（課標專用 5年高考3年模擬A版）高考物理 專題十一 電磁感應試題-人教版高三物理試題

專題H^一電磁感應

探考情悟真題

【考情探究】

5年考倩預測熱

老占老白

考題示例學業(yè)水平關聯(lián)考點素養(yǎng)要素解法度

2019課標in,14,6分2能量觀念

電磁感應楞次定律

2018課標I,19,6分3能量觀念

現(xiàn)象、楞及其應用

2017課標in,15,6分4能量觀念

次定律

電磁感應現(xiàn)象2015課標I,19,6分4模型建構

2019課標I,20,6分3電阻定律模型建構

2018課標I,17,6分4歐姆定律科學推理

2018課標III,20,6分3i-t圖像模型建構

磁通量變化

運動與相互作用觀

產(chǎn)生感應電2017課標I,18,6分4

念

動勢

法拉第2019北京理綜,22,16分4功率、焦耳定律模型建構

電磁感閉合電路歐姆定★★★

2017天津理綜,3,6分3科學推理

應定律律

2017課標0,20,6分4安培力模型建構

導體切割2016課標0,20,6分4歐姆定律模型建構

磁感線產(chǎn)生2015課標II,15,6分4科學推理

感應電動勢運動與相互作用觀

2015安徽理綜，19,6分4歐姆定律

念

電磁感應電磁感應2019課標0,21,6分3I-t圖像科學推理

中的綜合中的電路、2019課標III,19,6分3歐姆定律科學推理★★★

應用圖像問題201R課標IL1&6分4i-t圖像科學推理圖像法

運動與相互作用觀

2015廣東理綜,35,18分4安培力

念

閉合電路歐姆定

2016四川理綜,7,6分4科學推理

律

2016課標I,24,14分4歐姆定律模型建構

2016課標II,24,12分4牛頓第二定律模型建構

電磁感應中2018天津理綜，12,20分4動量定理模型建構

的動力學、2017天津理綜，12,20分4動量定理模型建構

能量問題2016天津理綜，12,20分4電阻定律模型建構

運動與相互作用觀

2015四川理綜，11,19分4安培力

念

分析解讀本專題主要內容有電磁感應現(xiàn)象的描述、感應電流方向的判斷（楞次定律、右

手定則）、感應電動勢大小的計算、自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象等。這部分是高考考查的重點內容。

在高考中，電磁感應現(xiàn)象多與電路、力學、能量等知識結合，綜合性較高，因此，在復習時應深

刻理解各知識點內容、注重訓練和掌握綜合性題目的分析思路和方法，還要研究與實際生活、

生產(chǎn)科技相結合的實際應用問題，便于全面提高分析解決綜合性問題和實際應用問題的能力。

【真題探秘】

（2019課標I,20,6分）（多選）空可存田方向與紙畫垂直、大小隨

?。冷定第一T室什：

時間變化的勻強磁場,其邊界如圖（a）中虛線MV所示。一硬質細導線的，就功右向奔*』也變化

劇談樂魅逢孑.：I

成無量戔伯引起電電血率為P「橫截面積為W廠將該軍線-做近半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內，圓

給定第二件：佃導依

心。企注\"，/=0時磁感應強度的方向如圖（a）所示；磁感應強度田隨時間的電阻豐知橫微而枳

，的變化關系如圖（h）所示則在，=0到u.的時間間隔內

份之齡三個生何：O_____________

5也￡妁發(fā)他大東

圖㈤圖(b)

A.圓環(huán)所受安培之的方向始終不變

兌有確定出感充心O

尚方向，力可用發(fā)B良東不質感山電流始終沿順時針方向

小定則確定之環(huán)力U......._____用科次定悼確定

C.IS環(huán)中的感應電流大小為外惑匕電內的方句

;，?典如上的星媽財勢大小為室

選現(xiàn)族悶起令4港。

門-等電由窗左之律

"閉用電珠貳幽定

悻的方■金

?核心要點?思路分析化.方向也在發(fā)生變化,本題雖得到感

應電流方向始終沿順時針方向,但由丁

法拉第電旅感應定律、楞次定律和閉合電根據(jù)美鍵信息,由樗次定律確定感應電流方

路歐姆定律。磁感應強發(fā)方向變化,安培力方向變化

?向,通過左手定則判斷安培力的方向；由法

易借選A：,

拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律可以

?情景解讀2.感應電動勢中的"*為網(wǎng)環(huán)I可路在磁

求出感應電動勢和感應電流的大小場中的面積,而不是圓環(huán)的實際面枳2

在半個圓環(huán)中.由r磁感應張度亦化導致?答案

在閉合網(wǎng)路中的薇通盤變化,引起電敝感?易錯警示

BC詳細解析見242頁5牛高考A組第2題

應現(xiàn)象，1.推理過程注意做感應強度的大小隨時間變

破考點練考向

【考點集訓】

考點一電磁感應現(xiàn)象、楞次定律

1.（多選）航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅動來實現(xiàn)的。電磁驅動原理如圖所示，當固定線

圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去。現(xiàn)在固定線圈左側同一位置，先后

放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，且電阻率P銅＜1）

加閉合開關S的瞬間（）

D.感應電流方向由d—受電線圈-*c

答案BC

考點二法拉第電磁感應定律

1.（2018全國100所名校聯(lián)考,2）如圖所示為利用電磁感應現(xiàn)象對電容器進行充電。已知匝

數(shù)N=10（）匝、橫截面積S=（）.2mM電阻不計的圓形線圈MN處于垂直紙面向里的勻強磁場內，

磁感應強度隨時間按B=0.6+0.02t（T）的規(guī)律變化。處于磁場外的電阻R二8Q,電容器的電容

C=30uF,開關S閉合充電一段時間，最后達到穩(wěn)定狀態(tài)。下列說法中正確的是（)

A.充電過程中“點的電勢高于N點的電勢

B.充電過程中通過電阻R的電荷量為1.2XW5C

C.達到穩(wěn)定狀態(tài)后電阻R上的電壓為0.4V

I）.斷開開關S,電容器放電

答案B

2.（2020屆河南洛陽四校聯(lián)考,7）（多選）如圖甲所示，閉合矩形導線框abed固定在勻強祓場

中，磁場的方向與導線框所在平面垂史,磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定

垂直紙面向外為磁場的正方向，線框中順時針的電流方向為感應電流的正方向，水平向右為

安培力的正方向。關于線框中的感應電流i與ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖像，

下列選項中正確的是（）

答案AC

3.（2019貴州貴陽模擬）（多選）在如圖所示的電路中，電源電動勢為E,內阻為r,線圈L的電

阻不計。以下判斷正確的是（）

—------

A.閉合S,穩(wěn)定后，電容器的a極板帶正電

B.閉合S,穩(wěn)定后，電容器兩端電壓小于E

C.斷開S的瞬間,通過R的電流方向向右

D,斷開S的瞬間，通過通的電流方向向右

答案BC

4.（2018東北三校聯(lián)考，18）“自發(fā)電”地板是利用人走過此處時踩踏地板發(fā)電。地板下有一

發(fā)電裝置,如圖1所示,裝置的主要結構是一個截面半徑為「、匝數(shù)為n的線圈,無摩擦地套

在磁場方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中。磁場的磁感線沿半徑方向均勻對稱分布，圖2為裝置

的橫截面俯視圖。輕質地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復位彈簧（圖中只畫出其中的

兩個），輕質硬桿P將地板與線圈連接，人走過時即可帶動線圈上下往返運動（線圈不發(fā)生形

變）發(fā)電。若線圈的總電阻為電，現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電。為便于研究,將某人

走過時對地板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時間t變化的規(guī)律簡化為圖3所示的x-t圖像。

（彈簧始終處在彈性限度內，取線圈初始位置x=0,豎直向下為位移的正方向。線圈運動的過

程中，線圈所在處的磁場始終不變）

（1）若燈泡的額定電壓為U,要使燈泡正常發(fā)光，線圈所在位置磁感應強度大小為多大?

⑵求1=/時地板受到的壓力大小。

（3）求此人走過時踩踏地板所做的功。

答案⑴/小

22（（i+R）o

⑶2

考點三電磁感應中的綜合應用

1.（2019云南一檢，17）如圖所示，圓形金屬線圈放置于磁感應強度為的勻強磁場中，讓線

圈以恒定的角速度3繞過直徑的軸MN轉動，在”時間內線圈產(chǎn)生的熱最為Q;若線圈

不動，讓磁場從Bo開始均勻增大,為使At時間內線圈中產(chǎn)生的熱量也為Q,則磁感應強度的

變化率為（）

A.日Bo3B.Bo3

C.V2Bo3D.2Bo3

答案A

2.（2018河南洛陽統(tǒng)考,8）如圖所示，虛線間存在寬度相同、垂直于紙面的勻強磁場，磁感應

強度大小相同、方向相反。一等腰直角三角形線框以速度v沿x軸正方向勻速穿過磁場區(qū)域,

感應電流以逆時針方向為正方向，電流隨位移的變化關系圖像正確的是（）

二

fr：XX!.

。L2Lx

3.(2020屆江西四市聯(lián)考，14)某興趣小組用電流傳感器測量某磁場的磁感應強度。實驗裝

置如圖中所示,不計電阻的足夠長光滑平行金屬導軌豎直放置在勻強磁場中，導軌間距為d,

其平面與磁場方向垂直。電流傳感器與阻值為R的電阻串聯(lián)接在導軌上端。質量為m、有效

阻值為r的導體棒AB由靜止釋放沿導軌卜滑,該過程中電流傳感器測得電流隨時間變化規(guī)律

如圖乙所示，電流最大值為棒下滑過程中與導軌保持垂直且良好接觸，不計電流傳感器內

阻及空氣阻力，重力加速度為g。

(1)求該磁場磁感應強度大?。?/p>

(2)求在L時刻棒AB的速度大?。?/p>

(3)在0~匕時間內棒AB下降了h,求此過程電阻R產(chǎn)生的電熱。

答案(1)—⑵"+)(3)-------1:，

ni+/

煉技法提能力

【方法集訓】

方法電磁感應中滑軌類問題的分析方法

1.(2020屆廣西欽州摸底,6)如圖所示為兩個有界勻強磁場,磁感應強度大小均為B,方向分

別垂直紙面向里和向外,磁場寬度均為L,距磁場區(qū)域的左側L處,有一邊長為L的正方形導

體線框，總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直。現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場

區(qū)域，以初始位置為計時起點,規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正,磁感線垂直紙面向

里時磁通量中的方向為正,外力F向右為正。則以下關于線框中的磁通量①、感應電動勢E、

外力F和電功率P隨時間變化的圖像正確的是（）

答案D

2.（2018甘肅蘭州模擬，10）如圖所示,光滑的足夠長的平行水平金屬導軌MN、PQ相距1,在M、

P點和N、Q點間各連接一個額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡在兩導軌間efhg矩形區(qū)域內

有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的有界勻強磁場,磁感應強度為Bo,且磁場區(qū)域可以移動。

一電阻也為R、長度也剛好為1的導體棒ab垂直固定在磁場左邊的導軌上，離燈L足夠遠。

現(xiàn)讓勻強磁場在導軌間以某一恒定速度向左移動，當棒ab處于磁場中時兩燈恰好正常發(fā)光,

棒ab與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計。

（1）求磁場移動的速度VD。

（2）若取走導體棒ab,保持磁場不移動（仍在efhg矩形區(qū)域），而是均勻改變磁感應強度

的大小,為保證兩燈都不會燒壞且有電流通過,試求磁感應強度減小到零的最短時間％”。

答案（1）」（2）-^

012

3.（2016課標1,24,14分）如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為0，上沿相連。兩細金屬棒數(shù)（僅

標出a端）和cd（僅標出c端）長度均為L,質量分別為2m和明用兩根不可伸長的柔軟輕導線

將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，

使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場，磁感應強度人小為B,方向垂直于斜面向上。已知

兩根導線剛好不在磁場中，回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為u,重力加速

度大小為g。已知金屬棒ab勻速下滑。求

（1）作用在金屬棒ab上的安培力的大小;

（2）金屬棒運動速度的大小。

答案6mg（sin"3ucos。）⑵（sin。-3ucos。）一一-

【5年高考】

A組基礎題組

1.（2019課標川，14,6分）楞次定律是下列哪個定律在電磁感應現(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

2.（2019課標I,20,6分）（多選）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，

其邊界如圖（a）中虛線MN所示。一硬質細導線的電阻率為P、橫截面積為S,將該導線做成

半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內，圓心（）在MN上。t=0時磁感應強度的方向如圖3）所示;磁感

應強度B隨時間t的變化關系如圖（b）所示。則在t=0到的時間間隔內（）

A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變

B.圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向

C.圓環(huán)中的感應電流大小為1

4QP

D.圓環(huán)中的感應電動勢大小為早一

40

答案BC

3.（2018課標1,19,6分）（多選）如圖,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關與

電源連接,另一線圈與遠史沿南北方向水平放置在紙面底的直導線連接成回路。將一小磁針

懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）

A.開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動

B.開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向

C.開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向

D.開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動

答案AD

4.（2017課標1【，20,6分）（多選）兩條平行虛線網(wǎng)存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂

直。邊長為0.1限總電阻為0.005。的正方形導線框abed位于紙面內，cd邊與磁場邊界平

行，如圖（a）所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中

感應電動勢隨時間變化的圖線如圖（b）所示（感應電流的方向為順時針時,感應電動勢取正）。

下列說法正確的是（）

EN

6c!

0.01--------1

I

________!

-0.20,4；0.6：

0.01----------------1---------1

圖㈤圖伯）

A.磁感應強度的大小為0.5T

B.導線框運動速度的大小為0.5rn/s

C.磁感應強度的方向垂直于紙面向外

D.在t=0.4s至t=0.6s這段時間內，導線框所受的安培力大小為0.1N

答案BC

5.（2016課標II,20,6分）（多選）法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的

銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B

中。圓盤旋轉時,關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是（）

a0

A.若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定

B.若從上向下看,圓盤順時針轉動，則電流沿a到b的方向流動

C.若圓盤轉動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化

D.若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍

答案AB

6.（2017天津理綜,3,6分）如圖所示,兩根平行金屬導軌置產(chǎn)水平面內，導軌之間接有電阻R。

金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸,整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平

面向卜，現(xiàn)使磁感應強度短時間均勻減小,ab始終保持靜止，卜.列說法正確的是（）

/

A.ab中的感應電流方向由b到a

B.ab中的感應電流逐漸減小

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

答案D

7.（2015天津理綜，11,18分）如圖所示，“凸”字形硬質金屬線框質量為叫相鄰各邊互相垂

直,且處于同一豎直平面內，ab邊長為1,cd邊長為21,ab與cd平行，間距為21。勻強磁場區(qū)

域的上下邊界均水平,磁場方向垂直于線框所在平面。開始時,cd邊到磁場上邊界的距離為

21,線框山靜止釋放，從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前，線框做勻速運動。在ef、

pq邊離開磁場后,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運動。線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的

熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內，且ab、cd邊保持水平,重力加速度為g。

求

(D線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進入磁場時的幾倍；

(2)磁場上下邊界間的距離H。

21

______I

磁場區(qū)

答案(1)4倍⑵一+281

8.(2015廣東理綜,35,18分)如圖(a)所示,平行長直金屬導軌水平放置，間距L=0.4m。導軌

右端接有阻值R=1Q的電阻。導體棒垂直放置在導軌匕且接觸良好。導體棒及導軌的電阻

均不計。導軌間正方形區(qū)域abed內有方向豎宜向下的勻強磁場,b、d連線與導軌垂直，長度

也為Lo從0時刻開始,磁感應強度B的大小隨時間I變化,規(guī)律如圖(b)所示；同一時刻,棒

從導軌左端開始向右勻速運動，1s后剛好進入磁場。若使棒在導軌上始終以速度v=lm/s做

直線運動，求：

(1)棒進入磁場前，回路中的電動勢E;

(2)棒在運動過程中受到的最大安培力F,以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t

的關系式。

6

d

(a)

(b)

答案(1)0.04V

(2)0.04Ni=t-l(lsWtWL2s)

9.(2019北京理綜,22,16分)如圖所示，垂直于紙面的勻皿磁場磁感應強度為B。紙面內有一

正方形均勻金屬線框abcc,其邊長為L,總電阻為R,ad邊與磁場邊界平行。從ad邊剛進入磁

場直至be邊剛要進入的過程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運動，求：

XXXX

B

XXXX

--------

XXXX

XXXX

(1)感應電動勢的大小E;

(2)拉力做功的功率F;

(3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。

答案(l)BLv(2)——(3)—^

4

B組提升題組

1.(2019課標］1,21,6分)(多選)如圖，兩條光滑平行金屬導軌固定,所在平面與水平面夾角

為0,導軌電阻忽略不計。虛線ab>cd均與導軌垂直,在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導

軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一位置由靜止釋放，

兩者始終與導軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場時加速度恰好為零。從PQ進入磁場開始

計時，到MN離開磁場區(qū)域為止,流過PQ的電流隨時間變化的圖像可能正確的是()

M

B

N

答案AD

2.（2019課標HI,19,6分）（多選）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

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。tR時，棒ab以初速

度V。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5、V2表

示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是（）

答案AC

3.（2018課標HI,20,6分）（多選）如圖（a）,在同一平面內固定有一長直導線PQ和一導線框

R,R在PQ的右側。導線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖（b）所示,規(guī)定從Q到P為電流

正方向。導線框R中的感應電動勢（）

A.在，時為零

B.在tr時改變方向

C.在?時最大,且沿順時針方向

D.在t=T時最大,且沿順時針方向

答案AC

4.（2015課標1,19,6分）（多選）1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實

驗中將一銅圓盤水平放置.在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖

所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著?起轉

動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（）

A.圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢

B.圓盤內的渦電流產(chǎn)生的腋場導致磁針轉動

C.在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化

D.圓盤中的自由電子隨圓盤:一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉動

答案AB

5.（2015課標II,15,6分）如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為

B,方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度3逆時針轉動時,a、b、c三點的電勢

分別為必、IVLU已知be邊的長度為1。下列判斷正確的是（）

8

A.Ua>U,金屬框中無電流

B.l'i?>Ue,金屬框中電流方向沿a-b-c-a

C.叭=-晶1%,金屬框中無電流

2

D.Uat=；Bl<*）,金屬框中電流方向沿a-c-b-a

答案C

6.（2018課標H,18,6分）如圖,在同一水平面內有兩根平行長導軌，導軌間存在依次相鄰的

矩形勻強磁場區(qū)域,區(qū)域寬度均為1,磁感應強度大小相等、方向交替向上向卜。一邊長為方

的正方形金屬線框在導軌上向左勻速運動。線框中感應電流i隨時間I變化的正確圖線可能

7.（2015安徽理綜，19,6分）如圖所示,abed為水平放置的平行“匚”形光滑金屬導軌，間距

為1,導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場,磁感應強度大小為B,導軌電阻不計。已知金屬桿

MN傾斜放置，與導軌成。角，單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向

滑動（金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好）。則（）

A.電路中感應電動勢的大小為——

sin

B.電路中感應電流的大小為——

2

C.金屬桿所受安培力的大小為lvsin

D.金屬桿的熱功率為—sin

答案B

8.(2016課標H,24,12分)如圖,水平面(紙面)內間距為1的平行金屬導軌間接一電阻，質量

為m、長度為1的金屬桿置于導軌上。t=0時,金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用

下由靜止開始運動。t。時刻，金屬桿進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強

磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導軌的電阻均忽略不計,兩者始終保持垂直

且接觸良好，兩者之間的卻摩擦因數(shù)為重力加速度大小為g。求

(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大?。?/p>

(2)電阻的阻值。

|XXXX

A匚：xXXX

U;xXXXj

；XXXX

答案(1)B1U(—pg)(2)——^

9.(2016課標HI,25,20分)如圖，兩條相距1的光滑平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內，

其左端接一阻值為R的電殂;一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上;在電阻、導軌和金屬棒中

間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應強度大小R隨時間t

的變化關系為B=kt,式中k為常量;在金屬棒右側還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)

與導軌垂直,磁場的磁感應強度大小為反,方向也垂直于紙面向里。某時刻，金屬棒在一外加

水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在時刻恰好以速度V。越過MN,此后向右做勻速運

動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計。求

(1)在t=0到時間間隔內，流過電阻的電荷量的絕對值；

(2)在時刻t穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

答案(1)--⑵BJvo(t-to)+kSt(Bolvo+kS)^-

10.(2017天津理綜，12,2。分)電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，其原

理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意如圖，圖中直流電源電動勢為E,電容器

的電容為C。兩根固定于水平面內的光滑平行金屬導軌間距為1,電阻不計。炮彈可視為一質

量為限電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導軌間處于靜止狀態(tài)，并與導軌良好接觸。首先開

關S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大

小為B的勻強磁場(圖中未畫出)，開始向右加速運動。當MN上的感應電動勢與電容器兩

極板間的電壓相等時，回路中電流為零,達到最大速度，之后離開導軌。問：

(1)磁場的方向；

(2)MN剛開始運動時加速度a的大小；

(3)MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。

答案(1)垂直于導軌平面向下。

⑵一⑶T2V22p

11.(2018天津理綜，12,20分)真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉換成平

動動能的裝置。圖1是某種動力系統(tǒng)的簡化模型，圖中粗實線表示固定在水平面上間距為1

的兩條平行光滑金屬導軌:電阻忽略不計。ab和cd是兩根與導軌垂直、長度均為1、電阻均

為R的金屬棒,通過絕緣材料固定在列車底部,并與導軌良好接觸,其間距也為1,列車的總質

量為mo列車啟動前,ab、cd處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向

下,如圖1所示。為使列車啟動,需在M、N間連接電動勢為E的直流電源，電源內阻及導線電

阻忽略不計,列車啟動后電源自動關閉。

⑴要使列車向右運行，啟動時圖1中M、N哪個接電源正極，并簡要說明理由；

(2)求剛接通電源時列車加速度a的大??；

(3)列車減速時;需在前方設置如圖2所示的一系列磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域,磁

場寬度和相鄰磁場間距均大于1。若某時刻列車的速度為vo,此時ab、cd均在無磁場區(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？

圖1

圖2

答案⑴列車要向右運動，安培力方向應向右。根據(jù)左手定則，接通電源后，金屬棒中電流方向

由a到b、由c到d,故M接電源正極。

—

(3)設列車減速時,cd進入磁場后經(jīng)At時間ab恰好進入磁場,此過程中穿過兩金屬棒

與導凱所圍回路的磁通量的變化為A中，平均感應電動勢為Ei,由法拉第電磁感應定律有

其中

A0)=B12⑦

設回路中平均電流為I',由閉合電路歐姆定律有

1’小

設cd受到的平均安培力為F',有

r=rIB?

以向右為正方向，設At時間內cd受安培力沖量為I沖,有

I沖二-F'△t⑩

同理可知，回路出磁場時ah受安培力沖量仍為上述值，設回路進出一塊有界磁場區(qū)域安

培力沖量為有

I產(chǎn)21沖?

設列車停下來受到的總沖量為I息，由動量定理有

I總=0-111\，1)?

聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩??式得

討論:若3恰為整數(shù),設其為n,則需設置n塊有界磁場;若一不是整數(shù)，設Y的整數(shù)部

000

分為N,則需設置N+1塊有界磁場。?

12.(2019江蘇單科，14,15分)如圖所示,勻強磁場中有一個用軟導線制成的單匝閉合線圈，

線圈平面與磁場垂直。已知線圈的面積S=0.3m?、電阻R=0.6。，磁場的磁感應強度B=C.2T。

現(xiàn)同時向兩側拉動線圈，線圈的兩邊在AIR.5s時間內合到一起。求線圈在上述過程中

(1)感應電動勢的平均值E;

(2)感應電流的平均值I,并在圖中標出電流方向；

(3)通過導線橫截面的電荷量q。

答案（1）0.12V（2）0.2A如圖（3）0.1C

13.(2019天津理綜，11,18分)如圖所示，固定在水平面上間距為1的兩條平行光滑金屬導軌,

垂直于導軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為1、電阻均為R,兩棒與導軌始終接觸良好。

MN兩端通過開關S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內存在豎直向下均勻增加的磁場，

磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側有垂直于導軌平面向卜.的勻強磁場，磁感應強度大小

為BoPQ的質量為m,金屬導軌足夠長、電阻忽略不計。

⑴閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;

⑵斷開S,PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為V的加速過程中流過PQ的電

荷最為q,求該過程安培力做的功Wo

II

答案（】）一「方向水口向右

(2)^nv2-|kq

C組教師專用題組

1.（2014課標1,14,6分）在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中，能觀察到

感應電流的是（）

A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化

B.在?通電線圈旁放置,連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化

C.將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房

間去觀察電流表的變化

D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流

表的變化

答案D

2.（2014課標1,18,6分）如圖（a）,線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的

電流。用示波器測得線圈ed間電壓如圖（h）所示.已知線圈內部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成

正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關系的圖中,可能正確的是（）

???

.1.J.A-L-I-J.J

圖?

答案c

3.（2015山東理綜，17,6分）（多選）如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆

時針勻速轉動。現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中,

以下說法正確的是（）

A.處于磁場中的圓盤部分:靠近圓心處電勢高

B.所加磁場越強越易使圓盤停止轉動

C.若所加磁場反向，圓盤將加速轉動

D.若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉動

答案AB1）

4.（2018江蘇單科,9,4分）（多選）如圖所示,豎直放置的“n”形光滑導軌寬為L,矩形勻

強磁場I、II的高和間距均為d,磁感應強度為Bo質量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進入

磁場I和H時的速度相等。金屬桿在導軌間的電阻為R,與導軌接觸良好,其余電阻不計，重

力加速度為g。金屬桿（）

h

A

+

?

1

1d

1+

-

+d

:

1

.d

■

-1-

A.剛進入磁場I時加速度方向豎直向下

B.穿過磁場I的時間大于在兩磁場之間的運動時間

C.穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgd

D.釋放時距磁場【上邊界的高度h可能小于

答案BC

5.（2013課標II,19,6分）（多選）在物理學發(fā)展過程中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法

都起到了重要作用。下列敘述符合史實的是（）

A.奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應,該效應揭示了電和磁之間存在聯(lián)系

B.安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性,提出了分子電流假說

C.法拉第在實驗中觀察到,在通有恒定電流的靜止導線附近的固定導線圈中，會出現(xiàn)感應電

流

D.楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要

阻礙引起感應電流的磁通量的變化

答案ABD

6.（2016浙江理綜，16,6分）如圖所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成,匝數(shù)均

為10匝,邊長L=31b,圖示區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應強度隨時間均勻增大,

不考慮線圈之間的相互影響，則（）

A.兩線圈內產(chǎn)生順時針方向的感應電流

B.a、b線圈中感應電動勢之比為9：1

C.a、b線圈中感應電流之比為3：4

D.a、b線圈中電功率之比為3：1

答案B

7.（2016江蘇單科,6,4分：）（多選）電吉他中電拾音器的基本結構如圖所示,磁體附近的金屬

弦被磁化，因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。

下列說法正確的有（）

A.選用銅質弦，電吉他仍能正常工作

B.取走磁體，電吉他將不能正常工作

C,增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢

D.弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化

答案BCD

8.（2014四川理綜,6,6分：）（多選）如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置,光滑、豎

直玻璃擋板H、P固定在框上,H、P的間距很小。質量為0.2kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地

放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的王方形,其有效電阻為（）.1Q。比時

在整個空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強磁場,磁感應強度隨時間變化

規(guī)律是B=（0.4-0.2t）T,圖示磁場方向為正方向。框、擋板和桿不計形變。則（）

A.t=ls時,金屬桿中感應電流方向從C到D

B.t=3s時,金屬桿中感應電流方向從D到C

C.t=ls時,金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1N

D.t=3s時,金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2N

答案AC

9.（2016四川理綜,7,6分）（多選）如圖所示，電阻不計、間距為1的光滑平行金屬導軌水平放

置于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻R。質量為m、電

阻為r的金屬棒MN置于導軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動,外

力F與金屬棒速度v的關系是F=Fo+kv（Fo>k是常量），金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。

金屬棒中感應電流為i,受到的安培力大小為FA,電阻R兩端的電壓為UR,感應電流的功率為

答案BC

10.(2017上海單科,20,16分)如圖，光滑平行金屬導軌間距為L,與水平面夾角為0,兩導軌

上端用阻值為R的電阻相連，該裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌

平面。質量為m的金屬桿ab以沿導軌平面向上的初速度V。從導軌底端開始運動，然后又返

【可到出發(fā)位置。在運動過程中,ab與導軌垂直且接觸良好，不計ab和導軌的電阻及空氣阻力。

⑴求ab開始運動時的加速度a;

⑵分析并說明ab在整個運動過程中速度、加速度的變化情況；

⑶分析并比較ab上滑時間和下滑時間的長短。

答案本題考查電磁感應、閉合電路歐姆定律。動力學分析、能顯轉化與守恒定律。

(1)利用楞次定律,對初始狀態(tài)的ab受力分析得：

mgsin0+BIL=ma①

對回路分析

1=-=——

聯(lián)立①②得

220

a=gsin0+—

⑵上滑過程:

由第（1）問中的分析可知，上滑過程加速度大小表達式為：

22

a±=gsinO+二③

上滑過程,a、v反向,做減速運動。利用③式,v減小則a減小，可知，桿上滑時做加速度

逐漸減小的減速運動。

下滑過程：

由牛頓第二定律,對ab受力分析得：

22V八

mgsin0------=maF④

aT=gsin8-[.⑤

因a下與v同向,ab做加速運動。

由⑤得v增加,a卜減小,

桿卜.滑時做加速度減小的加速運動。

（3）設P點是上滑與下滑過程中經(jīng)過的同一點P,由能量轉化與守恒可知：

12上與2”心

QR為ab從P滑到最高點到再回到P點過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

由QR>0所以vp上>vp下

同理可推得ab上滑通過某一位置的速度大于下滑通過同一位置的速度,進而可推得

一上）一卜

由s--1.1.1-.--pt,得

t上下

即ab上滑時間比下滑時間短。

11.（