2025年高考物理復(fù)習(xí)壓軸題：電磁感應(yīng)綜合問題（解析版）

壓軸題11電磁感應(yīng)綜合問題

一、考向分析

本專題是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定電流、電磁感應(yīng)和能量等知識(shí)的綜合應(yīng)用，高考既

以選擇題的形式命題，也以計(jì)算題的形式命題.學(xué)好本專題，可以極大地培養(yǎng)同學(xué)

們數(shù)形結(jié)合的推理能力和電路分析能力，針對(duì)性的專題強(qiáng)化，可以提升同學(xué)們解決

數(shù)形結(jié)合、利用動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系解決電磁感應(yīng)類試題的決心。用到的知識(shí)有：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、閉合電路歐姆定

律、平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、函數(shù)圖象、動(dòng)能定理和能量守恒定律等.

二、壓軸題要領(lǐng)

1.題型簡(jiǎn)述

借助圖象考查電磁感應(yīng)的規(guī)律，一直是高考的熱點(diǎn)，此類題目一般分為兩類：

(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出正確的圖象；

(2)由給定的圖象分析電磁感應(yīng)過程，定性或定量求解相應(yīng)的物理量或推斷出其他圖象.常

見的圖象有圖、/圖、z,—，圖、v—，圖及尸一，圖等.

2.解題關(guān)鍵

弄清初始條件、正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

等是解決此類問題的關(guān)鍵.

3.解題步驟

(1)明確圖象的種類，即是8—f圖還是⑦一f圖，或者E—f圖、/—/圖等；

⑵分析電磁感應(yīng)的具體過程；

(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)

系式；

(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；

(6)畫圖象或判斷圖象.

4.常用方法

(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻

變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負(fù)，以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng).

(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)

圖象進(jìn)行分析和判斷.

三、壓軸題速練

1.水平放置的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌和NM之間接有電阻尺，導(dǎo)軌左、右兩區(qū)域分別處在方向

相反且與軌道垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，右側(cè)區(qū)域足夠長(zhǎng)，方向如圖1.設(shè)左、右區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度

分別為3和星.一根金屬棒仍放在導(dǎo)軌上并與其正交，棒和導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).金屬棒在

水平向右的恒定拉力作用下，在左邊區(qū)域中恰好以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，貝!］（）

Nb

A.若32=21，棒進(jìn)入右邊區(qū)域后先做加速運(yùn)動(dòng)，最后以速度2V做勻速運(yùn)動(dòng)

B.若母=&,棒進(jìn)入右邊區(qū)域中后仍以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)

C.若&=2氏，棒進(jìn)入右邊區(qū)域后先做減速運(yùn)動(dòng)，最后以速度工做勻速運(yùn)動(dòng)

2

D.若32=221,棒進(jìn)入右邊區(qū)域后先做加速運(yùn)動(dòng)，最后以速度4V做勻速運(yùn)動(dòng)

答案B

解析金屬棒在水平向右的恒力作用下，在虛線左邊區(qū)域中以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，恒力

廠與安培力平衡.當(dāng)星=歷時(shí)，棒進(jìn)入右邊區(qū)域后，棒切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電

流大小均沒有變化，棒所受安培力大小和方向也沒有變化，與恒力/仍然平衡，則棒進(jìn)入

右邊區(qū)域后，以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確.當(dāng)星=23時(shí)，棒進(jìn)入右邊區(qū)

域后，棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均變大，所受的安培力也變大，恒力沒有變化，則棒

先減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流減小，棒受到的安培力減小，當(dāng)安培力

與恒力再次平衡時(shí)棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為".在左側(cè)磁場(chǎng)中F

=為也，在右側(cè)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有尸=當(dāng)注=2BI江W,則即棒最后以速

度上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤.

4

2.（多選）（2019?廣東肇慶市第二次統(tǒng)一檢測(cè)）如圖2甲所示，矩形導(dǎo)線框Med固定在勻強(qiáng)磁

場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在的平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度5隨時(shí)間，變化的規(guī)律如圖乙所示,

規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)正方向，順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流2.正方向，水平向右為ad邊所受

安培力廠的正方向.下列圖象正確的是（）

甲乙

圖2

答案BD

3.半徑為工的圓形邊界內(nèi)分布有垂直圓所在平面的磁場(chǎng)，垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

2B,垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,如圖3所示.NEO為八分之一圓導(dǎo)線框，其總

電阻為凡以角速度。繞。軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖中所示位置開始計(jì)時(shí)，用，表示導(dǎo)線框

中的感應(yīng)電流（順時(shí)針方向?yàn)檎€框中感應(yīng)電流7.隨時(shí)間/變化圖象可能是（）

答案B

解析當(dāng)線框轉(zhuǎn)過0?45。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，電動(dòng)勢(shì)E=1及必2+12及必

22

=~BwL2,感應(yīng)電流/=3駟匕當(dāng)線框轉(zhuǎn)過45。?90。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流

227?

為零；當(dāng)線框轉(zhuǎn)過90。?135。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，電動(dòng)勢(shì)￡=18必2+L28°￡2

22

=-B(oL2,感應(yīng)電流/=物互；當(dāng)線框轉(zhuǎn)過135。?180。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電

22R

流為零；當(dāng)線框轉(zhuǎn)過180。?225。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，電動(dòng)勢(shì)￡=1-280￡2=

2

B(oL2,感應(yīng)電流/=甯;；當(dāng)線框轉(zhuǎn)過225。?270。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為

零；當(dāng)線框轉(zhuǎn)過270。?315。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，電動(dòng)勢(shì)

2

感應(yīng)電流/=貨；當(dāng)線框轉(zhuǎn)過315。?360。時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，故

選B.

4.(多選)如圖4甲所示，半徑為1m的帶缺口剛性金屬圓環(huán)導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌

上垂直放置一質(zhì)量為0.1kg、電阻為1。的直導(dǎo)體棒，其長(zhǎng)度恰好等于金屬圓環(huán)的直徑，導(dǎo)

體棒初始位置與圓環(huán)直徑重合，且與導(dǎo)軌接觸良好.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

0.3,不計(jì)金屬圓環(huán)的電阻，導(dǎo)體棒受到的最大靜摩擦力等于其滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g

=10m/s2.現(xiàn)若在圓環(huán)內(nèi)加一垂直于紙面向里的變化磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖乙所示，貝!|()

圖4

A.導(dǎo)體棒中的電流是從6到a

B.通過導(dǎo)體棒的電流大小為0.5A

C.0?2s內(nèi)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量為0.125J

D.f=7is時(shí)，導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小為0.3N

答案AC

解析穿過閉合回路的磁通量向里增加，由楞次定律可知導(dǎo)體棒中的電流是從b到0選項(xiàng)

A正確；假設(shè)0?兀s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒靜止不動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)元戶="x"x12v=

Az\t27i2

0.25V,則感應(yīng)電流/=g=2型A=0.25A,t=7ts時(shí)，導(dǎo)體棒受到的安培力尸=28/r=

R1

2x0.5x0.25x1N=0.25N,最大靜摩擦力尸fm=〃wg=0.3N,則假設(shè)成立，故導(dǎo)體棒所受摩擦

力大小為0.25N,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；0?2s內(nèi)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量為0=產(chǎn)口=0.252乂1*2J

=0.125J,選項(xiàng)C正確.

5.如圖5甲所示，間距為￡=0.5m的兩條平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.2T,軌道左側(cè)連接一定值電阻R=1Q.垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒仍

在水平外力/作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌接觸良好.，=0時(shí)刻，導(dǎo)體棒從靜止開始

做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，力廠隨時(shí)間f變化的規(guī)律如圖乙所示.已知導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因

數(shù)為〃=0.5,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).取g=10m/s2,求：

(1)導(dǎo)體棒的加速度大?。?/p>

(2)導(dǎo)體棒的質(zhì)量.

答案(1)5m/s2(2)0.1kg

解析(1)設(shè)導(dǎo)體棒的質(zhì)量為根,導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為。，某時(shí)刻導(dǎo)

體棒的速度為v,所受的摩擦力為則導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：E=BLv

回路中的電流/=￡

R

導(dǎo)體棒受到的安培力：F產(chǎn)BIL

由牛頓第二定律：F—F安一Ff=ma

由題意v=at

聯(lián)立解得：F—a(-\-ma-\-Fi

R

根據(jù)題圖乙可知，0?10s內(nèi)圖象的斜率為0.05N/s,即星島=0.05N/s,解得a=5m/s2

R

(2)由尸一t圖象縱截距可知：ma-\-Ff=1.0N

又Ff=/umg

解得加=0.1kg.

6.如圖6甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為〃導(dǎo)軌電阻不計(jì))，左側(cè)接阻值為R

的電阻，區(qū)域“歹內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為3垂直軌道平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為s.一

質(zhì)量為機(jī)、電阻為r的金屬棒血W置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦

因數(shù)為〃，從1=0時(shí)刻開始，金屬棒受到水平向右的拉力尸作用，從磁場(chǎng)的左側(cè)邊界由

靜止開始運(yùn)動(dòng)，用傳感器測(cè)得電阻R兩端的電壓在0?1s內(nèi)的變化規(guī)律如圖乙所示.(已知

8=0.5T,L=1m,m=1kg,R=0.3Q,r=0.2Q,5=1m,〃=0.01,gIX10m/s2)

圖6

(1)求金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)瞬間的加速度大小；

(2)寫出0?1s內(nèi)拉力廠與時(shí)間/的函數(shù)表達(dá)式.

答案(1)0.4m/s2(2)F=0.2f+0.5(N)(O</<1s)

解析(1)由題意分析可知，金屬棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).

UR=IR

R+r

E=BLat

聯(lián)立得UR=Q3at

由題圖乙可知，0.3°=0.12

得a=0.4m/s2；

(2)設(shè)/=〃+同

則有Fo—fimg=ma

解得用=0.5N

▽,?aB2L2at

乂kt-rro—Lime-------=ma

7?+r

故有左一0^=0,解得人=0.2

R+r

則F=O.2/+O.5(N)(O</<1s).

7.如圖7所示，兩個(gè)平行光滑金屬導(dǎo)軌48、CD固定在水平地面上，其間距￡=0.5m,左端

接有阻值R=3O的定值電阻.一根長(zhǎng)度與導(dǎo)軌間距相等的金屬桿放置于導(dǎo)軌上，金屬桿的

質(zhì)量〃2=0.2kg,電阻r=2Q,整個(gè)裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3=4T的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，f=0時(shí)刻，在上加一與金屬桿垂直、方向水平向右的外力R金屬桿由靜止

開始以a=2m/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2s末撤去外力尸，運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿與

導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好.(不計(jì)導(dǎo)軌和連接導(dǎo)線的電阻，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng))求：

A,xyxxX

卅―B

叫XXXX

CXNxxx"

圖7

(1)1s末外力下的大??；

(2)撤去外力尸后的過程中，電阻式上產(chǎn)生的焦耳熱.

答案(1)2N(2)0.96J

解析(1)1s末，金屬桿的速度大小為

vi=ati=2><lm/s=2m/s

金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLvx

金屬桿MN中的感應(yīng)電流大小1=

R+r

金屬桿肱V受到的安培力大小F女=BIL

聯(lián)立得/安=吟1=L6N

R+r

根據(jù)牛頓第二定律得F-F^ma

可得尸

(2)2s末，金屬桿MV的速度大小為V2=a：2=2x2m/s=4m/s

撤去外力下后的過程中，根據(jù)能量守恒定律得電路中產(chǎn)生的總焦耳熱

2=^V22=1X0.2><42J=1.6J

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱J=0.96J.

8.長(zhǎng)直導(dǎo)線與環(huán)形導(dǎo)線固定在同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有如圖1所示方向的電流.當(dāng)電

流大小逐漸減弱時(shí)()

A.環(huán)形導(dǎo)線有收縮的趨勢(shì)

B.環(huán)形導(dǎo)線有遠(yuǎn)離長(zhǎng)直導(dǎo)線的趨勢(shì)

C.環(huán)形導(dǎo)線中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

D.環(huán)形導(dǎo)線中有感應(yīng)電流，但方向無法確定

答案C

解析長(zhǎng)直導(dǎo)線在環(huán)形導(dǎo)線位置產(chǎn)生了垂直紙面向里的磁場(chǎng)，當(dāng)電流大小逐漸減弱時(shí)，長(zhǎng)直

導(dǎo)線在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)也在減弱，所以環(huán)形導(dǎo)線中的磁通量也在減小，為了阻礙磁通量

的減小，此時(shí)環(huán)形導(dǎo)線有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故A錯(cuò)；環(huán)形導(dǎo)線中的磁通量在減小，為了阻礙磁

通量的減小，環(huán)形導(dǎo)線有靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線的趨勢(shì)，故B錯(cuò)；環(huán)形導(dǎo)線中的磁通量在減小，根

據(jù)楞次定律可知此時(shí)環(huán)形導(dǎo)線中有順時(shí)針方向的電流，故C對(duì)，D錯(cuò).

9.(多選)如圖2,用單位長(zhǎng)度的電阻為r的金屬導(dǎo)線做成的正三角形線框N3C,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)

左半邊置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中不動(dòng)，磁場(chǎng)以4D豎直線為界.當(dāng)1=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)

所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度3隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖(b)所示，則在0?2m時(shí)間內(nèi)()

B\

xXXX/4——

xxx水/!

：Xi\°/￡，

I

(a)(b)

圖2

A.線框中的感應(yīng)電流方向始終為順時(shí)針

B.線框受到的安培力大小恒定不變

c.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為止馴

12r

D.左線框/CD兩端的電勢(shì)差〃0=也%2

16加

答案ACD

解析在0?九時(shí)間內(nèi)，穿過線框的磁通量減小，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，根據(jù)楞次定律

可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，同理，在笫?2%時(shí)間內(nèi)，穿過線框的磁通量增加，磁場(chǎng)方

向垂直于紙面向外，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，故A正確；由法拉第電

磁感應(yīng)定律可知，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡=.="5=為上工公苗60。=方瓦?,線框的

AzAzto228fo

電阻R=3沙，感應(yīng)電流/=g=加驅(qū)，可知線框中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度

R24獷

在變化，由b=5〃知，線框受到的安培力大小是變化的，故B錯(cuò)誤；通過導(dǎo)線橫截面的電

荷量為4=/2o=以睡，故C正確;左線框兩端的電勢(shì)差"°=/總=%心3”=立頊丘

12r224加尸216/o

故D正確.

10.(多選)金屬圓盤置于方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)

線，與套在鐵芯上部的線圈/相連.套在鐵芯下部的線圈5引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)

軌上如圖3所示，導(dǎo)軌上有一根金屬棒成處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說法正

確的是()

A.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棒將向右運(yùn)動(dòng)

B.圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仍棒將向右運(yùn)動(dòng)

C.圓盤逆時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仍棒將向右運(yùn)動(dòng)

D.圓盤逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棒將向右運(yùn)動(dòng)

答案BD

解析由右手定則可知，圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線圈/

中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下且磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，由楞次定律可知，線圈8中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向

上，由右手螺旋定則可知，棒中感應(yīng)電流方向由。一6,由左手定則可知，成棒受到的安

培力方向向左，棒將向左運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；同理可知，若圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，"棒

將向右運(yùn)動(dòng)，故B正確；由右手定則可知，圓盤逆時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

為逆時(shí)針，線圈/中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上且磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱，由楞次定律可知，線圈2中的

感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上，由右手螺旋定則可知，棒中感應(yīng)電流方向由6,由左手定則可知，

成棒受到的安培力方向向左，棒將向左運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；同理可知，若圓盤逆時(shí)針加速

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仍棒將向右運(yùn)動(dòng)，故D正確.

11.（多選）（2020?湖北黃岡市高三八模）如圖4所示，兩光滑圓形導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，圓心

均為。點(diǎn)，半徑分別為九=0.2m,投=01m,兩導(dǎo)軌通過導(dǎo)線與阻值R=2Q的定值電阻相

連，一長(zhǎng)為。的導(dǎo)體棒與兩圓形導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒一端以O(shè)點(diǎn)為圓心，以角速度。=

100rad/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩圓形導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3=2T

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒的電阻，下列說法正確的是（）

圖4

A.通過電阻的電流方向?yàn)橛伞５絙

B.通過電阻的電流為2A

C.導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為4V

D.當(dāng)廠2減小而其他條件不變時(shí)，通過電阻的電流減小

答案AC

解析由右手定則可知，通過電阻的電流方向?yàn)橛?。?,故A正確；

兩圓環(huán)間導(dǎo)體棒在時(shí)間內(nèi)掃過的面積AS=（s2—；1r?2）?絲夕

2兀

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，兩圓環(huán)間導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=^^=""=12g2—r22）0=l*2*（O.22—O.12）*ioov=3V.通過電阻尺的電流/=旦=3A

A/Az22R2

=1.5A,當(dāng)「2減小而其他條件不變時(shí)，兩圓環(huán)間導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大,

通過電阻的電流增大，故B、D錯(cuò)誤;

導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡=歷1M=5/吐也=2x0.2x項(xiàng)盤V=4V,故C正確.

22

12.（多選）如圖5所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為上的正方形金屬線框其一條對(duì)角

線ac和y軸重合、頂點(diǎn)。位于坐標(biāo)原點(diǎn)。處.在y軸右側(cè)的I、IV象限內(nèi)有一垂直紙面向

里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界與線框的油邊剛好完全重合，左邊界與/軸重合，右邊界與

y軸平行.f=0時(shí)刻，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域.取

沿a—bfCT/fa方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流入ab

間的電勢(shì)差”,隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的（）

圖5

---，VVV

AB

V--V

CD

答案AD

解析在d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)過程中，成邊切割磁感線，根據(jù)右手定則可以確定線框中電流方

向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，即正方向，因?yàn)榍懈畹挠行чL(zhǎng)度均勻減小，所以電動(dòng)勢(shì)均勻減小到0,則

電流均勻減小到0；然后cd邊開始切割磁感線，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，即負(fù)方向，

電動(dòng)勢(shì)均勻減小到0,則電流均勻減小到0,A正確，B錯(cuò)誤.d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)過程中，ab

邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，電流由。到46點(diǎn)的電勢(shì)高于。點(diǎn)，"間的電勢(shì)差“6為

負(fù)值，大小等于電流乘以除仍之外的三條邊的電阻，并逐漸減小.邊出磁場(chǎng)后后，cd

邊開始切割磁感線，源邊相當(dāng)于電源，電流由6到。，成間的電勢(shì)差U.為負(fù)值，大小等于

電流乘以防邊的電阻，并逐漸減小，故C錯(cuò)誤，D正確.

13.（多選）一有界區(qū)域內(nèi)，存在著方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小分別為3和23,磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),如圖6所示.邊長(zhǎng)為上的正方形導(dǎo)線框仍cd

的6c邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上，建立水平向右的x軸，且坐標(biāo)原點(diǎn)在磁場(chǎng)的左邊界上，/

=0時(shí)刻開始線框沿x軸正方向勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域，規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑢?dǎo)線

框受向左的安培力為正方向，四個(gè)邊電阻均相等.下列關(guān)于感應(yīng)電流，.、導(dǎo)線框受的安培力

尸以及從。兩點(diǎn)電勢(shì)差5“隨時(shí)間/的變化規(guī)律正確的是（）

；XX

圖6

答案ACD

解析正方形導(dǎo)線框進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)過程中，只有相邊切割磁感線，由右手定則可知，電

流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，大小為/1=駐，由于電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，則6點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)

4H

電勢(shì)，以6、。兩點(diǎn)的電勢(shì)差為。1=^^,由左手定則可知，安培力方向水平向左，大小為

4

Fi=BIL=-,正方形導(dǎo)線框進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)過程中，泅邊在第一個(gè)磁場(chǎng)中切割磁感線，

4H

兒邊在第二個(gè)磁場(chǎng)中切割磁感線，由右手定則可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，大小為/2=

BLv+2BLv_3BLv

4R—4H

由于電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，則b點(diǎn)電勢(shì)低于。點(diǎn)電勢(shì)，所以6、。兩點(diǎn)的電勢(shì)差為。2=—/2火

=~-BLv

4

由左手定則可知，兩邊所受安培力方向都水平向左，則大小為/2=5/2￡+2以2￡=空迫+

4R

退叵=郃處，正方形導(dǎo)線框出第二個(gè)磁場(chǎng)過程中，只有溫邊在第二個(gè)磁場(chǎng)中切割磁感線,

4R4R

由右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，大小為/3=畋，由于電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，

2R

則6點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)電勢(shì)，所以江。兩點(diǎn)的電勢(shì)差為小，由左手定則可知，安培

2

力方向水平向左，大小為F3=2BbL=2Bx迎故A、C、D正確，B錯(cuò)誤.

2RR

14.侈選）如圖7所示，豎直固定的“口，形光滑導(dǎo)軌寬為0.5m,矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、II的高均

為0.1m,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1T,其他區(qū)域無磁場(chǎng)，兩矩形磁場(chǎng)間的距離為0.1m.質(zhì)

量為0.1kg的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)I和II時(shí)的速度相等.金屬桿在導(dǎo)軌間的電

阻為0.5Q,與導(dǎo)軌接觸良好，其他電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g=10m/s2,下

列說法正確的是（）

圖7

A.金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)加速度方向豎直向下

B.金屬桿穿過磁場(chǎng)I的時(shí)間大于在磁場(chǎng)I、II之間的區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間

C.金屬桿穿過兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為0.6J

D.金屬桿釋放點(diǎn)距磁場(chǎng)I上邊界的高度一定大于0.2m

答案BD

解析金屬桿在無場(chǎng)區(qū)做勻加速運(yùn)動(dòng)，而金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)I和II時(shí)的速度相等，所以金屬桿

剛進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向上，故A錯(cuò)誤.金屬桿在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)時(shí)，

隨著速度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，受到的安培力減小，合力減小，加速度減小，所以金

屬桿在磁場(chǎng)I中做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)磁場(chǎng)之間做勻加速運(yùn)動(dòng)，由題知，金屬桿

進(jìn)入磁場(chǎng)I和n時(shí)的速度相等，所以金屬桿在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)的平均速度小于在兩磁場(chǎng)之間運(yùn)

動(dòng)的平均速度，兩個(gè)過程位移相等，所以金屬桿穿過磁場(chǎng)I的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)

時(shí)間，故B正確.金屬桿從剛進(jìn)入磁場(chǎng)I到剛進(jìn)入磁場(chǎng)II的過程，由能量守恒定律得：2mgd

=。，金屬桿通過磁場(chǎng)II時(shí)產(chǎn)生的熱量與通過磁場(chǎng)I時(shí)產(chǎn)生的熱量相同，所以總熱量為：。

&=2Q=4mgd=0AJ,故C錯(cuò)誤.設(shè)金屬桿釋放點(diǎn)距磁場(chǎng)I上邊界的高度為〃時(shí)，金屬桿

進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)剛好勻速運(yùn)動(dòng)，則有：mg=BIL=^N又丫=怎耳，聯(lián)立解得：8=嗯"=

R254Z4

0.2m,由于金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，所以高度人一定大于“，故D正確.

15.單匝閉合矩形線框電阻為R,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線框的

磁通量①與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

A.工時(shí)刻線框平面與中性面垂直

2

B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為也冗①山

T

7r2力2

c.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為

RT

D.從，=0到/=二過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為理

4T

【答案】BC

【解析】

【詳解】由圖像可知工時(shí)刻線圈的磁通量最大，因此此時(shí)線圈處于中性面位置，因此A錯(cuò)

2

誤；由圖可知交流電的周期為T,則。=——，由交流電的電動(dòng)勢(shì)的最大值為

T

Em=nbsa)=(/>?,—,則有效值為E有=軍=叵％,故B正確，線圈轉(zhuǎn)一周所做的功

為轉(zhuǎn)動(dòng)一周的發(fā)熱量，獷=或/=藥或，故C正確；從0時(shí)刻到二時(shí)刻的平均感應(yīng)電

RRT4

F「甲二服.4落

動(dòng)勢(shì)為一△/一二一T，故D錯(cuò)誤。

4

16.如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為0,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛

線仍、cd均與導(dǎo)軌垂直，在/與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將

兩根相同的導(dǎo)體棒尸。、先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接

觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，到MN離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?，流過尸0的電流隨時(shí)間變

化的圖像可能正確的是

【答案】AD

【解析】

【詳解】由于尸。進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零，

AB.若尸。出磁場(chǎng)時(shí)仍然沒有進(jìn)入磁場(chǎng)，則尸。出磁場(chǎng)后至進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間，

由于磁通量9不變，無感應(yīng)電流。由于尸。、腦V同一位置釋放，故腦V進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與尸。進(jìn)

入磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，所以電流大小也應(yīng)該相同，A正確B錯(cuò)誤；

CD.若尸。出磁場(chǎng)前已經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng)，由于磁通量p不變，PQ、均加速運(yùn)動(dòng)，PQ出磁

場(chǎng)后，血W由于加速故電流比P0進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流大，故C正確D錯(cuò)誤；

17.楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？

A.電阻定律B.庫侖定律

C.歐姆定律D.能量守恒定律

【答案】D

【解析】

楞次定律指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量的變化，這種阻礙作用做功

將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電流的電能，所以楞次定律的阻礙過程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過

程.

18.如圖，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，

兩相同的光滑導(dǎo)體棒cd靜止在導(dǎo)軌上。上0時(shí)，棒仍以初速度w向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程

中，ab.cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用vi、丫2表示，回路中的電流用/

表示。下列圖像中可能正確的是

o

【答案】AC

【解析】

最終兩棒共速，故此時(shí)電路中電流為0,即C正確,D錯(cuò)誤；

由C知方安知尸安不是線性變化，故v也不是線性變化，即A正確,B錯(cuò)誤.

19.空間存在一方向與直面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界如圖(a)中虛線所

示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為小橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面

內(nèi)，圓心。在上。片0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示：磁感應(yīng)強(qiáng)度3隨時(shí)間1的變化

關(guān)系如圖(b)所示，則在Z=0到的時(shí)間間隔內(nèi)

A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變

B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向

BorS

C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為二

4年

D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為竽二

【答案】BC

【解析】

AB、根據(jù)B-t圖象，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向一直為順時(shí)針，但在訪時(shí)刻，

磁場(chǎng)的方向發(fā)生變化，故安培力方向乙的方向在to時(shí)刻發(fā)生變化，則A錯(cuò)誤，B正確；

CD、由閉合電路歐姆定律得：/=￡，又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=^=-^-,

RArAr2

B/S

又根據(jù)電阻定律得：R=P——,聯(lián)立得：/=六，則c正確，D錯(cuò)誤。

S4M

故本題選BCo

20.金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心加速度大小分別為。

金、。地、a火,它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金<7?地<尺

火，由此可以判定

A.CI金地火B(yǎng).CL火地金

c.V地>V*>v金D.V*>VJ6>V金

【答案】A

【解析】

Mm

AB.由萬有引力提供向心力GR=掰?？芍壍腊霃皆叫。蛐募铀俣仍酱?，故知A項(xiàng)正確,

B錯(cuò)誤;

CD.由G粵=機(jī)士得y=、￡蛆可知軌道半徑越小,運(yùn)行速率越大，故C、D都錯(cuò)誤。

R2RVR

21.（多選）如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與

遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,

開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是

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

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

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

D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)

【答案】AD

【解析】本題考查電磁感應(yīng)、安培定則及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可判

斷出直導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛赡舷虮?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,

小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，左

側(cè)線圈中磁通量不變，線圈中感應(yīng)電動(dòng)?勢(shì)和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線中電流為零，小磁針恢

復(fù)到原來狀態(tài)，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后再斷開后的瞬間，左側(cè)的線圈中

磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛杀毕?/p>

南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向

外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。

【點(diǎn)睛】此題中套在一根鐵芯上的兩個(gè)線圈，實(shí)際上構(gòu)成一個(gè)變壓器。

22.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,

用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)

S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃

亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡末閃亮的原因是

s

A.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大

C.線圈電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大

【答案】C

【解析】開關(guān)斷開開關(guān)時(shí)，燈泡能否發(fā)生閃亮，取決于燈泡的電流有沒有增大，與電源的內(nèi)

阻無關(guān)，故A錯(cuò)誤；

若小燈泡電阻偏大，穩(wěn)定時(shí)流過燈泡的電流小于線圈的電流，斷開開關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律,

流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小，燈泡將發(fā)生閃亮現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；

線圈電阻偏大，穩(wěn)定時(shí)流過燈泡的電流大于線圈的電流，斷開開關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過

燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小，燈泡不發(fā)生閃亮現(xiàn)象，故C正確；

線圈的自感系數(shù)較大，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大，但不能改變穩(wěn)定時(shí)燈泡和線圈中電流的大小,

故D錯(cuò)誤.

【考點(diǎn)定位】自感現(xiàn)象和自感系數(shù).

23.將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)

生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是

A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)

B.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同

【答案】C

【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=〃一，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈匝數(shù)有

Ar

關(guān)故A錯(cuò)誤；同時(shí)可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率有關(guān)，磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)越大，故C正確；穿過線圈的磁通量大，但若所用的時(shí)間長(zhǎng)，則電動(dòng)勢(shì)可能小，故B錯(cuò)

誤；由楞次定律可知：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，故原磁

通增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與之反向，原磁通減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，即“增

反減同"，故D錯(cuò)誤；

【考點(diǎn)定位】法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律

24.如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞0點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋

轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢(shì)，由此可知，圓環(huán)a

A.順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)B.順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)C.逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)D.逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)

【答案】B.

【解析】圓環(huán)b具有收縮趨勢(shì)，說明穿過b環(huán)的磁通量在增強(qiáng)，根據(jù)阻礙變化可知圓環(huán)a

減速旋轉(zhuǎn)，逐漸減弱的磁場(chǎng)使得b環(huán)產(chǎn)生了順時(shí)針方向電流，根據(jù)楞次定律可知引起b環(huán)的

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向里，根據(jù)安培定則判斷出a環(huán)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn).所以B選項(xiàng)正確.

【考點(diǎn)定位】楞次定律

25.某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩級(jí)間的磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小均為3,磁極的寬度均為忽略邊緣效應(yīng).一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤

盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接.當(dāng)質(zhì)量為加的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮,

秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對(duì)線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到

未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流/可確定重物的質(zhì)量.已知線圈的匝數(shù)為

n,線圈的電阻為R,重力加速度為g。問：

(1)線圈向下運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流是從C端還是D端流出？

(2)供電電流/是從C端還是D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系.

(3)若線圈消耗的最大功率為尸，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？

【答案】(1)感應(yīng)電流從C端流出(2)陽=出些/⑶加0=型二￡

ggNR

【解析】(1)根據(jù)右手定則，線圈向下切割磁感線，電流應(yīng)從D端流入，從C端流出

(2)根據(jù)左手定則可知，若想使彈簧恢復(fù)形變，安培力必須向上，根據(jù)左手定則可知電流應(yīng)

從D端流入，根據(jù)受力平衡/Tig=nBI^L①

解得加=型4/②

g

2

(3)根據(jù)最大功率尸二「R得/二③

②③聯(lián)立解得：加0=差",

【考點(diǎn)定位】電磁感應(yīng)切割類問題

26.正方形導(dǎo)體框處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，變

化率為k。導(dǎo)體框質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,在恒定外力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)。

導(dǎo)體框在磁場(chǎng)中的加速度大小為；導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為

xxXBx

XXXX

Fxxxx

xxxx

“2/4

【答案】Flm,P=^—

R

【解析】線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，各個(gè)邊所受安培力的合力為零，因此線框所受的合外力就是

F,根據(jù)牛頓第二定律得加速度：a=Flm,線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=3=比，回路

2

2

FH"2/4

的電流/=巴=”=，因此，感應(yīng)電流做功的功率尸=/2氏=。二

RRR

【考點(diǎn)定位】電磁感應(yīng)磁變類問題

27.真空管道超高速列車的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的裝置。圖1是某種

動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型，圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為1的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，

電阻忽略不計(jì)，ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度均為1,電阻均為R的金屬棒，通過絕緣

材料固定在列車底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，其間距也為1,列車的總質(zhì)量為m。列車啟動(dòng)前,

ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，如圖1所示，

為使列車啟動(dòng)，需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計(jì),

列車啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉。

a(:_________H

MMXMMMMMMMXN”

十MMMMKMMMMMNM

MMMM??MMXXMM//

bci|??寬度樂間

圖2

(1)要使列車向右運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)圖1中M、N哪個(gè)接電源正極，并簡(jiǎn)要說明理由;

(2)求剛接通電源時(shí)列車加速度a的大??；

(3)列車減速時(shí)，需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)

寬度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于1。若某時(shí)刻列車的速度為打，此時(shí)ab、cd均在無磁場(chǎng)區(qū)域，試

討論：要使列車停下來，前方至少需要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)？

【答案】(1)M接電源正極，理由見解析(2)。=煞

(3)若#恰好為整數(shù)，設(shè)其為n,則需設(shè)置n塊有界磁場(chǎng)，若?不是整數(shù)，設(shè)上的整數(shù)部分為

N,則需設(shè)置N+1塊有界磁場(chǎng)

【解析】試題分析：結(jié)合列車的運(yùn)動(dòng)方向，應(yīng)用左手定則判斷電流方向，從而判斷哪一個(gè)接

電源正極；對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)閉合回路歐姆定律以及牛頓第二定律求解加速度；根據(jù)

動(dòng)量定理分析列車進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)量變化，據(jù)此分析；

(1)“接電源正極，列車要向右運(yùn)動(dòng)，安培力方向應(yīng)向右，根據(jù)左手定則，接通電源后，金

屬棒中電流方向由0到6,由。到d,故M接電源正極。

(2)由題意，啟動(dòng)時(shí)ab、cd并聯(lián)，設(shè)回路總電阻為R總，由電阻的串并聯(lián)知識(shí)得R忽=知；

設(shè)回路總電阻為I,根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=/

設(shè)兩根金屬棒所受安培力之和為F,有F=BI1③

根據(jù)牛頓第二定律有F=ma④，聯(lián)立①②③④式得a=煞⑤

(3)設(shè)列車減速時(shí)，cd進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)時(shí)間仍恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，此過程中穿過兩金屬棒與導(dǎo)

軌所圍回路的磁通量的變化為△①，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E