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2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題5 電路與電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)（A）（含解析） 0 圖乙 0 圖甲 一．選擇題 1.(xx?豐臺區(qū)二練?20). 一個質(zhì)點運動的v-t圖象如圖甲所示，任意很短時間△t內(nèi)質(zhì)點的運動可以近似視為勻速運動，該時間內(nèi)質(zhì)點的位移即為條形陰影區(qū)域的面積，經(jīng)過累積，圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積即為質(zhì)點在相應(yīng)時間內(nèi)的位移。利用這種微元累積法我們可以研究許多物理問題，圖乙是某物理量y隨時間t變化的圖象，關(guān)于此圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積，下列說法中不正確的是 A．如果y軸表示作用力，則面積等于該力在相應(yīng)時間內(nèi)的沖量 B．如果y軸表示力做功的功率，則面積等于該力在相應(yīng)時間內(nèi)所做的功 C．如果y軸表示流過用電器的電流，則面積等于在相應(yīng)時間內(nèi)流過該用電器的電荷量 D．如果y軸表示變化磁場在金屬線圈產(chǎn)生的電動勢，則面積等于該磁場在相應(yīng)時間內(nèi)磁感應(yīng)強度的變化量 2.(xx?大慶三檢?14).下列關(guān)于物理量或物理常數(shù)說法正確的是（） A.引力常量Ｇ、靜電力常量K、真空中光速с，元電荷e等物理常數(shù)是一個固定的數(shù)值與任何的因素都無關(guān) B.電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，僅與材料種類有關(guān)，與溫度、壓力和磁場等外界因素?zé)o關(guān) C.自感系數(shù)是表示線圈產(chǎn)生自感能力的物理量，跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、電流變化快慢以及是否有鐵芯等因素有關(guān) D.電容是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.由C=Q/U可知電容的大小是由Q（帶電量）或U（電壓）決定的 3.(xx?北京朝陽二練?19)．物理課上，老師做了一個“電磁阻尼”實驗：如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，將磁鐵托起到某一高度后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來；如果在磁鐵下方放一個固定的鋁質(zhì)圓環(huán)，使磁極上下振動時穿過它，磁鐵就會很快地停下來。某同學(xué)另找器材再探究此實驗。他安裝好器材，經(jīng)反復(fù)實驗后發(fā)現(xiàn)：磁鐵下方放置圓環(huán)，并沒有對磁鐵的振動產(chǎn)生影響，對比老師演示的實驗，其原因可能是 A．彈簧的勁度系數(shù)太小 B．磁鐵的質(zhì)量太小 C．磁鐵的磁性太強 D．圓環(huán)的材料與老師用的不同 4.（xx?聊城二模?16）.如圖（a）所示，一個半徑為r1、匝數(shù)為n、電阻值為R的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，導(dǎo)線的電阻不計。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖線如圖（b）所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，關(guān)于0到t1時間內(nèi)的下列分析，正確的是（ ） A.R1中電流的方向由a到b B.電流的大小為 C.線圈兩端的電壓為 D.通過電阻R1的電荷量 5.(xx?濰坊二模?19)．在邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框內(nèi)，以對稱軸ab為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強磁場．以垂直紙面向外的磁場為正，兩部分磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示．則在0-t0時間內(nèi)，導(dǎo)線框中（ ） A．無感應(yīng)電流 B．感應(yīng)電流逐漸變大 C．感應(yīng)電流為順時針方向，大小為 D．感應(yīng)電流為逆時針方向，大小為 6.(xx?懷化三模?18）．如圖所示，以等腰直角三角形ABC為邊界的有界勻強磁場方向垂直紙面向里。一個等腰直角三角形導(dǎo)體框abc的直角邊ab的長是AB長的一半，線框abc在平面內(nèi)，線框的bc邊與磁場的邊界BC邊在同一直線上，現(xiàn)讓線框勻速向右通過磁場區(qū)，速度方向始終平行于BC邊．則在線框穿過磁場區(qū)的過程中，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時間變化的關(guān)系圖象是（設(shè)沿順時針方向為感應(yīng)電流的正方向） A a b c B C i i i i O t t O t O t O A B C D 7. (xx?大慶三檢?17)如圖所示,在磁感應(yīng)強度B=1.0 T的勻強磁場中,金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v=2 m/s向右勻速滑動,兩導(dǎo)軌間距離L=1.0 m,電阻R=3.0Ω,金屬桿PQ的電阻r=1.0 Ω,導(dǎo)軌電阻忽略不計,則下列說法正確的是(　　) A.通過R的感應(yīng)電流的方向為由d到a B.金屬桿PQ兩端電壓為2 V C.金屬桿PQ受到的安培力大小為0.5 N D.外力F做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱 8. (xx?龍巖綜測?17)．如圖所示，邊長為2L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，在紙面內(nèi)以速度v水平向右勻速穿過一寬為L、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外。剛開始時線圈的ab邊剛好與磁場的左邊界重合，規(guī)定水平向右為ab邊受到安培力的正方向。下列哪個圖象能正確反映ab邊受到的安培力隨運動距離x變化的規(guī)律（ ） A B C D 9.(xx?東城區(qū)二練?20)．如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN，PQ處于豎直向下的足夠大的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌的右端接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，并與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)使金屬棒以一定初速度向左運動，它先后通過位置a，b后，到達位置c處剛好靜止。已知磁場的磁感應(yīng)強度為B，金屬棒通過a、b處的速度分別為間距離等于b，c間距離，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。下列說法中正確的是 A．金屬棒運動到a處時的加速度大小為 B．金屬棒運動到b處時通過電阻的電流方向由N指向Q C．金屬棒在a→b過程中與b→c過程中通過電阻的電荷量相等 D．金屬棒在a處的速度va是其在b處速度vb的倍 C S B l a b 10..(xx?馬鞍山三模?20)．某同學(xué)設(shè)計的“電磁彈射”裝置如圖所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌（電阻不計）水平固定放置，間距為l，磁感應(yīng)強度大小為B的磁場垂直于軌道平面向下。在導(dǎo)軌左端跨接電容為C的電容器，另一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌擺放。先斷開電鍵S，對電容器充電，使其帶電量為Q，再閉合電鍵S，關(guān)于該裝置及導(dǎo)體棒的運動情況下列說法正確的是 A．要使導(dǎo)體棒向右運動，電容器的b極板應(yīng)帶正電 B．導(dǎo)體棒運動的最大速度為 C．導(dǎo)體棒運動過程中，流過導(dǎo)體棒橫截面的電量為Q D．導(dǎo)體棒運動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為 11..（xx?成都三診?6）．如圖所示，矩形平面導(dǎo)線框abcd位于堅直平面內(nèi)，水平邊ab長，豎直邊bc和，線框質(zhì)量為m，電阻為R。線框下方有一磁感應(yīng)強度為B、方向與線框平面垂直的勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界PP’和QQ’均與ab平行，兩邊界間的距離為H，H>。讓線框從dc邊距邊界PP’的距離為h處自由下落，已知在dc邊進入磁場后、ab邊到達邊界PP’前的邊速度為，則（ ） A．當(dāng)dc邊剛進磁場時，線框速度為 B．當(dāng)ab邊剛到達邊界PP’時,線框速度為 C．當(dāng)dc邊剛到達邊界QQ’時,線框速度為 D．從線框開始下落到dc邊剛到達邊界QQ’的過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱為 12..(xx?衡水高三調(diào)?21).如圖所示，正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m，它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，且正方形導(dǎo)線框與定滑輪處于同一豎直平面內(nèi)。在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2L、磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場。開始時導(dǎo)線框ABCD的下邊與勻強磁場的上邊界重合，導(dǎo)線框abcd的上邊到勻強磁場的下邊界的距離為L?，F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)導(dǎo)線框ABCD剛好全部進入磁場時，系統(tǒng)開始做勻速運動。不計摩擦和空氣阻力，則 ( ) A.兩線框剛開始做勻速運動時輕繩上的張力=mg B．系統(tǒng)勻速運動的速度大?。? C．兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱 D．導(dǎo)線框abcd通過磁場的時間 13.(xx?濟南二模?20）．如圖所示的豎直平面內(nèi)，水平條形區(qū)域I和Ⅱ內(nèi)有方向垂直豎直面向里的勻強磁場，其寬度均為d，I和Ⅱ之間有一寬度為h的無磁場區(qū)域，h>d。一質(zhì)量為m、邊長為d的正方形線框由距區(qū)域I上邊界某一高度處靜止釋放，在穿過兩磁場區(qū)域的過程中，通過線框的電流及其變化情況相同。重力加速度為g，空氣阻力忽略不計。則下列說法正確的是（ ） A．線框進入?yún)^(qū)域I時與離開區(qū)域I時的電流方向相同 B．線框進入?yún)^(qū)域Ⅱ時與離開區(qū)域Ⅱ時所受安培力的方向相同 C．線框有可能勻速通過磁場區(qū)域I D．線框通過區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ產(chǎn)生的總熱量為Q=2mg(d+h) 14.(xx?鹽城1月檢測?8). 兩根電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，下端連一電阻R，導(dǎo)軌與水平面之間的夾角為，處于垂直導(dǎo)軌平面斜向上勻強磁場中。一電阻可忽略的金屬棒ab，開始固定在兩導(dǎo)軌上某位置，棒與導(dǎo)軌垂直。如圖所示，現(xiàn)釋放金屬棒讓其由靜止開始沿軌道平面下滑，并最終沿導(dǎo)軌勻速運動。就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，當(dāng)兩次下滑的位移相同時，則有 ( ) A．通過電阻R的電量相等 B．電阻R上產(chǎn)生電熱相等 C．重力所做功相等 D．到達底端時速度相等 15.(xx?永州三模?21)．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場區(qū)域。區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場邊界MN、PQ、GH均平行于斜面底邊，MP、PG均為L。一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中ab邊始終與斜面底邊平行。t1時刻ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)域，此時導(dǎo)線框恰好以速度v1做勻速直線運動；t2時刻ab邊下滑到PQ與MN的中間位置，此時導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運動。重力加速度為g，下列說法正確的是（ ） A．當(dāng)ab邊剛越過PQ時，導(dǎo)線框的加速度大小為a＝gsin θ B．導(dǎo)線框兩次做勻速直線運動的速度之比v1∶v2＝4∶1 C．從t1到t2的過程中，導(dǎo)線框克服安培力做的功等于機械能的減少量 D．從t1到t2的過程中，有 的機械能轉(zhuǎn)化為電能 16.（xx?西安交大附中三模?20）. 某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置，如圖所示．在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角α均為π，磁場均沿半徑方向．匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab＝cd＝L、bc＝ad＝2L線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc邊和ad邊同時進入磁場．在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直．線圈的總電阻為r，外接電阻為R。則（ ） A．線圈切割磁感線時，感應(yīng)電動勢的大小Em=2BL2ω B．線圈切割磁感線時，bc邊所受安培力的大小F＝ C．線圈旋轉(zhuǎn)一圈時，流過電阻R的凈電荷量為零。 D．外力做功的平均功率為 二．非選擇題 17.(xx?張掖三診?25).（18分）如圖甲所示，空間存在一有界勻強磁場，磁場的左邊界如虛線所示，虛線右側(cè)足夠大區(qū)域存在磁場，磁場方向豎直向下．在光滑絕緣水平面內(nèi)有一長方形金屬線框， ab邊長為l=0.2m,線框質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s勻加速進入磁場，外力F大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示．以線框右邊剛進入磁場時開始計時，求： （1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B （2）線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量q； （3）若線框進入磁場過程中F做功為WF=0.27J，求在此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q。 18.(xx?綿陽三診?10).（17分） 4 3 2 1 O 2 B/T t/s 如圖甲所示，不變形、足夠長、質(zhì)量為m1=0.2kg的“U”形金屬導(dǎo)軌PQMN放在絕緣水平桌面上，QP與MN平行且距離d=1m，Q、M間導(dǎo)體電阻阻值R=4Ω，右內(nèi)側(cè)緊靠兩固定絕緣小立柱1、2；光滑金屬桿KL電阻阻值r=1Ω，質(zhì)量m2=0.1kg，垂直于QP和MN，與QM平行且距離L=0.5m，左側(cè)緊靠兩固定絕緣小立柱3、4。金屬導(dǎo)軌與桌面的動摩擦因數(shù)μ=0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，其余電阻不計。從t=0開始，垂直于導(dǎo)軌平面的磁場磁感應(yīng)強度如圖乙所示。 （1）求在整個過程中，導(dǎo)軌受到的靜摩擦力的最大值fmax； （2）如果從t=2s開始，給金屬桿KL水平向右的外力，外力對金屬桿作用的功率保持不變?yōu)镻0=320W，桿到達最大速度時撤去外力，求撤去外力后QM上產(chǎn)生的熱量QR=？ 19.(xx?北京西城區(qū)二模24)．（20分） M N R B 如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，有一豎直放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，導(dǎo)軌間距為L，頂端接有阻值為R的電阻。將一根金屬棒從導(dǎo)軌上的M處以速度v0豎直向上拋出，棒到達N處后返回，回到出發(fā)點M時棒的速度為拋出時的一半。已知棒的長度為L，質(zhì)量為m，電阻為r。金屬棒始終在磁場中運動，處于水平且與導(dǎo)軌接觸良好，忽略導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為g。 （1）金屬棒從M點被拋出至落回M點的整個過程中，求： a．電阻R消耗的電能； b．金屬棒運動的時間。 （2）經(jīng)典物理學(xué)認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子的碰撞。已知元電荷為e。求當(dāng)金屬棒向下運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒中金屬離子對一個自由電子沿棒方向的平均作用力大小。 20.(xx?鹽城1月檢測?14)．如圖所示，兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌AD、CE相距L=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角α=30o，下端A、C用導(dǎo)線相連，導(dǎo)軌電阻不計．PQGH范圍內(nèi)有方向垂直斜面向上、磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場，磁場的寬度d=0.6m，邊界PQ、HG均與導(dǎo)軌垂直．電阻r=0.40Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，棒兩端始終與導(dǎo)軌電接觸良好，從與磁場上邊界GH距離為b=0.40m的位置由靜止釋放，當(dāng)金屬棒進入磁場時，恰好做勻速運動，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，取g=10m/s2．求： ⑴金屬棒進入磁場時的速度大小v； ⑵金屬棒的質(zhì)量m； ⑶金屬棒在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q． 21..（xx?南平綜測?22）．(20分)如圖所示，有一光滑、不計電阻且較長的“"平行金屬導(dǎo)軌，間距L=l m，導(dǎo)軌所在的平面與水平面的傾角為3 7，導(dǎo)軌空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=2的金屬桿水平靠在導(dǎo)軌處，與導(dǎo)軌接觸良好。(g=l0m／s2 sin37=0.6 cos37=0.8) (1)若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足B=2+0.2t(T)，金屬桿由距導(dǎo)軌頂部l m處釋放，求至少經(jīng)過多長時間釋放，會獲得沿斜面向上的加速度； (2)若勻強磁場大小為定值，對金屬桿施加一個平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)為金屬桿運動的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m／s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運動，求勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大?。? (3)若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足時刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端So=l m處靜止釋放，同時對金屬桿施加一個外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，求金屬桿下滑5 m所用的時間。 22..(xx?豐臺區(qū)二練?23). （18分） h B l P Q v 地球 航天飛纜是用柔性纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖拽力，它還能清理“太空垃圾”等。從1967年至xx年17次試驗中，飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的相關(guān)規(guī)律來解釋。 如圖所示為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖，圖中兩個物體P、Q用長為l的柔性金屬纜索連接，外有絕緣層，系統(tǒng)繞地球作圓周運動，運動一周的時間為T，運動過程中Q距地面高為h。飛纜系統(tǒng)沿圖示方向在地磁場中運動，纜索總保持指向地心，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外。已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g。不考慮地球自轉(zhuǎn)，可認為纜索切割磁感線的速度等于纜索中點的速度。 （1）設(shè)纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢高？求P、Q兩端的電勢差； （2）設(shè)纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應(yīng)的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大； （3）若物體Q的質(zhì)量為mQ，求纜索對Q的拉力FQ。 23.(xx?鹽城1月檢測?17)．如圖(a)所示，斜面傾角為370，一寬為l=0.43m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行．在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行．取斜面底邊重力勢能為零，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移s之間的關(guān)系如圖(b)所示，圖中①、②均為直線段．已知線框的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.06Ω，重力加速度取g=l0m/s2．求： (1)金屬線框與斜面間的動摩擦因數(shù)； (2)金屬線框剛進入磁場到恰完全進入磁場所用的時間； (3)金屬線框穿越磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的最大電功率（本小題保留兩位有效數(shù)字）. 第2講 電磁感應(yīng)（A卷） 參考答案與詳解 1.【答案】D 【解析】如果y軸表示作用力，則面積等于該力在相應(yīng)時間內(nèi)的沖量，A正確；如果y軸表示力做功的功率，則面積等于該力在相應(yīng)時間內(nèi)所做的功，B正確；如果y軸表示流過用電器的電流，則面積等于在相應(yīng)時間內(nèi)流過該用電器的電荷量，C正確；如果y軸表示變化磁場在金屬線圈產(chǎn)生的電動勢，則面積等于該磁場在相應(yīng)時間內(nèi)磁通量，故D錯誤，本題要求選不正確的選項，故選擇D 2.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查引力常量等常數(shù)、電阻率、自感、電容 【解析】A.引力常量Ｇ、靜電力常量K、真空中光速с，元電荷e等物理常數(shù)是一個固定的數(shù)值與任何的因素都無關(guān)，故A正確； B、電阻率由材料決定，純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故B錯誤； C、自感線圈的自感系數(shù)跟有無鐵芯、線圈結(jié)構(gòu)有關(guān)，與通過線圈的電流大小無關(guān)，故C錯誤； D、電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量由電容本身決定與所帶電量無關(guān)，由電容器本身決定，與帶電量、電壓無關(guān)，故D錯誤。 故選：A 3. 【答案】D 【命題立意】考查對楞次定律及電磁阻尼的理解 【解析】只要能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，都能對磁鐵的運動產(chǎn)生阻礙作用，ABC錯；若圓環(huán)的材料為非金屬材料，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，無法對磁鐵產(chǎn)生阻礙作用。 4.【答案】BD 【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律。 【解析】A、由圖象分析可知，0至t1時間內(nèi)有，由法拉第電磁感應(yīng)定律有： 面積為： 由閉合電路歐姆定律有： 聯(lián)立以上各式解得，通過電阻上的電流大小為： 由楞次定律可判斷通過電阻上的電流方向為從b到a，故A錯誤，B正確； C、線圈兩端的電壓大小為：，故C錯誤； D、通過電阻上的電荷量為：，故D正確。 故選：BD 【舉一反三】考查楞次定律來判定感應(yīng)電流方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動勢大?。€可求出電路的電流大小，及電阻消耗的功率．同時磁通量變化的線圈相當(dāng)于電源。 5.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律。 【解析】根據(jù)楞次定律可知，左邊的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流是順時針，而右邊的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流也是順時針，則整個導(dǎo)線框的感應(yīng)電流方向順時針；由法拉第電磁感應(yīng)定律，因磁場的變化，導(dǎo)致導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，結(jié)合題意可知，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢正好是兩者之和，即為：，再由閉合電路歐姆定律，可得感應(yīng)電流大小為：，大小不變，綜上所述，C正確，ABD錯誤。 故選：C 【易錯警示】考查楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，注意磁場正方向的規(guī)定，及掌握兩個感應(yīng)電動勢是相加還是相差，是解題的關(guān)鍵。 6.【答案】D 【命題立意】該題考查電磁感應(yīng)的圖象問題 【解析】當(dāng)線框進磁場時，根據(jù)楞次定律判斷知：感應(yīng)電流的方向沿逆時針，為負值； t時刻導(dǎo)線框的有效切割長度：L=vt，感應(yīng)電動勢瞬時值：E=BLv=Bv2t，感應(yīng)電流瞬時值為：，可知I∝t，當(dāng)，（式中a=BC）； 同理，線框出磁場時，感應(yīng)電流的方向沿順時針，為正值； t時刻導(dǎo)線框的有效切割長度：，感應(yīng)電動勢瞬時值：，感應(yīng)電流瞬時值為：，當(dāng) 時，， 當(dāng)線框完全磁場中運動時，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知：D圖正確． 故選：D． 【點評】本題是圖象問題，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律判斷感應(yīng)電流的方向，得到各段電流的解析式，再選擇圖象． 7.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢. 【解析】A、由右手定則判斷知，導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為，通過的感應(yīng)電流的方向為由a到d．故A錯誤； B、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為：,而PQ間的電壓是外電壓，由于有電阻，所以導(dǎo)體兩端的電壓小于感應(yīng)電動勢，即小于，故B錯誤； C、感應(yīng)電流為：， 故C正確； D、金屬桿在外力作用下在粗糙型導(dǎo)軌上以速度向右勻速滑動，外力做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱和導(dǎo)軌與金屬桿之間的摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能的和，故D錯誤。 故選：C 8.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢。 【解析】線框的位移在，內(nèi)，ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，感應(yīng)電流，ab邊所受的安培力大小為 由楞次定律知，ab邊受到安培力方向向左，為負值． 線框的位移大于后，位移在內(nèi)線框中磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab邊不受安培力，位移在內(nèi)，ab邊在磁場之外，不受安培力，故C正確。 故選：C 9.【答案】C 【命題立意】考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律以及動力學(xué)知識的綜合應(yīng)用。 【解析】金屬棒運動到處時，，，，，聯(lián)立可得：，A錯誤；金屬棒運動到處時，由右手定則可知，電流方向由Q到N，B錯誤；金屬棒在過程中通過電阻的電荷量，同理，在過程中，通過電阻的電荷量，由于，可知，C正確。在過程中，對金屬棒應(yīng)用動量定理得：，解得：。因此，，D錯誤。 10..【答案】B 【解析】要使導(dǎo)體棒向右運動，導(dǎo)體棒上需要有自上而下的電流，即電容器的b極板應(yīng)帶負電，A錯；當(dāng)電容器兩端電壓與導(dǎo)體棒兩端電壓相等時，導(dǎo)體棒勻速運動，此時,根據(jù)動量定理得,其中，聯(lián)立得，B正確；導(dǎo)體棒運動過程中，極板間電荷不會完全放完，通過導(dǎo)體截面的電荷量小于Q，C錯；導(dǎo)體棒運動的最大速度為，導(dǎo)體棒運動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為，D錯。 11..【答案】AC 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【解析】A．從線框開始下落到dc邊剛進磁場時，線框做自由落體運動，下落高度為， 由，得當(dāng)dc邊剛進磁場時，線框速度為，故A正確； B、當(dāng)ab邊剛到達邊界PP’時，根據(jù)平衡條件dc邊受力平衡，得：，解得：，故B錯誤； C、從ab邊剛到達邊界PP’，到dc邊剛到達邊界QQ’時，線框下落高度為，由于，所以這一階段只有重力做功，則由動能定理，得：，解得： ，故C正確； D、從線框開始下落到dc邊剛到達邊界QQ’的過程中，由能量守恒，得： ，則線框產(chǎn)生的焦耳熱： ，故D錯誤。 故選：AC 【易錯警示】本題線框進入磁場的過程與汽車恒定功率起動類似，要會進行動態(tài)過程分析，并能理解功能關(guān)系在電磁感應(yīng)問題中的應(yīng)用。 12..【答案】BC 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【解析】A、導(dǎo)線框剛好全部進入磁場時磁通量不再變化，回路中沒有感應(yīng)電流，則 線框不受安培力，只受重力和繩子拉力，做勻速運動，根據(jù)平衡條件：，此時的受力情況與兩線框剛開始做勻速運動時受力情況相同，故A錯誤； B、完全進入磁場后，中開始產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)根據(jù)平衡條件：，得：，故B正確； C、等高時速度為，根據(jù)能量守恒：，得：，故C正確； D、勻速運動完全進入磁場后不再有感應(yīng)電流，不再受安培力，但開始穿出磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電流受安培力作用，當(dāng)穿出磁場后不再有感應(yīng)電流不再受安培力后又開始穿出磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流受安培力，受力分析知系統(tǒng)始終勻速運動，故通過磁場的時間，故D錯誤。 故選：BC 【舉一反三】本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，安培力的計算和分析能量如何轉(zhuǎn)化是解題關(guān)鍵，要加強訓(xùn)練，熟練掌握法拉第定律、歐姆定律、安培力等等基礎(chǔ)知識，提高解題能力。 13.【答案】BD 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢。 【解析】據(jù)題設(shè)線框電阻為，導(dǎo)體棒從距區(qū)域Ⅰ上邊界處由靜止釋放，做自由落體運動，做勻加速運動， A、由楞次定律和右手定則知，線框進入?yún)^(qū)域I時，電流方向為逆時針方向；離開區(qū)域I時的，電流方向為順時針方向，故A錯誤； B、由于導(dǎo)體棒在穿過兩段磁場區(qū)域的過程中，流過上的電流及其變化情況相同，說明導(dǎo)體棒穿過磁場的過程必定做減速運動，與運動方向相反，故B正確； C、由于導(dǎo)體棒在穿過兩段磁場區(qū)域的過程中，流過上的電流及其變化情況相同，說明導(dǎo)體棒穿過磁場的過程必定做減速運動，導(dǎo)體棒所受的安培力大于重力，而速度減小，故C錯誤； D、由能量守恒定律得，線框通過區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ產(chǎn)生的總熱量為：，故D正確。 故選：BD 14.【答案】AC 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、閉合電路的歐姆定律、焦耳定 律。 【解析】設(shè)金屬桿下滑的距離為，下降的高度為，導(dǎo)軌間距為； A、 由法拉第定律可得，感應(yīng)電動勢：，電流，通過電阻 的電荷量，由此可知，兩種情況下通過電阻的電量相等，故A正確； B、兩種情況下，磁通量的變化量相等，導(dǎo)軌光滑時，金屬棒下滑時間短，平均感應(yīng)電動勢大，由A可知，兩種情況下通過電阻的電荷量相等，由可知，導(dǎo)軌光滑時電阻產(chǎn)生的電熱多，故B錯誤； C、重力做功，兩種情況下，、相等，重力做功相等，故C正確； D、最終金屬棒做勻速運動，由平衡條件可知，導(dǎo)軌光滑時：， ，導(dǎo)軌粗糙時：，，，故D錯誤。 故選：AC 15.【答案】BC 【命題立意】本試題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、功能關(guān)系。 【解析】A、當(dāng)邊剛越過PQ時，由于兩個邊的切割磁感線的電動勢方向相同，故電流增加為2倍，邊的安培力增加為2倍，cd邊也有了安培力，故加速度不為，故A錯誤； B、第一次，根據(jù)平衡條件，有： 第二次，根據(jù)平衡條件，有： 聯(lián)立解得：，故B正確； C、從到的過程中，根據(jù)功能關(guān)系，導(dǎo)線框克服安培力做功的大小等于機械能的減少，故C正確； D、從到的過程中，有的機械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。 故選：BC 16.【答案】CD 【命題立意】本試題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、電功、電功率、安培力。 【解析】A、bc、ad 邊的運動速度： 感應(yīng)電動勢：，解得：，故A錯誤； B、根據(jù)歐姆定律得： 電流： 安培力：，解得：，故B錯誤； C、線圈旋轉(zhuǎn)一圈時，磁通量的變化量為零，故平均感應(yīng)電動勢為零，故流過電阻R的凈電荷量為零，故C正確； D、在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，電機的總功率：；外力做功的功率與電源的總功率相等，故D正確。 故選：CD 17.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、閉合電路的歐姆定律、焦耳定律。 【解析】（1）由圖像可知，當(dāng)線框全部進入磁場后， 線框的加速度： 0時刻線框所受的安培力：，且： 由牛頓第二定律： 解得： （2）線框進入磁場過程通過截面電量： 由法拉第電磁感應(yīng)定律得： 由閉合電路歐姆定律得： 解得:電量： 由勻變速直線運動得： 代入上式，解得： （3）線框進入磁場過程，由能量守恒定律： 代入數(shù)據(jù)，解得： 答：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度為； （2）線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量為； （3）在此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為。 18.【答案】（1）；（2） 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、焦耳定律。 【解析】（1）在時間內(nèi)，設(shè)時刻磁場磁感應(yīng)強度為，中的感應(yīng)電動勢為，電流為，金屬導(dǎo)軌受到的安培力為，則： 由乙圖得：，得： 由法拉第電磁感應(yīng)定律得： 又： 解得：，， 導(dǎo)軌所受的安培力： 當(dāng)時，安培力最大為，則： 設(shè)金屬導(dǎo)軌受到的最大靜摩擦力為，則： 以后，電動勢為零，受到的安培力為零。即安培力最大時，仍然小于金屬導(dǎo)軌受到的最大靜摩擦力，金屬導(dǎo)軌始終靜止，受到的是靜摩擦力， 所以： 則得： （3）從開始后，導(dǎo)軌受到的安培力向右，由于小立柱1、2的作用，金屬導(dǎo)軌靜止。設(shè)桿的最大速度為時，感應(yīng)電動勢為，電流為，受到的安培力為，外力為，則： ， 則得： 有： 即： 解得： 撤去外力直到停下來，產(chǎn)生的總熱量為，則： 上產(chǎn)生的熱量： 代入數(shù)據(jù)，解得：， 答：（1）在整個過程中，導(dǎo)軌受到的靜摩擦力的最大值為； （2）上產(chǎn)生的熱量為。 19.【答案】（1）a． ；b． ；（2） 【命題立意】本題旨在考查能量守恒定律、動量定理、帶電粒子在勻強磁場中運動。 【解析】（1）a．金屬棒從M點被拋出至落回M點的整個過程中，由能量守恒定律得： 回路中消耗的電能： 電阻R消耗的電能： b．金屬棒從M點被拋出至落回M點的整個過程中，由動量定理得： 將整個運動過程劃分成很多小段，可認為在每個小段中感應(yīng)電動勢幾乎不變，設(shè)每小段的時間為 則安培力的沖量 又：，， 因為，所以： 解得： （2）當(dāng)金屬棒向下運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時： 其中： 解得： 沿棒方向，棒中自由電子受到洛倫茲力、電場力和金屬離子對它的平均作用力f作用。因為棒中電流恒定，所以自由電子沿棒的運動可視為勻速運動。 則： 又： 解得： 答：（1）a．電阻R消耗的電能為；b．金屬棒運動的時間為； （2）當(dāng)金屬棒向下運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，棒中金屬離子對一個自由電子沿棒方向的平均作用力大小為。 20.【答案】⑴； ⑵ ； ⑶ 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、閉合電路的歐姆定律、電磁感 應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【解析】（1）設(shè)導(dǎo)體棒剛進入磁場時的速度為沿導(dǎo)軌下滑的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能， 得： 代人數(shù)據(jù)解得： （2）導(dǎo)體棒進入磁場中時受到的安培力與重力沿斜面向下的分量大小相等，方向相反，得： 又： 代人數(shù)據(jù)得： （3）金屬棒離穿過磁場在該處中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為熱量， 即：， 解得： 答：⑴金屬棒進入磁場時的速度大小為； ⑵金屬棒的質(zhì)量為； ⑶金屬棒在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為。 21.【答案】（1）若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足B=2+0.2t（T），金屬桿由距導(dǎo)軌頂部l m處釋放，至少經(jīng)過20s釋放，會獲得沿斜面向上的加速度； （2）若勻強磁場大小為定值，對金屬桿施加一個平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)F=v+0.4（N），v為金屬桿運動的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運動，勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大??； （3）若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足B=（T），t=0時刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端S0=1m處靜止釋放，同時對金屬桿施加一個外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則金屬桿下滑5m所用的時間． 【命題立意】本題旨在考察電磁感應(yīng)、電路及運動的綜合 【解析】（1）金屬桿有沿著斜面向上的加速度時，安培力等于重力沿斜面的分力，由安培力表達式F=BIL，結(jié)合B隨t的變化關(guān)系，可以解得時間t； （2）金屬桿收到重力和安培力的作用而做勻加速運動，由牛頓第二定律，結(jié)合安培力表達式，可解得磁感應(yīng)強度B． （3）金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，說明磁通量不變，由此可以表示初末磁通量相等，解得金屬桿下滑5m所用的時間． 解：（1）設(shè)金屬桿長為L，距離導(dǎo)軌頂部也為L，經(jīng)過ts后，金屬桿有沿著斜面向上的加速度，此時安培力等于重力沿斜面的分力，則： FA=mgsinθ， 又： ， 其中：E=KL2=0.2V， 所以：， 解得： t=20s． （2）對金屬桿由牛頓第二定律： mgsinθ+F﹣FA=ma， 其中：， 解得：， 帶入數(shù)據(jù)解得：， 因為是勻加速運動，加速度為定值，則：， 解得：， （3）設(shè)t=0時刻金屬桿距離頂端為S0，由金屬桿與導(dǎo)軌組成的閉合電路中，磁通量保持不變，經(jīng)過ts的位移為S，則： B1LS0=B2L（S+S0）， 帶入數(shù)據(jù)： ， 解得： S=t2， 金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動，S=5m， 解得： ． 22..【命題立意】考查萬有引力定律的應(yīng)用及電磁感應(yīng) 【答案】 【解析】（1）由右手定則可以判定P點電勢高 ……… （2分） 設(shè)纜索中點的速度設(shè)為v ① ………（2分） P、Q兩點電勢差就是纜索的電動勢 UPQ=E=BlvQ= ②………（2分） 另解： （2）纜索電流I= ③ ………（2分） 安培力FA=BIl ④ ……… （2分） 將①②③代入④式解得FA= ……… （2分） （3）Q的速度設(shè)為vQ，Q受地球引力和纜索拉力FQ作用 －FQ=mQ ⑤ ………（2分） 物體Q繞地球做勻速圓周運動，設(shè)Q的速度設(shè)為vQ ⑥………（1分） 又 ⑦……… （1分） 將⑥⑦代入⑤式解得：FQ= mQ[－] ……… （2分） 23.【答案】(1)；(2) ；(3) 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、閉合電路的歐姆定律、電磁感 應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【解析】（1）減少的機械能等于克服摩擦力所做的功： 而： 其中 解得： （2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能扥顧克服摩擦力和安培力所做的功，機械能仍均勻減小，因此安培力也為恒力，線框做勻速運動 ，其中： 可解得線框剛進磁場時的速度大小為： 其中：，，為線框的側(cè)邊長， 即線框進入磁場過程運動的距離，可求出： ， （3）線框剛出磁場時速度最大，線框內(nèi)的電功率最大 由： 可求得： 根據(jù)線框勻速進入磁場時， 可求出： 又因為：，可求出： 代入數(shù)據(jù)解得： 答：(1)金屬線框與斜面間的動摩擦因數(shù)為； (2)金屬線框剛進入磁場到恰完全進入磁場所用的時間為； (3)金屬線框穿越磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的最大電功率為。