2019-2020年高考物理模拟试题专题汇编 专题5 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应（A）（含解析）.doc

2019-2020年高考物理模拟试题专题汇编 专题5 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应（A）（含解析）0图乙0图甲一选择题1.(xx丰台区二练20). 一个质点运动的v-t图象如图甲所示，任意很短时间t内质点的运动可以近似视为匀速运动，该时间内质点的位移即为条形阴影区域的面积，经过累积，图线与坐标轴围成的面积即为质点在相应时间内的位移。利用这种微元累积法我们可以研究许多物理问题，图乙是某物理量y随时间t变化的图象，关于此图线与坐标轴所围成的面积，下列说法中不正确的是 A如果y轴表示作用力，则面积等于该力在相应时间内的冲量B如果y轴表示力做功的功率，则面积等于该力在相应时间内所做的功C如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电荷量D如果y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量2.(xx大庆三检14).下列关于物理量或物理常数说法正确的是（）A.引力常量、静电力常量K、真空中光速，元电荷e等物理常数是一个固定的数值与任何的因素都无关B.电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素无关C.自感系数是表示线圈产生自感能力的物理量，跟线圈的形状、长短、匝数、电流变化快慢以及是否有铁芯等因素有关D.电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量.由C=Q/U可知电容的大小是由Q（带电量）或U（电压）决定的3.(xx北京朝阳二练19)物理课上，老师做了一个“电磁阻尼”实验：如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来；如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环，使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。某同学另找器材再探究此实验。他安装好器材，经反复实验后发现：磁铁下方放置圆环，并没有对磁铁的振动产生影响，对比老师演示的实验，其原因可能是A弹簧的劲度系数太小B磁铁的质量太小C磁铁的磁性太强D圆环的材料与老师用的不同4.（xx聊城二模16）.如图（a）所示，一个半径为r1、匝数为n、电阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，导线的电阻不计。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，关于0到t1时间内的下列分析，正确的是（ ）A.R1中电流的方向由a到bB.电流的大小为C.线圈两端的电压为D.通过电阻R1的电荷量 5.(xx潍坊二模19)在边长为L、电阻为R的正方形导线框内，以对称轴ab为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示则在0-t0时间内，导线框中（ ）A无感应电流 B感应电流逐渐变大C感应电流为顺时针方向，大小为D感应电流为逆时针方向，大小为6.(xx怀化三模18）如图所示，以等腰直角三角形ABC为边界的有界匀强磁场方向垂直纸面向里。一个等腰直角三角形导体框abc的直角边ab的长是AB长的一半，线框abc在平面内，线框的bc边与磁场的边界BC边在同一直线上，现让线框匀速向右通过磁场区，速度方向始终平行于BC边则在线框穿过磁场区的过程中，线框中产生的感应电流随时间变化的关系图象是（设沿顺时针方向为感应电流的正方向）AabcBCiiiiOttOtOtOABCD7. (xx大庆三检17)如图所示,在磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场中,金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v=2 m/s向右匀速滑动,两导轨间距离L=1.0 m,电阻R=3.0,金属杆PQ的电阻r=1.0 ,导轨电阻忽略不计,则下列说法正确的是()A.通过R的感应电流的方向为由d到aB.金属杆PQ两端电压为2 VC.金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 ND.外力F做功大小等于电路产生的焦耳热8. (xx龙岩综测17)如图所示，边长为2L、电阻为R的正方形导线框abcd，在纸面内以速度v水平向右匀速穿过一宽为L、磁感应强度为B的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。刚开始时线圈的ab边刚好与磁场的左边界重合，规定水平向右为ab边受到安培力的正方向。下列哪个图象能正确反映ab边受到的安培力随运动距离x变化的规律（ ）A B C D9.(xx东城区二练20)如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN，PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨的右端接有阻值为R的电阻，一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以一定初速度向左运动，它先后通过位置a，b后，到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B，金属棒通过a、b处的速度分别为间距离等于b，c间距离，导轨的电阻忽略不计。下列说法中正确的是 A金属棒运动到a处时的加速度大小为B金属棒运动到b处时通过电阻的电流方向由N指向Q C金属棒在ab过程中与bc过程中通过电阻的电荷量相等D金属棒在a处的速度va是其在b处速度vb的倍CSBlab10.(xx马鞍山三模20)某同学设计的“电磁弹射”装置如图所示，足够长的光滑金属导轨（电阻不计）水平固定放置，间距为l，磁感应强度大小为B的磁场垂直于轨道平面向下。在导轨左端跨接电容为C的电容器，另一质量为m、电阻为R的导体棒垂直于导轨摆放。先断开电键S，对电容器充电，使其带电量为Q，再闭合电键S，关于该装置及导体棒的运动情况下列说法正确的是A要使导体棒向右运动，电容器的b极板应带正电 B导体棒运动的最大速度为C导体棒运动过程中，流过导体棒横截面的电量为Q D导体棒运动过程中感应电动势的最大值为11.（xx成都三诊6）如图所示，矩形平面导线框abcd位于坚直平面内，水平边ab长，竖直边bc和，线框质量为m，电阻为R。线框下方有一磁感应强度为B、方向与线框平面垂直的匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP和QQ均与ab平行，两边界间的距离为H，H。让线框从dc边距边界PP的距离为h处自由下落，已知在dc边进入磁场后、ab边到达边界PP前的边速度为，则（ ）A当dc边刚进磁场时，线框速度为B当ab边刚到达边界PP时,线框速度为C当dc边刚到达边界QQ时,线框速度为D从线框开始下落到dc边刚到达边界QQ的过程中,线框产生的焦耳热为12.(xx衡水高三调21).如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的边长均为L，电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则 ( )A.两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力=mgB系统匀速运动的速度大小；C两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热D导线框abcd通过磁场的时间13.(xx济南二模20）如图所示的竖直平面内，水平条形区域I和内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场，其宽度均为d，I和之间有一宽度为h的无磁场区域，hd。一质量为m、边长为d的正方形线框由距区域I上边界某一高度处静止释放，在穿过两磁场区域的过程中，通过线框的电流及其变化情况相同。重力加速度为g，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（ ）A线框进入区域I时与离开区域I时的电流方向相同B线框进入区域时与离开区域时所受安培力的方向相同C线框有可能匀速通过磁场区域ID线框通过区域I和区域产生的总热量为Q=2mg(d+h)14.(xx盐城1月检测8). 两根电阻不计的平行金属导轨，下端连一电阻R，导轨与水平面之间的夹角为，处于垂直导轨平面斜向上匀强磁场中。一电阻可忽略的金属棒ab，开始固定在两导轨上某位置，棒与导轨垂直。如图所示，现释放金属棒让其由静止开始沿轨道平面下滑，并最终沿导轨匀速运动。就导轨光滑和粗糙两种情况比较，当两次下滑的位移相同时，则有 ( )A通过电阻R的电量相等 B电阻R上产生电热相等 C重力所做功相等 D到达底端时速度相等 15.(xx永州三模21)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域。区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界MN、PQ、GH均平行于斜面底边，MP、PG均为L。一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中ab边始终与斜面底边平行。t1时刻ab边刚越过GH进入磁场区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到PQ与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A当ab边刚越过PQ时，导线框的加速度大小为agsin B导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1v241C从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量D从t1到t2的过程中，有 的机械能转化为电能16.（xx西安交大附中三模20）. 某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdL、bcad2L线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc边和ad边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为R。则（ ）A线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em=2BL2B线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小FC线圈旋转一圈时，流过电阻R的净电荷量为零。D外力做功的平均功率为二非选择题17.(xx张掖三诊25).（18分）如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框， ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；（3）若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。18.(xx绵阳三诊10).（17分）4321O2B/Tt/s如图甲所示，不变形、足够长、质量为m1=0.2kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上，QP与MN平行且距离d=1m，Q、M间导体电阻阻值R=4，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆KL电阻阻值r=1，质量m2=0.1kg，垂直于QP和MN，与QM平行且距离L=0.5m，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计。从t=0开始，垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。（1）求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值fmax；（2）如果从t=2s开始，给金属杆KL水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为P0=320W，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后QM上产生的热量QR=？19.(xx北京西城区二模24)（20分）MNRB如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一竖直放置的光滑的平行金属导轨，导轨平面与磁场垂直，导轨间距为L，顶端接有阻值为R的电阻。将一根金属棒从导轨上的M处以速度v0竖直向上抛出，棒到达N处后返回，回到出发点M时棒的速度为抛出时的一半。已知棒的长度为L，质量为m，电阻为r。金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻。重力加速度为g。（1）金属棒从M点被抛出至落回M点的整个过程中，求：a电阻R消耗的电能；b金属棒运动的时间。（2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞。已知元电荷为e。求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小。20.(xx盐城1月检测14)如图所示，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m，导轨平面与水平面的夹角=30o，下端A、C用导线相连，导轨电阻不计PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，磁场的宽度d=0.6m，边界PQ、HG均与导轨垂直电阻r=0.40的金属棒MN放置在导轨上，棒两端始终与导轨电接触良好，从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放，当金属棒进入磁场时，恰好做匀速运动，棒在运动过程中始终与导轨垂直，取g=10m/s2求： 金属棒进入磁场时的速度大小v； 金属棒的质量m； 金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q21.（xx南平综测22）(20分)如图所示，有一光滑、不计电阻且较长的“平行金属导轨，间距L=l m，导轨所在的平面与水平面的倾角为3 7，导轨空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场。现将一质量m=0.1kg、电阻R=2的金属杆水平靠在导轨处，与导轨接触良好。(g=l0ms2sin37=0.6 cos37=0.8) (1)若磁感应强度随时间变化满足B=2+0.2t(T)，金属杆由距导轨顶部l m处释放，求至少经过多长时间释放，会获得沿斜面向上的加速度；(2)若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨斜面向下的外力F，其大小为产为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a=10ms2沿导轨向下做匀加速运动，求匀强磁场磁感应强度B的大小；(3)若磁感应强度随时间变化满足时刻金属杆从离导轨顶端So=l m处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，求金属杆下滑5 m所用的时间。22.(xx丰台区二练23). （18分）hBlPQv地球航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖拽力，它还能清理“太空垃圾”等。从1967年至xx年17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的相关规律来解释。如图所示为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P、Q用长为l的柔性金属缆索连接，外有绝缘层，系统绕地球作圆周运动，运动一周的时间为T，运动过程中Q距地面高为h。飞缆系统沿图示方向在地磁场中运动，缆索总保持指向地心，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。已知地球半径为R，地面的重力加速度为g。不考虑地球自转，可认为缆索切割磁感线的速度等于缆索中点的速度。（1）设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？求P、Q两端的电势差；（2）设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为R2，求缆索所受的安培力多大；（3）若物体Q的质量为mQ，求缆索对Q的拉力FQ。23.(xx盐城1月检测17)如图(a)所示，斜面倾角为370，一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行在斜面上由静止释放一正方形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行取斜面底边重力势能为零，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示，图中、均为直线段已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.06，重力加速度取g=l0m/s2求：(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数；(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间；(3)金属线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率（本小题保留两位有效数字）.第2讲 电磁感应（A卷）参考答案与详解1.【答案】D【解析】如果y轴表示作用力，则面积等于该力在相应时间内的冲量，A正确；如果y轴表示力做功的功率，则面积等于该力在相应时间内所做的功，B正确；如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电荷量，C正确；如果y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁通量，故D错误，本题要求选不正确的选项，故选择D2.【答案】A【命题立意】本题旨在考查引力常量等常数、电阻率、自感、电容【解析】A.引力常量、静电力常量K、真空中光速，元电荷e等物理常数是一个固定的数值与任何的因素都无关，故A正确；B、电阻率由材料决定，纯金属的电阻率随温度的升高而增大，故B错误；C、自感线圈的自感系数跟有无铁芯、线圈结构有关，与通过线圈的电流大小无关，故C错误；D、电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量由电容本身决定与所带电量无关，由电容器本身决定，与带电量、电压无关，故D错误。故选：A3. 【答案】D【命题立意】考查对楞次定律及电磁阻尼的理解【解析】只要能够产生感应电流，都能对磁铁的运动产生阻碍作用，ABC错；若圆环的材料为非金属材料，不能产生感应电流，无法对磁铁产生阻碍作用。4.【答案】BD【命题立意】本题旨在考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律。【解析】A、由图象分析可知，0至t1时间内有，由法拉第电磁感应定律有：面积为：由闭合电路欧姆定律有：联立以上各式解得，通过电阻上的电流大小为：由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从b到a，故A错误，B正确；C、线圈两端的电压大小为：，故C错误；D、通过电阻上的电荷量为：，故D正确。故选：BD【举一反三】考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小还可求出电路的电流大小，及电阻消耗的功率同时磁通量变化的线圈相当于电源。5.【答案】C【命题立意】本题旨在考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律。【解析】根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流是顺时针，而右边的导线框的感应电流也是顺时针，则整个导线框的感应电流方向顺时针；由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生感应电动势正好是两者之和，即为：，再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为：，大小不变，综上所述，C正确，ABD错误。故选：C【易错警示】考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，注意磁场正方向的规定，及掌握两个感应电动势是相加还是相差，是解题的关键。6.【答案】D【命题立意】该题考查电磁感应的图象问题【解析】当线框进磁场时，根据楞次定律判断知：感应电流的方向沿逆时针，为负值；t时刻导线框的有效切割长度：L=vt，感应电动势瞬时值：E=BLv=Bv2t，感应电流瞬时值为：，可知It，当，（式中a=BC）；同理，线框出磁场时，感应电流的方向沿顺时针，为正值；t时刻导线框的有效切割长度：，感应电动势瞬时值：，感应电流瞬时值为：，当时，当线框完全磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生根据数学知识可知：D图正确故选：D【点评】本题是图象问题，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律、欧姆定律判断感应电流的方向，得到各段电流的解析式，再选择图象7.【答案】C【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势.【解析】A、由右手定则判断知，导体产生的感应电流方向为，通过的感应电流的方向为由a到d故A错误；B、导体切割磁感线产生的感应电动势的大小为：,而PQ间的电压是外电压，由于有电阻，所以导体两端的电压小于感应电动势，即小于，故B错误；C、感应电流为：，故C正确；D、金属杆在外力作用下在粗糙型导轨上以速度向右匀速滑动，外力做功大小等于电路产生的焦耳热和导轨与金属杆之间的摩擦力产生的内能的和，故D错误。故选：C8.【答案】C【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势。【解析】线框的位移在，内，ab边切割磁感线产生的感应电动势为，感应电流，ab边所受的安培力大小为由楞次定律知，ab边受到安培力方向向左，为负值线框的位移大于后，位移在内线框中磁通量不变，不产生感应电流，ab边不受安培力，位移在内，ab边在磁场之外，不受安培力，故C正确。故选：C9.【答案】C【命题立意】考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律以及动力学知识的综合应用。【解析】金属棒运动到处时，联立可得：，A错误；金属棒运动到处时，由右手定则可知，电流方向由Q到N，B错误；金属棒在过程中通过电阻的电荷量，同理，在过程中，通过电阻的电荷量，由于，可知，C正确。在过程中，对金属棒应用动量定理得：，解得：。因此，D错误。10.【答案】B【解析】要使导体棒向右运动，导体棒上需要有自上而下的电流，即电容器的b极板应带负电，A错；当电容器两端电压与导体棒两端电压相等时，导体棒匀速运动，此时,根据动量定理得,其中，联立得，B正确；导体棒运动过程中，极板间电荷不会完全放完，通过导体截面的电荷量小于Q，C错；导体棒运动的最大速度为，导体棒运动过程中感应电动势的最大值为，D错。11.【答案】AC【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化。【解析】A从线框开始下落到dc边刚进磁场时，线框做自由落体运动，下落高度为，由，得当dc边刚进磁场时，线框速度为，故A正确；B、当ab边刚到达边界PP时，根据平衡条件dc边受力平衡，得：，解得：，故B错误；C、从ab边刚到达边界PP，到dc边刚到达边界QQ时，线框下落高度为，由于，所以这一阶段只有重力做功，则由动能定理，得：，解得：，故C正确；D、从线框开始下落到dc边刚到达边界QQ的过程中，由能量守恒，得：，则线框产生的焦耳热：，故D错误。故选：AC 【易错警示】本题线框进入磁场的过程与汽车恒定功率起动类似，要会进行动态过程分析，并能理解功能关系在电磁感应问题中的应用。12.【答案】BC【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化。【解析】A、导线框刚好全部进入磁场时磁通量不再变化，回路中没有感应电流，则线框不受安培力，只受重力和绳子拉力，做匀速运动，根据平衡条件：，此时的受力情况与两线框刚开始做匀速运动时受力情况相同，故A错误；B、完全进入磁场后，中开始产生感应电流，根据根据平衡条件：，得：，故B正确；C、等高时速度为，根据能量守恒：，得：，故C正确；D、匀速运动完全进入磁场后不再有感应电流，不再受安培力，但开始穿出磁场，产生感应电流受安培力作用，当穿出磁场后不再有感应电流不再受安培力后又开始穿出磁场产生感应电流受安培力，受力分析知系统始终匀速运动，故通过磁场的时间，故D错误。故选：BC【举一反三】本题是电磁感应中的力学问题，安培力的计算和分析能量如何转化是解题关键，要加强训练，熟练掌握法拉第定律、欧姆定律、安培力等等基础知识，提高解题能力。13.【答案】BD【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势。【解析】据题设线框电阻为，导体棒从距区域上边界处由静止释放，做自由落体运动，做匀加速运动，A、由楞次定律和右手定则知，线框进入区域I时，电流方向为逆时针方向；离开区域I时的，电流方向为顺时针方向，故A错误；B、由于导体棒在穿过两段磁场区域的过程中，流过上的电流及其变化情况相同，说明导体棒穿过磁场的过程必定做减速运动，与运动方向相反，故B正确；C、由于导体棒在穿过两段磁场区域的过程中，流过上的电流及其变化情况相同，说明导体棒穿过磁场的过程必定做减速运动，导体棒所受的安培力大于重力，而速度减小，故C错误；D、由能量守恒定律得，线框通过区域I和区域产生的总热量为：，故D正确。故选：BD14.【答案】AC【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律。【解析】设金属杆下滑的距离为，下降的高度为，导轨间距为；A、 由法拉第定律可得，感应电动势：，电流，通过电阻的电荷量，由此可知，两种情况下通过电阻的电量相等，故A正确； B、两种情况下，磁通量的变化量相等，导轨光滑时，金属棒下滑时间短，平均感应电动势大，由A可知，两种情况下通过电阻的电荷量相等，由可知，导轨光滑时电阻产生的电热多，故B错误；C、重力做功，两种情况下，、相等，重力做功相等，故C正确；D、最终金属棒做匀速运动，由平衡条件可知，导轨光滑时：，导轨粗糙时：，故D错误。故选：AC15.【答案】BC【命题立意】本试题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、功能关系。【解析】A、当边刚越过PQ时，由于两个边的切割磁感线的电动势方向相同，故电流增加为2倍，边的安培力增加为2倍，cd边也有了安培力，故加速度不为，故A错误；B、第一次，根据平衡条件，有：第二次，根据平衡条件，有：联立解得：，故B正确；C、从到的过程中，根据功能关系，导线框克服安培力做功的大小等于机械能的减少，故C正确；D、从到的过程中，有的机械能转化为电能，故D错误。故选：BC16.【答案】CD【命题立意】本试题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、电功、电功率、安培力。【解析】A、bc、ad 边的运动速度：感应电动势：，解得：，故A错误；B、根据欧姆定律得：电流：安培力：，解得：，故B错误；C、线圈旋转一圈时，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势为零，故流过电阻R的净电荷量为零，故C正确；D、在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，电机的总功率：；外力做功的功率与电源的总功率相等，故D正确。故选：CD17.【答案】（1）；（2）；（3）【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律。【解析】（1）由图像可知，当线框全部进入磁场后，线框的加速度：0时刻线框所受的安培力：，且：由牛顿第二定律：解得：（2）线框进入磁场过程通过截面电量：由法拉第电磁感应定律得：由闭合电路欧姆定律得：解得:电量：由匀变速直线运动得：代入上式，解得：（3）线框进入磁场过程，由能量守恒定律： 代入数据，解得：答：（1）匀强磁场的磁感应强度为；（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量为；（3）在此过程中线框产生的焦耳热为。18.【答案】（1）；（2）【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、焦耳定律。【解析】（1）在时间内，设时刻磁场磁感应强度为，中的感应电动势为，电流为，金属导轨受到的安培力为，则：由乙图得：，得：由法拉第电磁感应定律得：又：解得：，导轨所受的安培力：当时，安培力最大为，则：设金属导轨受到的最大静摩擦力为，则：以后，电动势为零，受到的安培力为零。即安培力最大时，仍然小于金属导轨受到的最大静摩擦力，金属导轨始终静止，受到的是静摩擦力，所以：则得：（3）从开始后，导轨受到的安培力向右，由于小立柱1、2的作用，金属导轨静止。设杆的最大速度为时，感应电动势为，电流为，受到的安培力为，外力为，则： ，则得：有： 即：解得：撤去外力直到停下来，产生的总热量为，则：上产生的热量：代入数据，解得：，答：（1）在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值为；（2）上产生的热量为。19.【答案】（1）a ；b ；（2）【命题立意】本题旨在考查能量守恒定律、动量定理、带电粒子在匀强磁场中运动。【解析】（1）a金属棒从M点被抛出至落回M点的整个过程中，由能量守恒定律得：回路中消耗的电能：电阻R消耗的电能： b金属棒从M点被抛出至落回M点的整个过程中，由动量定理得： 将整个运动过程划分成很多小段，可认为在每个小段中感应电动势几乎不变，设每小段的时间为则安培力的冲量又：，因为，所以： 解得： （2）当金属棒向下运动达到稳定状态时： 其中：解得： 沿棒方向，棒中自由电子受到洛伦兹力、电场力和金属离子对它的平均作用力f作用。因为棒中电流恒定，所以自由电子沿棒的运动可视为匀速运动。则：又： 解得：答：（1）a电阻R消耗的电能为；b金属棒运动的时间为；（2）当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小为。20.【答案】； ； 【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、电磁感应中的能量转化。【解析】（1）设导体棒刚进入磁场时的速度为沿导轨下滑的过程中重力势能转化为动能，得：代人数据解得：（2）导体棒进入磁场中时受到的安培力与重力沿斜面向下的分量大小相等，方向相反，得：又：代人数据得：（3）金属棒离穿过磁场在该处中，减少的重力势能全部转化为电能再转化为热量，即：， 解得：答：金属棒进入磁场时的速度大小为； 金属棒的质量为； 金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量为。21.【答案】（1）若磁感应强度随时间变化满足B=2+0.2t（T），金属杆由距导轨顶部l m处释放，至少经过20s释放，会获得沿斜面向上的加速度；（2）若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨斜面向下的外力F，其大小为产F=v+0.4（N），v为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a=10m/s2沿导轨向下做匀加速运动，匀强磁场磁感应强度B的大小；（3）若磁感应强度随时间变化满足B=（T），t=0时刻金属杆从离导轨顶端S0=1m处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，则金属杆下滑5m所用的时间【命题立意】本题旨在考察电磁感应、电路及运动的综合【解析】（1）金属杆有沿着斜面向上的加速度时，安培力等于重力沿斜面的分力，由安培力表达式F=BIL，结合B随t的变化关系，可以解得时间t；（2）金属杆收到重力和安培力的作用而做匀加速运动，由牛顿第二定律，结合安培力表达式，可解得磁感应强度B（3）金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，说明磁通量不变，由此可以表示初末磁通量相等，解得金属杆下滑5m所用的时间解：（1）设金属杆长为L，距离导轨顶部也为L，经过ts后，金属杆有沿着斜面向上的加速度，此时安培力等于重力沿斜面的分力，则： FA=mgsin，又： ，其中：E=KL2=0.2V，所以：，解得： t=20s（2）对金属杆由牛顿第二定律：mgsin+FFA=ma，其中：，解得：，带入数据解得：，因为是匀加速运动，加速度为定值，则：，解得：，（3）设t=0时刻金属杆距离顶端为S0，由金属杆与导轨组成的闭合电路中，磁通量保持不变，经过ts的位移为S，则： B1LS0=B2L（S+S0），带入数据： ，解得： S=t2，金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，S=5m，解得： 22.【命题立意】考查万有引力定律的应用及电磁感应【答案】【解析】（1）由右手定则可以判定P点电势高 （2分）设缆索中点的速度设为v （2分）P、Q两点电势差就是缆索的电动势 UPQ=E=BlvQ= （2分）另解： （2）缆索电流I= （2分）安培力FA=BIl （2分）将代入式解得FA= （2分）（3）Q的速度设为vQ，Q受地球引力和缆索拉力FQ作用 FQ=mQ （2分）物体Q绕地球做匀速圆周运动，设Q的速度设为vQ （1分） 又 （1分） 将代入式解得：FQ= mQ （2分）23.【答案】(1)；(2) ；(3) 【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、电磁感应中的能量转化。【解析】（1）减少的机械能等于克服摩擦力所做的功：而： 其中 解得：（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能扥顾克服摩擦力和安培力所做的功，机械能仍均匀减小，因此安培力也为恒力，线框做匀速运动，其中：可解得线框刚进磁场时的速度大小为：其中：，为线框的侧边长，即线框进入磁场过程运动的距离，可求出： ， （3）线框刚出磁场时速度最大，线框内的电功率最大由：可求得：根据线框匀速进入磁场时，可求出：又因为：，可求出：代入数据解得：答：(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数为；(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间为；(3)金属线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率为。