2019-2020年高三物理第07期好题速递分项解析汇编专题10电磁感应含解析.doc

2019-2020年高三物理第07期好题速递分项解析汇编专题10电磁感应含解析一、选择题1.【石家庄市xx届高三复习教学质量检测（二）】如图甲所示，质量m=3.0xl0-3kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD长l=0.20 m，处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n=300匝、面积S=0.0l m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t=0.22 s时闭合开关K，瞬间细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度h=0.20 m。不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，下列说法正确的是A. 00.10 s内线圈中的感应电动势大小为3VB. 开关K闭合瞬间，CD中的电流方向由C到DC. 磁感应强度B2的方向竖直向下D. 开关K闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03 C【答案】BD点睛：本题是电磁感应与电学、力学相结合的综合题，分析清楚题意、分析清楚图乙所示图象是解题的关键，应用法拉第电磁感应定律、左手定则、安培定则、楞次定律、动量定理等即可解题。2.【山东省泰安市xx届高三第一轮复习质量检测】矩形线框abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图甲所示设t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图乙中i表示线圈中感应电流的大小（规定电流沿顺时针方向为正），F表示线框ab边所受的安培力的大小（规定ab边中所受的安培力方向向左为正），则下列图象中可能正确的是A. B. C. D. 【答案】AC【解析】在0-2s内，磁感应强度均匀变化，线框的磁通量均匀变化，产生恒定电流磁场方向先向里后向外，磁通量先减小后增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，电流为正值根据法拉第电磁感应定律得：，该段时间内恒定，则感应电动势恒定，由 可知感应电流也一定同理得知，在2s-4s内，感应电流方向为逆时针方向，电流为负值，感应电流也一定故A正确，B错误；在0-2s内，线框ab边所受的安培力的大小为F=BIL，IL一定，F与B成正比，而由楞次定律判断可知，安培力方向先向左后右，即先为正值后为负值同理得知，在2s-4s内，F与B成正比，安培力方向先向左后右，即先为正值后为负值，与0-2s内情况相同故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。点睛：本题主要考查电磁感应与图像结合，分两时间段进行研究，也可分四段时间进行研究，根据法拉第定律可定性判断电流的图像由楞次定律和左手定则判断安培力的方向，法拉第电磁感应定律、欧姆定律及安培力公式研究安培力的大小，综合性较强。3.【温州中学xx届高三3月高考模拟考试】如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10 m/s2，sin370.6）（）A. 2.5 m/s1W B. 5 m/s1W C. 7.5 m/s9W D. 15 m/s9W【答案】B考点：电功、电功率【名师点睛】当导体棒所受合力为零时，导体棒做匀速直线运动，由平衡条件可以求出导体棒的速度；由求出导体棒产生的感应电动势，然后由闭合电路欧姆定律及电功率公式求出灯泡消耗的功率。4.【温州中学xx届高三3月高考模拟考试】 纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为。t0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】C【点评】电磁感应与图象的结合问题，近几年高考中出现的较为频繁，在解题时涉及的内容较多，同时过程也较为复杂；故在解题时要灵活，可以先利用右手定则或楞次定律判断方向排除法，在选择其他合适的解法等解答5.【温州中学xx届高三3月高考模拟考试】如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B（0.4-0.2t） T，图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则（）A. t1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB. t3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC. t1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND. t3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N【答案】AC 6.【温州中学xx届高三3月高考模拟考试】 如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为Bkt（常量k0）回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、.闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则（）A. R2两端的电压为 B. 电容器的a极板带正电C. 滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍 D. 正方形导线框中的感应电动势为kL2【答案】AC【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律可知，由此可以知道D错误R2与R是并联，并联滑动变阻器的阻值为，可知并联电阻为，则滑动变阻器所在支路的电阻为，外电考点：法拉第电磁感应定律；功率7.【淮北市第一中学xx届高三下学期第三次周考】用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在平面，磁感应强度大小随时间变化的关系为B=B0+kt，其中磁感应强度的初始值B0方向垂直纸面向里，k0，则（）A. 圆环中产生逆时针方向的电流B. 圆环具有扩张且向右运动的趋势C. 圆环中感应电流的大小为D. 图中a、b两点间的电势差Uab=1/4kr2【答案】CD【解析】磁通量向里减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为顺时针，故A错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张且向左运动的趋势；故B错误；由法拉第电磁感应定律可知， ，线圈电阻 ，感应电流 ，故C正确；与闭合电路欧姆定律可知，ab两点间的电势差为 ，故D正确；故选CD8.【江苏省泰州中学xx届高三下学期期初考试】如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中,下列正确的是A. 通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥B. 通过电阻的感应电流的方向为由a到b, 线圈与磁铁相互排斥C. 通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互吸引D. 通过电阻的感应电流的方向为由b到a, 线圈与磁铁相互吸引【答案】A考点：楞次定律【名师点睛】楞次定律应用的题目我们一定会做，大胆的去找原磁场方向，磁通量的变化情况，应用楞次定律判断即可；记住判断磁体与线圈相互作用的快捷方法-“来拒去留”9.【南昌市三校高三第四次联考】如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t0），规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 10.【南昌市三校高三第四次联考】图a是用电流传感器（相当于电流表，其内阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象关于这些图象，下列说法中正确的是（ ）A. 图b中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B. 图b中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况C. 图b中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D. 图b中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况【答案】C【解析】试题分析：开关S由断开变为闭合，传感器2这一支路立即有电流，线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的增加，通过线圈的电流要慢慢增加，所以干路电流（通过传感器的电流）也要慢慢增加故A错误，B正确开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流立即消失，而电感这一支路，由于电感阻碍电流的减小，该电流又通过传感器2，只是电流的方向与以前相反，所以通过传感器2的电流逐渐减小故C正确，D错误，故选BC考点：自感现象【名师点睛】本题考查了电感线圈对电流突变所产生的阻碍作用，主要抓住电源闭合和断开瞬间的变化即可；接通电源的瞬间，线圈相当于断路，回路中的电流逐渐增大到稳定不变；断开电源的瞬间，线圈相当于电源，电流逐渐减小到零11.【南昌市三校高三第四次联考】线圈所围的面积为01m2，线圈电阻为1；规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）A. 在时间05s内，I的最大值为001AB. 在第4s时刻，I的方向为顺时针C. 前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为001CD. 第3s内，线圈的发热功率最大【答案】AC 12.【南昌市三校高三第四次联考】（多选）在如图所示的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I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场宽度HP及PN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，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I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JP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，下列说法中正确的是（ ）A. 当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为a=gsinB. 导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1C. 从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少D. 从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能【答案】BD考点：本题考查电磁感应定律、能量守恒 13.【xx年宁德市普通高中毕业班第一次质量检查】如图所示，固定在倾角为=30的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d=l m，其底端接有阻值为R=2 的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中一质量为m=l kg（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F=10 N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离L=6m时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）设杆接人电路的电阻为r=2 ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g = 10 ms2.则此过程A. 杆的速度最大值为5msB. 流过电阻R的电量为6CC. 在这一过程中，整个回路产生的焦耳热为17.5 JD. 流过电阻R电流方向为由c到d【答案】AC 14.【吉林省普通高中xx届高三毕业第三次调研】 如图所示，光滑水平面上存有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45，若线框的总电阻为R，则A. 线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBAB. AC刚进入磁场时线框中感应电流为C. AC刚进入磁场时线框所受安培力为D. AC刚进入磁场时CD两端电压为【答案】CD【解析】试题分析：线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，则感应电流的方向为ABCD方向，故A错误；AC刚进入磁场时CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势，则线框中感应电流为，此时CD两端电压，即路端电压为，故B错误D正确；AC刚进入磁场时线框的CD边产生的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是，由几何关系可以看出，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量合，即，故C正确；考点：考查了导体切割磁感线运动 15.【吉林省延边州xx届高三下学期复习质量检测】1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲）。它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机。图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场，除R以外其余电阻均不计。从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是 A. 铜片D的电势高于铜片C的电势B. 电阻R中有正弦式交变电流流过C. 铜盘半径增大1倍，流过电阻R的电流也随之增大1倍D. 保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生【答案】AD点睛：本题是右手定则和涡流的产生条件等综合应用，考查对实验原理的理解能力，同时注意切割磁感线相当于电源，内部电流方向是从负极到正极注意由于圆盘在切割磁感线，相当于电源；注意判断电流的方向16.【江西省九校xx届高三联考】如图所示，有一个总长度为6L的正三角形金属线框MNP沿竖直方向固定，其总电阻为3R，水平方向的匀强磁场与线框平面垂直，且磁感应强度为B。一根长度为2L的导体棒CD，其电阻为2R，导体棒在竖直向上的外力作用下从底边NP开始以速度v匀速向顶角运动，金属棒与金属框架接触良好且始终保持与底边NP平行，当金属棒运动到MN中点时（此时AB为MNP的中位线），重力加速度取g，下列说法正确的是（ ）A. AB两端的电压为B. CD两端的电压为C. 金属棒克服安培力做功的瞬时功率为D. 拉力做功的功率为【答案】BCD 17.【内蒙古包头市xx届高三下学期第一次模拟考试】如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中。有一质量为m的导体棒以初速度V0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点。在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q。已知导体棒与导轨间的接触电阻值恒为R，其余电阻不计，则A. 该过程中导体棒做匀减速运动B. 当导体棒的速度为时，回路中感应电流小于初始时的一半C. 开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为D. 该过程中接触电阻产生的热量为【答案】BC 18.【山东省济宁市xx届高三第一次模拟（3月）】如图所示，在水平面内有两个光滑金属“V”字型导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，其中导轨bac固定不动，用外力F使导轨edf向右匀速运动，导轨间接触始终良好，从图示位置开始计时，下列关于回路中的电流I的大小和外力F的大小随时间的变化关系正确的是A. B. C. D. 【答案】AD 19.【山东省日照市xx届高三下学期第一次模拟考试】如图所示，在竖直面内有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、高度为h的有界匀强磁场，磁场上、下边界水平。将一边长为l（lh）、质量为m的正方形导体框abcd从磁场上方由静止释放，ab边刚进入磁场的瞬间和刚穿出磁场的瞬间速度相等。已知导体框的电阻为r，导体框下落过程中，ab边始终保持水平，重力加速度为g。则A. 导体框一定是减速进入磁场B. 导体框可能匀速穿过整个磁场区域C. 导体框穿过磁场的过程中，电阻产生的热量为D. 导体框进入磁场的过程中，通过某个横截面的电荷量为【答案】AD 20.【山东省枣庄市xx届高三下学期第一次模拟考试】如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨平面与水平面之间的夹角=30，导轨电阻不计。正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m，垂直于导轨放置。起初甲金属杆位于磁场上边界ab处，乙位于甲的上方，与甲间距也为l。现将两金属杆同时由静止释放，从此刻起，对甲金属杆施加沿导轨的拉力，使其始终以大小为a=的加速度向下匀加速运动。已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是A. 每根金属杆的电阻B. 甲金属杆在磁场区域运动过程中，拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热C. 乙金属杆在磁场区域运动过程中，安培力的功率是D. 从乙金属杆进入磁场直至其离开磁场过程中，回路中通过的电量为【答案】AB【解析】乙金属杆进入磁场前的加速度为 a=gsin30=g，可见其加速度与甲的加速度相同，甲、乙两棒均做匀加速运动，运动情况完全相同所以当乙进入磁场时，甲刚出磁场乙进入磁场时： ，由于乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，受力平衡有： ，故 ，故A正确甲金属杆在磁场区域运动过程中，根据动能定理得：WF-W安+mglsin=mv2；对于乙棒，由动能定理得：mglsin=mv2；由两式对比可得：WF=W安；即外力做功等于甲棒克服安培力做功，而甲棒克服安培力做功等于电路中产生的焦耳热，故拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热故B正确乙金属杆在磁场区域中匀速运动，安培力的功率大小重力的功率，为P=mgsinv=mg，故C错误乙金属杆进入磁场直至出磁场过程中回路中通过的电量为 由上知：，联立得： ，故D错误故选AB点睛：本题关键要抓住乙金属杆进入磁场前，两棒的加速度相同，运动情况相同，再根据牛顿第二定律、运动学公式和功能关系求解。21.【山西省太原市xx届高三模拟考试】如甲（1）中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上间距为L，左端接电阻R，导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。将质量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图甲（2）。已知ab与导轨始终垂直接触良好，设ab中的感应电流为I，ab受到的安培力大小为FA，R两端的电压为UR，R的电功率为P，则下图中大致正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】A 22.【榆林市xx届高考模拟第一次测试】如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是（ ）A. 导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左B. 导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U = BLv0C. 导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能D. 金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热【答案】AD【解析】试题分析：导体棒和定值电阻组成闭合线圈，开始运动的初始时刻，导体棒向右运动，线圈面积减小，根据楞次定律来据去留，安培力阻碍线圈面积的变化，所以安培力水平向左，选项A对。根据楞次定律导体棒切割磁感线产生的感应电动势，但导体棒和定值电阻组成闭合回路，导体棒两端电压为路端电压，已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等所以路端电压选项B错。导体棒向右运动的过程，安培力和弹簧弹力做功，根据功能关系产生的焦耳热选项C错。金属棒最终会停下来时，不再切割磁感线，没有感应电动势和感应电流，不受安培力，而导轨光滑，没有摩擦力，所以导体棒静止时，弹簧弹力为0，即弹簧原长，根据功能关系，电路上产生的焦耳热，由于电路内阻等于外阻，所以电阻R上产生的焦耳热为，选项D对。考点：电磁感应定律 23.【江苏省宜兴市xx届高三下学期期初考试】如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcdt=0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的是A. B. C. D. 【答案】C根据推论得知：金属杆所受的安培力为，由牛顿第二定律得，得，当时间内，感应电流为零，为定值，时间内，F与t成正比，F与t是线性关系，但不过原点，时间后无感应电流，为定值，故D错误24.【四川省乐山市xx届高三第二次调查研究考试】一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。若直升机螺旋桨叶片的长度为l，近轴端为a，远轴端为b，转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则A. Efl2B，且a点电势低于b点电势B. E2fl2B，且a点电势低于b点电势C. Efl2B，且a点电势高于b点电势D. E2fl2B，且a点电势高于b点电势【答案】A点睛：本题主要考查了转动切割产生感应电动势的表达式：，以及应用右手定则判断感应电动势的方向。二、非选择题1.【四川省乐山市xx届高三第二次调查研究考试】如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，电阻R与两导轨相连，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m，电阻不计的导体棒MN，在竖直向上的恒力F作用下，由静止开始沿导轨向上运动整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：（1）初始时刻导体棒的加速度；（2）当流过电阻R的电流恒定时，求导体棒的速度大小【答案】（1） （2） 点睛：本题主要考查了求导体棒的加速度和速度大小，分析清楚导体棒的运动过程、应用安培力公式、牛顿第二定律和平衡条件即可解题。2.【江苏省宜兴市xx届高三下学期期初考试】两根足够长度的平行导轨处在与水平方向成=370的斜面上，导轨电阻不计，间距为L=0.3m，在斜面加有磁感应强度为B=1T方向垂直于导轨平面的匀强磁场，导轨两端各接一个阻值为R0=2的电阻，一质量为m=1kg，电阻为r=2的金属棒横跨在平行轨道间。棒与轨道间动摩擦因数为0.5，金属棒以平行于轨道向上的初速度为v0=10m/s上滑直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量为q=0.1C，求（1）上升过程中棒发生的位移（2）上端电阻R0产生的焦耳热【答案】（1） 2m （2）5J 3.【四川省广元市xx届高三第二次高考适应性统考】用密度为d、电阻率为、粗细均匀的金属导线制成两个闭合正方形线框M和N，边长均为L，线框M、N的导线横截面积分别为S1、S2，且S1S2，如图所示匀强磁场仅存在于相对磁极之间，磁感应强度大小为B，其他地方的磁场忽略不计金属线框M水平放在磁场上边界的狭缝间，线框平面与磁场方向平行，开始运动时可认为M的aa边和bb边都处在磁场中线框N在线框M的正上方，与线框M相距为h两线框均从静止开始同时释放，其平面在下落过程中保持水平设磁场区域在竖直方向足够长，不计空气阻力及两线框间的相互作用(1)计算线框N刚进入磁场时产生的感应电流；(2)在下落过程中，若线框N恰能追上线框M，N追上M时，M下落的高度为H，N追上M之前N一直做减速运动，求该过程中线框N产生的焦耳热；(3)若将线框M、N均由磁场上边界处先后释放，释放的时间间隔为t，计算两线框在运动过程中的最大距离【答案】(1) (2) (3) x (3)线框释放后二者先后作变速运动mgFma即4LSdg4LSda解得ag 由加速度可知：线框下落的加速度与线框的导线截面积无关，两个线框在磁场中先后作相同的加速运动，当a减小到0时做匀速运动，所以只要后释放的线框还未达到匀速时，先释放线的框速度就比较大，二者的距离就会继续增大，当二者都做匀速运动时，间距最大此时最大间距xv2t 4.【天一大联考 xx高中毕业班阶段性测试】如图所示,间距为L的两根光滑圆弧轨道置干水平面上，其轨道末端水平，圆弧轨道半径为r，电阻不计。在其上端连有阻值为R0的电阻，整个装置处于如图所示的径向磁场中, 圆弧轨道处的磁感应强度大小为B。现有一根长度等于L,、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg（重力加速度为g)。求：(1)金属捧到达轨道底端时金属棒两端的电压；(2)金属棒下滑过程中通过电阻R0的电荷量。【答案】(1) (2) 5.【湖北省八校xx届高三下学期第二次联考】如图所示，AD与A1D1为水平放置的无限长平行金属导轨，DC与D1C1为倾角为的平行金属导轨，两组导轨的间距均为l=1.5m，导轨电阻忽略不计质量为m1=0.35kg、电阻为R1=1的导体棒ab置于倾斜导轨上，质量为m2=0.4kg、电阻为R2=0.5的导体棒cd置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T初始时刻，棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑(g取10m/s2，sin=0.6)(1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数；(2)在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒cd同时由静止释放，当P的质量不超过多大时，ab始终处于静止状态？(导体棒cd运动过程中，ab、cd一直与DD1平行，且没有与滑轮相碰)(3)若P的质量取第(2)问中的最大值，由静止释放开始计时，当t=1s时cd已经处于匀速直线运动状态，求在这1s内ab上产生的焦耳热为多少？【答案】(1) (2)1.5kg (3)8.4J竖直方向：对cd棒，设绳中的张力为T，由平衡条件得对P，由平衡条件得 联立以上各式得： 故当P的质量不超过1.5Kg时，ab始终处于静止状态(3)设P匀速运动的速度为v，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得Blv=I(R1+R2) 得v=2m/s）对P、棒cd，由牛顿第二定律得两边同时乘以，并累加求和，可得解得m对P、ab棒和cd棒，由能量守恒定律得，解得在这1s内ab棒上产生的焦耳热为 6.【江西省重点中学盟校xx届高三第一次联考】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L = 1m，电阻R=0.4，导轨上停放一质量m = 0.25kg 、电阻r=0.1的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B = 0.25T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示.（1）求导体棒运动的加速度；（2）求第5s末外力F的瞬时功率.【答案】（1） 2 m/s2 （2） 17.5 W 7.【广东省深圳市xx届高三2月第一次调研】一根阻值12的金属导线绕成如图甲形状的闭合回路，大正方形边长0.4m，小正方形边长0.2m，共10匝放在粗糙的水平桌面上，两正方形对角线间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，整个过程中线框始终未动求闭合回路: （1）产生的感应电动势；（2）电功率；（3）第1s末受到的摩擦力.【答案】（1）1.2V （2）0.12W （3）1.70N【点睛】本题考查法拉第电磁感应、电功率、安培力公式等知识点，关键是要注意图中有效面积不是两个在磁场中的三角形面积之和，而是面积之差，因为感应电动势方向相反8.【广西桂林市、崇左市xx届高三联合调研考试】 如图甲所示，光滑水平面上一正方形金属框，边长为L，质量为m，总电阻为R匀强磁场方向垂直于水平面向里，磁场宽度为3L，金属框在拉力作用下向右以速度v0匀速进入磁场，并保持v0匀速直线到达磁场右边界，速度方向始终与磁场边界垂直。当金属框cd边到达磁场左边界时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化。 （1）金属框从进入磁场到cd边到达磁场右边界的过程中，求通过回路的焦耳热Q及拉力对金属框做功W;（2）金属框cd选到达磁场右边界后，若无拉力作用且金属框能穿出磁场，求金属框离开磁场右边界过程中通过回路的电荷量g及穿出后的速度v10。【答案】（1） （2） 9.【湖北省黄冈市xx届高三3月份质量检测】如图所示，边长为L的正方形闭合导体线框abcd质量为m，在方向水平的匀强磁场上方某高度处自由落下并穿过磁场区域线框在下落过程中形状不变，ab边始终保持与磁场边界线平行，线框平面与磁场方向垂直已知磁场区域高度hL，重力加速度为g，下列判断正确的是A. 若ab边进入磁场时线框做匀速运动，则ab边离开磁场时线框也一定做匀速运动B. 若ab边进入磁场时线框做减速运动，则ab边离开磁场时线框也一定做减速运动C. 若进入磁场过程中线框产生的热量为mgL，则离开磁场过程中线框产生的热量也一定等于mgLD. 若进入磁场过程线框截面中通过的电量为q，则离开磁场过程线框截面中通过的电量也一定等于q【答案】BD 10.【湖南省衡阳市xx届高三第一次联考】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨CD、EF倾斜放置，其所在平面与水平面间的夹角为= 30，两导轨间距为L，导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值R=2r的电阻一根质量为m，电阻为r的金属棒放在导轨上，金属棒与导轨始终垂直并接触良好，一根不可伸长的绝缘轻绳一端拴在金属棒中间、另一端跨过定滑轮与质量M=4m的重物相连金属棒与定滑轮之间的轻绳始终在两导轨所在平面内且与两导轨平行，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨电阻不计，初始状态用手托住重物使轻绳恰处于伸长状态，由静止释放重物，求：（重力加速度大小为g，不计滑轮阻力）(l)若S1闭合、S2断开，重物的最大速度；（2）若S1和S2均闭合，电容器的最大带电量；（3）若S1断开、S2闭合，重物的速度v随时间t变化的关系式【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）S1闭合,S2断开时,M由静止释放后拉动金属棒沿导轨向上做加速运动,金属棒受到沿导轨向下的安培力作用,设最大速度为,感应电动势 感应电流 当金属棒速度最大时有: 解得: 11.【山西省xx届高三下学期名校联考理科综合】法拉第电磁感应定律的发现，建立了电与磁联系，如图所示，边长为r正方形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过倒下接一对水平放置的平行金属板1、2，两板间的距离为d，板长为, t=0时，磁场的磁感应强度B从零开始均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m，带电量大小为q的液滴以初速度水平向右射入两板间，该液滴(可视为质点)恰好从板1右端边缘射出。（重力不可忽略) (1)判断液滴所带电荷电性。(2)求磁感应强度B随时间t的变化关系。【答案】(1)液滴带负电荷 （2） 12.【江苏省苏锡常镇四市xx届高三教学情况调研】一个圆形线圈，共有n=10匝，其总电阻r=4.0，线圈与阻值R0=16，的外电阻连成闭合回路，如图甲所示线圈内部存在着一个边长l=0.20m的正方形区域，其中有分布均匀但强弱随时间变化的磁场，图乙显示了一个周期内磁场的变化情况，周期T=1.010-2s，磁场方向以垂直线圈平面向外为正方向求：（1）t=时刻，电阻R0上的电流大小和方向； （2）0 ，时间内，流过电阻R0的电量；（3）一个周期内电阻R0的发热量。【答案】（1）I1=0.4A 电流方向b到a （2）C （3）J 点睛：本题难度较小，当磁场均匀变化时产生的感应电动势或感应电流恒定不变，根据有效值的定义求解热量. 13. 【福建省厦门市xx届高中毕业生3月第一次质量检测】如图所示，PQ和MN是固定于倾角为30o斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g；（1）试推导论证：金属棒cd克服安培力做功的功率P安 等于电路获得的电功率P电；_（2）设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t0=0，恒力大小变为F=1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动；求：t时刻以后金属棒ab的热功率Pab _；0t时刻内通过金属棒ab的电量q _ ；【答案】 （1）. （2）. （3）. 联立解得 ， ， 根据：所以：）（2）金属棒ab做匀速运动，则有I1BL=2mgsin30o 金属棒ab的热功率Pab=I12R 由解得：Pab= 设t后时刻金属棒ab做匀速运动速度为v1，金属棒cd也做匀速运动的速度为v2；由金属棒ab、金属棒cd组成系统动量守恒：mv=2mv1+m v2 回路电流 I1= 由解得：金属棒ab做匀速运动速度为v1= 0t时刻内对金属棒a b分析：在电流为i的很短时间内，速度的该变量为由动量定理得： 对进行求和得： 解得BLq-mgt=2mv1 由解得：q= （或：设ab、cd杆之间距离变化量为x，则：设任意时刻，ab杆速度为，cd杆速度为，利用微元求和可得：对ab杆进行动量定理：联立可得：求解得：14. 【xx年3月湖北省七市（州）教科研协作体高三联合】如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的B=4T的匀强磁场中，两导轨间距为L=0.5m，轨道足够长。金属棒a和b的质量都为m=1kg，电阻Ra=Rb=1。b棒静止于轨道水平部分，现将a棒从h=80cm高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直，且两棒始终不相碰。求a、b两棒的最终速度，以及整个过程中b棒中产生的焦耳热（已知重力加速度g=10m/s2）。【答案】 2m/s 2J则b棒中的焦耳热 （2分） 联立解得：Qb=2J （2分）15.【湖南省邵阳市xx届高三第二次大联考】如图所示，绝缘水平面内固定有一间距d=1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC，导轨两端接有阻值分别为R1=3 和R2=6的定值电阻。矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=lT的匀强磁场I和。一质量m=02 kg.电阻r=l 的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处，在方向水平向右、大小F0 =2 N的恒力作用下由静止开始运动，刚要到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3 ms，导体棒ab进入磁场后，导体棒ab中通过的电流始终保持不变。导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计。（1）求导体棒ab刚要到达EF时的加速度大小a，；（2）求两磁场边界EF和MN之间的距离L；（3）若在导体棒ab刚要到达MN时将恒力F0撤去，求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离s的过程中整个回路产生的焦耳热Q。【答案】（1） 5m/s2 （2）1.35m （3） 3.6J （2）导体棒ab进入磁场后，受到的安培力与平衡，做匀速直线运动，导体棒ab中通过的电流，保持不变，则有，其中， 设导体棒ab从EF运动到MN的过程中的加速度大小为，根据牛顿第二定律，则有；导体棒ab在EF，MN之间做匀加速直线运动，则有： 解得 16.【南昌市三校高三第四次联考】如图所示，空间分布着水平方向的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d0.4 m，竖直方向足够长，磁感应强度B0.5 T.正方形线框PQMN边长L0.4 m，质量m0.2 kg，电阻R0.1 ，开始时放在光滑绝缘水平板上“”位置，现用一水平向右的恒力F0.8 N拉线框，使其向右穿过磁场区，最后到达“”位置（MN边恰好出磁场）.设线框平面在运动中始终保持在竖直平面内，PQ边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动，g取10 m/s2.试求：（1）线框进入磁场前运动的距离D；（2）上述整个过程中线框内产生的焦耳热；（3）线圈进入磁场过程中通过的电量。【答案】（1）0.5 m（2）0.64 J（3）0.8C【解析】（1）线框在磁场中匀速运动，则由公式得：，由以上四式联立解得：由动能定理得：解得：（2）由能量守恒定律可知（3）根据可得17.【xx年南平市普通高中毕业班适应性检测】如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L=0.2 m，左端接有阻值R=0.3 W的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0 T。一根质量m=0.2 kg，电阻r=0.1 W的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动， 当金属棒通过位移x=9 m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h=0.8 m处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数m=0.1，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触，取g =10m/s2。求：（1）金属棒运动的最大速率v ；（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；（3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。【答案】（1） （2）a=1m/s2 （3） 金属棒速度为时，设回路中的电流为根据牛顿第二定律得-回路中的电流为：联立并代入数据解得：a=1m/s2 （3）设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q根据功能关系： 则电阻R上的焦耳热： 联立并代入数据解得： 点睛：本题主要考查了导体棒在磁场中的运动问题，应用机械能守恒定律和牛顿第二定律及功能关系即可解题，尤其是要注意回路中的总热量并不是R产生的热量。18.【江苏省泰州中学xx届高三下学期期初考试】如图（a）所示,平行且光滑的长直金属导轨MN、PQ水平放置，间距L=0.4m，导轨右端接有阻值R=1的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒接入电路的电阻r=1,导轨电阻不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，Is后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动，求：（1）棒进入磁场前，电阻R中电流的大小和方向；（2）棒通过abcd区域的过程中通过电阻R的电量；（3）棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式.【答案】（1）0.02A，方向QN;（2）0.02C（3） （1.0si1.2s）点睛：本题考查了法拉第电磁感应定律和切割产生的感应电动势公式的运用，考查了闭合欧姆定律和求电量公式，综合程度较大 19.【温州中学xx届高三3月高考模拟考试】如图甲所示，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一竖直面（纸面）内，其上端接一阻值为R的电阻；在两导轨间OO下方区域内有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B现使电阻为r、质量为m的金属棒ab由静止开始自OO位置释放，向下运动距离d后速度不再变化。（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）（1）求棒ab在向下运动距离d过程中回路产生的总焦耳热；（2）棒ab从静止释放经过时间t0下降了,求此时刻的速度大小；（3）如图乙在OO上方区域加一面积为s的垂直于纸面向里的均匀磁场B，棒ab由静止开始自OO上方一某一高度处释放，自棒ab运动到OO 位置开始计时，B随时间t的变化关系，式中k为已知常量；棒ab以速度v0进入OO下方磁场后立即施加一竖直外力使其保持匀速运动。求在t时刻穿过回路的总磁通量和电阻R的电功率。【答案】（1） （2） （3） （3）因为：由法拉第电磁感应定律可得：考点：法拉第电磁感应定律；动量定理；20.【广西桂林市、崇左市xx届高三联合调研考试理综试卷】如图甲所示，光滑水平面上一正方形金属框，边长为L，质量为m，总电阻为R匀强磁场方向垂直于水平面向里，磁场宽度为3L，金属框在拉力作用下向右以速度v0匀速进入磁场，并保持v0匀速直线到达磁场右边界，速度方向始终与磁场边界垂直。当金属框cd边到达磁场左边界时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化。 （1）金属框从进入磁场到cd边到达磁场右边界的过程中，求通过回路的焦耳热Q及拉力对金属框做功W;（2）金属框cd选到达磁场右边界后，若无拉力作用且金属框能穿出磁场，求金属框离开磁场右边界过程中通过回路的电荷量g及穿出后的速度v10。【答案】（1） （2） 【解析】（1）线圈进入磁场过程：产生的热： 拉力的功： 线圈在磁场中运动过程中， 产生的热量： ，此过程中拉力功为零。