屬導軌，豎直固定在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度大小為B。導軌上端串聯(lián)非線性電子元件Z和阻值為R的電阻。元件Z的SKIPIF1<0圖像如圖（b）所示，當流過元件Z的電流大于或等于SKIPIF1<0時，電壓穩(wěn)定為Um。質(zhì)量為m、不計電阻的金屬棒可沿導軌運動，運動中金屬棒始終水平且與導軌保持良好接觸。忽略空氣阻力及回路中的電流對原磁場的影響，重力加速度大小為g。為了方便計算，取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。以下計算結(jié)果只能選用m、g、B、L、R表示。（1）閉合開關S。，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度v1；（2）斷開開關S，由靜止釋放金屬棒，求金屬榨下落的最大速度v2；（3）先閉合開關S，由靜止釋放金屬棒，金屬棒達到最大速度后，再斷開開關S。忽略回路中電流突變時間，求S斷開瞬間金屬棒的加速度大小a。17、（2021·海南卷·T18）如圖，間距為l的光滑平行金屬導軌，水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，導軌左端接有阻值為R的定值電阻，一質(zhì)量為m的金屬桿放在導軌上。金屬桿在水平外力作用下以速度v0向右做勻速直線運動，此時金屬桿內(nèi)自由電子沿桿定向移動的速率為u0。設金屬桿內(nèi)做定向移動的自由電子總量保持不變，金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好，除了電阻R以外不計其它電阻。（1）求金屬桿中的電流和水平外力的功率；（2）某時刻撒去外力，經(jīng)過一段時間，自由電子沿金屬桿定向移動的速率變?yōu)镾KIPIF1<0，求：（i）這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；（ii）這段時間內(nèi)一直在金屬桿內(nèi)的自由電子沿桿定向移動的距離。18、（2021·全國乙卷·T25）20如圖，一傾角為SKIPIF1<0的光滑固定斜面的頂端放有質(zhì)量SKIPIF1<0的U型導體框，導體框的電阻忽略不計；一電阻SKIPIF1<0的金屬棒SKIPIF1<0的兩端置于導體框上，與導體框構(gòu)成矩形回路SKIPIF1<0；SKIPIF1<0與斜面底邊平行，長度SKIPIF1<0。初始時SKIPIF1<0與SKIPIF1<0相距SKIPIF1<0，金屬棒與導體框同時由靜止開始下滑，金屬棒下滑距離SKIPIF1<0后進入一方向垂直于斜面的勻強磁場區(qū)域，磁場邊界（圖中虛線）與斜面底邊平行；金屬棒在磁場中做勻速運動，直至離開磁場區(qū)域。當金屬棒離開磁場的瞬間，導體框的SKIPIF1<0邊正好進入磁場，并在勻速運動一段距離后開始加速。已知金屬棒與導體框之間始終接觸良好，磁場的磁感應強度大小SKIPIF1<0，重力加速度大小取SKIPIF1<0。求：（1）金屬棒在磁場中運動時所受安培力的大小；（2）金屬棒的質(zhì)量以及金屬棒與導體框之間的動摩擦因數(shù)；（3）導體框勻速運動的距離。19、（2021·浙江1月卷·T22）嫦娥五號成功實現(xiàn)月球著陸和返回，鼓舞人心。小明知道月球上沒有空氣，無法靠降落傘減速降落，于是設計了一種新型著陸裝置。如圖所示，該裝置由船艙、間距為l的平行導軌、產(chǎn)生垂直船艙導軌平面的磁感應強度大小為B的勻強磁場的磁體和“∧”型剛性線框組成，“∧”型線框ab邊可沿導軌滑動并接觸良好。船艙、導軌和磁體固定在一起，總質(zhì)量為m1整個裝置豎直著陸到月球表面前瞬間的速度大小為v0，接觸月球表面后線框速度立即變?yōu)榱恪＝?jīng)過減速，在導軌下方緩沖彈簧接觸月球表面前船艙已可視為勻速。已知船艙電阻為3r，“∧”型線框的質(zhì)量為m2，其7條邊的邊長均為l，電阻均為r；月球表面的重力加速度為g/6。整個運動過程中只有ab邊在磁場中，線框與月球表面絕緣，不計導軌電阻和摩擦阻力。(1)求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間線框ab邊產(chǎn)生的電動勢E；(2)通過畫等效電路圖，求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間流過ab型線框的電流I0；(3)求船艙勻速運動時的速度大小v；(4)同桌小張認為在磁場上方、兩導軌之間連接一個電容為C的電容器，在著陸減速過程中還可以回收部分能量，在其他條件均不變的情況下，求船艙勻速運動時的速度大小SKIPIF1<0和此時電容器所帶電荷量q?！?020年真題】1、（2020·全國=1\*ROMANI卷·T21）如圖，U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，ab和dc邊平行，和bc邊垂直。ab、dc足夠長，整個金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，MN與金屬框保持良好接觸，且與bc邊保持平行。經(jīng)過一段時間后（）A.金屬框的速度大小趨于恒定值B.金屬框的加速度大小趨于恒定值C.導體棒所受安培力的大小趨于恒定值D.導體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值2、（2020·山東卷·T12）如圖所示，平面直角坐標系的第一和第二象限分別存在磁感應強度大小相等、方向相反且垂直于坐標平面的勻強磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內(nèi)的剛性導體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運動（不發(fā)生轉(zhuǎn)動）。從圖示位置開始計時，4s末bc邊剛好進入磁場。在此過程中，導體框內(nèi)感應電流的大小為I，ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時間t的關系圖像，可能正確的是（）A.B.C. D.3、（2020·浙江7月卷·T12）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、磁感應強度大小為B的勻強磁場。長為l的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導電轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0上，隨軸以角速度SKIPIF1<0勻速轉(zhuǎn)動。在圓環(huán)的A點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狀態(tài)。已知重力加速度為g，不計其它電阻和摩擦，下列說法正確的是（）A.棒產(chǎn)生的電動勢為SKIPIF1<0B.微粒的電荷量與質(zhì)量之比為SKIPIF1<0C.電阻消耗的電功率為SKIPIF1<0D.電容器所帶的電荷量為SKIPIF1<04、（2020·浙江1月卷·T8）如圖所示，單刀雙擲開關S先打到a端讓電容器充滿電。SKIPIF1<0時開關S打到b端，SKIPIF1<0時SKIPIF1<0回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則（）

A.SKIPIF1<0回路的周期為0.02sB.SKIPIF1<0回路的電流最大時電容器中電場能最大C.SKIPIF1<0時線圈中磁場能最大D.SKIPIF1<0時回路中電流沿順時針方向5、（2020·江蘇卷·T3）如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度SKIPIF1<0和SKIPIF1<0大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應電流的是（）A同時增大SKIPIF1<0減小SKIPIF1<0B.同時減小SKIPIF1<0增大SKIPIF1<0C.同時以相同的變化率增大SKIPIF1<0和SKIPIF1<0D.同時以相同的變化率減小SKIPIF1<0和SKIPIF1<06、（2020·北京卷·T8）如圖所示，在帶負電荷的橡膠圓盤附近懸掛一個小磁針?，F(xiàn)驅(qū)動圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A.偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍存在電場B.偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍產(chǎn)生了磁場C.僅改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向，偏轉(zhuǎn)方向不變D.僅改變圓盤所帶電荷的電性，偏轉(zhuǎn)方向不變7、（2020·全國=3\*ROMANIII卷·T24）如圖，一邊長為l0的正方形金屬框abcd固定在水平面內(nèi)，空間存在方向垂直于水平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場。一長度大于SKIPIF1<0的均勻?qū)w棒以速率v自左向右在金屬框上勻速滑過，滑動過程中導體棒始終與ac垂直且中點位于ac上，導體棒與金屬框接觸良好。已知導體棒單位長度的電阻為r，金屬框電阻可忽略。將導體棒與a點之間的距離記為x，求導體棒所受安培力的大小隨x（SKIPIF1<0）變化的關系式。8、（2020·江蘇卷·T21）如圖所示，電阻為SKIPIF1<0的正方形單匝線圈SKIPIF1<0的邊長為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊與勻強磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線圈的邊長，磁感應強度大小為SKIPIF1<0。在水平拉力作用下，線圈以SKIPIF1<0的速度向右穿過磁場區(qū)域。求線圈在上述過程中：(1)感應電動勢的大小E；(2)所受拉力的大小F；(3)感應電流產(chǎn)生的熱量Q。9、（2020·天津卷·T11）如圖所示，垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t均勻變化。正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直，電阻SKIPIF1<0，邊長SKIPIF1<0。求（1）在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0時間內(nèi)，金屬框中的感應電動勢E；（2）SKIPIF1<0時，金屬框ab邊受到的安培力F的大小和方向；（3）在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0時間內(nèi)，金屬框中電流的電功率P。10、（2020·浙江7月卷·T22）如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以O為原點、水平向右為正方向建立x軸，在SKIPIF1<0區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強磁場。桌面上有一邊長SKIPIF1<0、電阻SKIPIF1<0的正方形線框SKIPIF1<0，當平行于磁場邊界的SKIPIF1<0邊進入磁場時，在沿x方向的外力F作用下以SKIPIF1<0的速度做勻速運動，直到SKIPIF1<0邊進入磁場時撤去外力。若以SKIPIF1<0邊進入磁場時作為計時起點，在SKIPIF1<0內(nèi)磁感應強度B的大小與時間t的關系如圖2所示，在SKIPIF1<0內(nèi)線框始終做勻速運動。(1)求外力F的大小；(2)在SKIPIF1<0內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場，求磁感應強度B的大小與時間t的關系；(3)求在SKIPIF1<0內(nèi)流過導線橫截面的電荷量q。11、（2020·北京卷·T18）如圖甲所示，SKIPIF1<0匝的線圈（圖中只畫了2匝），電阻SKIPIF1<0，其兩端與一個SKIPIF1<0的電阻相連，線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向的磁場。線圈中的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。(1)判斷通過電阻SKIPIF1<0的電流方向；(2)求線圈產(chǎn)生的感應電動勢SKIPIF1<0；(3)求電阻SKIPIF1<0兩端的電壓SKIPIF1<0。

12、（2020·北京卷·T20）某試驗列車按照設定的直線運動模式，利用計算機控制制動裝置，實現(xiàn)安全準確地進站停車。制動裝置包括電氣制動和機械制動兩部分。圖1所示為該列車在進站停車過程中設定的加速度大小SKIPIF1<0隨速度SKIPIF1<0的變化曲線。(1)求列車速度從SKIPIF1<0降至SKIPIF1<0經(jīng)過的時間t及行進的距離x。(2)有關列車電氣制動，可以借助圖2模型來理解。圖中水平平行金屬導軌處于豎直方向的勻強磁場中，回路中的電阻阻值為SKIPIF1<0，不計金屬棒SKIPIF1<0及導軌的電阻。SKIPIF1<0沿導軌向右運動的過程，對應列車的電氣制動過程，可假設SKIPIF1<0棒運動的速度與列車的速度、棒的加速度與列車電氣制動產(chǎn)生的加速度成正比。列車開始制動時，其速度和電氣制動產(chǎn)生的加速度大小對應圖1中的SKIPIF1<0點。論證電氣制動產(chǎn)生的加速度大小隨列車速度變化的關系，并在圖1中畫出圖線。(3)制動過程中，除機械制動和電氣制動外，列車還會受到隨車速減小而減小的空氣阻力。分析說明列車從SKIPIF1<0減到SKIPIF1<0的過程中，在哪個速度附近所需機械制動最強?(注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明)13、（2020·海南卷·T13）如圖，足夠長的間距SKIPIF1<0的平行光滑金屬導軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導軌間存在一個寬度SKIPIF1<0的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為SKIPIF1<0，方向如圖所示．一根質(zhì)量SKIPIF1<0，阻值SKIPIF1<0的金屬棒a以初速度SKIPIF1<0從左端開始沿導軌滑動，穿過磁場區(qū)域后，與另一根質(zhì)量SKIPIF1<0，阻值SKIPIF1<0的原來靜置在導軌上的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌電阻不計，則（）A.金屬棒a第一次穿過磁場時做勻減速直線運動B.金屬棒a第一次穿過磁場時回路中有逆時針方向的感應電流C.金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0D.金屬棒a最終停在距磁場左邊界SKIPIF1<0處第二部分：練新題1、（2023·廣東省廣州市一中高三下學期開學統(tǒng)測）如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上。t=0時，棒ab以初速度v0向右滑動。運動過程中，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是（）A. B.C. D.2、（2023·河南省漯河市中學高三下學期開學摸底）如圖所示，兩條光滑平行的金屬導軌水平放置，導軌間距為d，導軌右端SKIPIF1<0之間接有阻值為R的定值電阻。導軌之間存在豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場。將一根質(zhì)量為m、長度為SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）的金屬棒SKIPIF1<0放在導軌左端，接入導軌的阻值為r，水平恒力F作用在金屬棒中點，當金屬棒運動位移s時達到最大速度后撤去恒力F，金屬棒最后靜止于水平導軌靠近右端處。已知金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌電阻不計，則（）A.電阻R中電流方向為從N到MB.金屬棒達到的最大速度為SKIPIF1<0C.水平恒力做的功為SKIPIF1<0D.整個過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<03、（2023·廣東省廣州市一中高三下學期開學統(tǒng)測）如圖所示，在紙面內(nèi)有半圓形輕質(zhì)導體框，O為圓心，圓半徑長為L，AO段、弧AB段電阻均為r，BO段導體的電阻可忽略，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場的邊界與半圓直徑重合，現(xiàn)用外力使導體框在紙面內(nèi)繞O點以角速度SKIPIF1<0沿順時針方向，從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動一周，下列說法正確的是（）A.圓弧AB段內(nèi)電流方向總是從A流向BB.轉(zhuǎn)動的前半周內(nèi)AB兩端電壓為SKIPIF1<0C.轉(zhuǎn)動的后半周內(nèi)通過O點的電量為SKIPIF1<0D.外力對線框做的功為SKIPIF1<04、（2023·廣東省東莞市高三上學期期末）如圖所示，金屬棒AB垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上，棒與導軌接觸良好，棒AB和導軌電阻均忽略不計。導軌左端接有電阻R，垂直于導軌平面的勻強磁場向下穿過平面?，F(xiàn)以水平向右的恒定外力F拉著棒AB從靜止開始向右移動，t秒末棒AB速度為v，移動的距離為L，且在t秒內(nèi)速度大小一直在變化，則下列判斷正確的是（）A.t秒內(nèi)AB棒所受的安培力方向水平向左，大小保持不變B.t秒內(nèi)外力F做功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱C.t秒內(nèi)AB棒做勻加速運動D.t秒末外力F做功的功率