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 第2講 電磁感應（B）（含解析）.doc

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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 第2講 電磁感應（B）（含解析） 一．選擇題 1.(xx?肇慶三測?16)M N R a b c d v ．如下圖所示，兩根相距為l的平行直導軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計．MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R．整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（垂直紙面向里）．現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v水平向右做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則( ) A．，流過固定電阻R的感應電流由b經(jīng)R到d B．，流過固定電阻R的感應電流由d經(jīng)R到b C．MN受到的安培力大小，方向水平向右 D．MN受到的安培力大小，方向水平向左 2.(xx?廣東七校三聯(lián)?21）．如圖，導線ab、cd跨接在電阻不計，足夠長光滑的導軌上，ab的電阻為2R，cd電阻為R，整個裝置放置于勻強磁場中。當cd在外力F1作用下，勻速向右運動時，ab在外力F2的作用下保持靜止。則F1、F2及兩導線的端電壓Uab、Ucd的關系為（ ） a b c d F1 F2 A．F1 >F2 B．F1＝F2 C．Uab >Ucd D．Uab＝Ucd 3.(xx?懷化三模?14）．法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機——法拉第圓盤發(fā)電機。如圖所示，紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強磁場中，圓盤圓心處固定一個搖柄，邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼，用導線將電刷與電流表連接起來形成回路。轉動搖柄，使圓盤逆時針勻速轉動，電流計的指針發(fā)生偏轉。下列說法正確的是 A．回路中電流大小變化，方向不變 B．回路中電流大小不變，方向變化 C．回路中電流大小和方向都周期性變化 D．回路中電流方向不變，從b導線流進電流表 4.(xx?鹽城1月檢測?6).如圖所示，兩個垂直于紙面的勻強磁場方向相反，磁感應強度的大小均為B，磁場區(qū)域的寬度均為a。正三角形導線框ABC從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過兩磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，在下列圖形中能正確描述感應電流I與線框移動距離x關系的是(　　) 圖乙 t B O T B0 -B0 圖甲 5.(xx?蘇錫常鎮(zhèn)四市二調?5)．如圖甲所示，圓形的剛性金屬線圈與一平行板電容器連接，線圈內存在垂直于線圈平面的勻強磁場，磁感應強度B隨時間變化的關系如圖乙所示（以圖示方向為正方向）．t=0時刻，平行板電容器間一帶正電的粒子（重力可忽略不計）由靜止釋放，假設粒子運動未碰到極板，不計線圈內部磁場變化對外部空間的影響，下列粒子在板間運動的速度圖像和位移圖像（以向上為正方向）中，正確的是 t v O A t v O B t x C O t x D O 6.(xx?濟南一模?19)．無限長通電直導線在其周圍某一點產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小與電流成正比，與導線到這一點的距離成反比，即(式中k為常數(shù))。如圖甲所示，光滑絕緣水平面上平行放置兩根無限長直導線M和N，導線N中通有方向如圖的恒定電流IN，導線M中的電流IM大小隨時間變化的圖象如圖乙所示，方向與N中電流方向相同。絕緣閉合導線框AB-CD放在同一水平面上，AB邊平行于兩直導線，且位于兩者正中間。則以下說法正確的是（ ） A．0～t0時間內，流過R的電流方向由C→D B．t0～2 t0時間內，流過R的電流方向由D→C C．0～t0時間內，不計CD邊電流影響，則AB邊所受安培力的方向向左 D．t0～2 t0時間內，不計CD邊電流影響，則AB邊所受安培力的方向向右 7.(xx?天津武清三模?5)．豎直向上的勻強磁場中，水平放置一單匝金屬圓形線圈，線圈所圍的面積為0.1m2，線圈的電阻為1Ω。規(guī)定圖（a）所示感應電流的方向為正方向。磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖（b）所示，則以下說法正確的是 A．第1s內，線圈具有擴張趨勢 B．第3s內，線圈的發(fā)熱功率最大 C．第4s時，感應電流的方向為負 D．0～5 s時間內，感應電流的最大值為0.1A 8.（xx?棗莊校級模擬）如圖所示，bacd為導體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質量為m的導體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個裝置放于垂直框架平面的變化磁場中，磁感應強度B的變化情況如圖乙所示，PQ能夠始終保持靜止，則0～t2時間內，PQ受到的安培力F和摩擦力Ff隨時間變化的圖象可能正確的是（取平行斜面向上為正方向）（　?。? 　 A． B． C． D． 9. (xx?日照聯(lián)合檢測?18）．某?？萍夹〗M的同學設計了一個傳送帶測速儀，測速原理如圖所示。在傳送帶(絕緣橡膠)一端的下方固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應強度為B、方向垂直傳送帶平面(紙面)向里、有理想邊界的勻強磁場，且電極之間接有理想電壓表和電阻R。傳送帶背面固定有若干根間距為d的平行細金屬條，其電阻均為r。傳送帶運行過程中始終僅有一根金屬條處于磁場中且與電極良好接觸。當傳送帶以一定的速度勻速運動時，電壓表的示數(shù)為U。則下列說法中正確的是（ ） A．傳送帶勻速運動的速率為 B．電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 C．金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域受到的安培力大小為 D．每根金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域的全過程中克服安培力做功為 10.(xx?德州二模?20)．如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導軌MN、PQ，電阻忽略不計，導軌間距離為L，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌所在平面。質量均為m的兩根金屬a、b放置在導軌上，a、b接入電路的電阻均為R。輕質彈簧的左端與b桿連接，右端固定。開始時a桿以初速度向靜止的b桿運動，當a桿向右的速度為時，b桿向右的速度達到最大值，此過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導軌并與導軌接觸良好，則b桿達到最大速度時 A．b桿受到彈簧的彈力為 B．a(chǎn)桿受到的安培力為 C．a(chǎn)、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為Q D．彈簧具有的彈性勢能為 11.(xx?皖南八校三聯(lián)?19). 一質量為m、電阻為r的金屬桿ab，以一定的初速度ν0從一光滑平行金屬導軌底端向上滑行，導軌平面與水平面成30角，兩導軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場垂直斜面向上，導軌的電阻不計，金屬桿始終與導軌接觸良好，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時的速度大小為ν，則金屬桿在滑行過程中（ ） A．向上滑行與向下滑行的時間相等 B．向上滑行與向下滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量相等 C．向上滑行與向下滑行時通過金屬桿的電荷量相等 D．向上滑行與向下滑行時金屬桿克服安培力做的功相等 12.(xx?青島統(tǒng)一檢測?20）．如圖所示，在勻強磁場中有一傾斜的平行金屬導軌，導軌間距為l，兩導軌間連有一電阻R，導軌平面與水平面的夾角為θ，在兩虛線間的導軌上涂有薄絕緣涂層．勻強磁場的磁感應強度大小為B，方向與導軌平面垂直．質量為m的導體棒從h高度處由靜止釋放，在剛要滑到涂層處時恰好勻速運動．導體棒始終與導軌垂直且僅與涂層間有摩擦，動摩擦因數(shù)μ=tanθ，其他部分的電阻不計，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ） A．導體棒到達涂層前做加速度減小的加速運動 B．在涂層區(qū)導體棒做減速運動 C．導體棒到達底端的速度為 D．整個運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為 13.(xx?吉林三模?20)．如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1與L2和L3與L4之間存在勻強磁場，磁感應強度大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面向里。現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd=L=0.5m，質量為0.1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時間的變化關系如圖乙所示，t1時刻cd邊與L2重合，t2時刻ab邊與L3重合，t3時刻ab邊與L4重合，t2～t3之間圖線為與t軸平行的直線，t1～t2之間和t3之后的圖線均為傾斜直線，已知t1～t2的時間間隔為0.6s，整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向（重力加速度g取10m/s2）則（ ） A． 在0～t1時間內，通過線圈的電荷量為2.5C B． 線圈勻速運動的速度大小為8m/s C． 線圈的長度為2m D． 0～t3時間內，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J 14.(xx?菏澤二模?20）．如圖所示，一沿水平方向的勻強磁場分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域內（長度足夠大），該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的。有一邊長為L的正方形導線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域，已知當線框的ab邊到達PS時線框剛好做勻速直線運動。以線框的ab邊到達MN時開始計時，以MN處為坐標原點，取如圖坐標軸x，并規(guī)定逆時針方向為感應電流的正方向，向上為力的正方向。則關于線框中的感應電流I和線框所受到的安培力F與ab邊的位置坐標x的以下圖線中，可能正確的是 （ ） 15.(xx?煙臺高考測試?19).如圖所示，abcd為一矩形金屬線框，其中ab＝cd＝L，ab邊接有定值電阻R， cd邊的質量為m，其它部分的電阻和質量均不計，整個裝置用兩根絕緣輕彈簧懸掛起來。線框下方處在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里。初始時刻，兩彈簧處于自然長度，給線框一豎直向下的初速度v 0，當cd邊第一次運動至最下端的過程中，R產(chǎn)生的電熱為Q，此過程cd邊始終未離開磁場，已知重力加速度大小為g，下列說法中正確的是（ ） a R B v0 d b c A.線框中產(chǎn)生的最大感應電流大于 B.初始時刻cd邊所受安培力的大小為 C.cd邊第一次到達最下端的時刻，兩根彈簧具有的彈性勢能總量大于 D.在cd邊反復運動過程中，R中產(chǎn)生的電熱最多為 16. (xx?江山市模擬?6)．（6分）如圖所示，固定在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中．一質量為m（質量分布均勻）的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)桿受到水平向左、垂直于桿的恒力F作用，從靜止開始沿導軌運動，當運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導軌保持垂直）．設桿接入電路的電阻為r，導軌電阻不計，重力加速度大小為g．對于此過程，下列說法中正確的是（　　） A． 桿的速度最大值為 B． 當桿的速度達到最大時，a、b兩端的電壓為 C． 安倍力做功的絕對值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱 D． 恒力F做的功與安培力做的功之和等于桿動能的變化量 二．非選擇題 17.(xx?陜西三模?12)如圖（1）所示，一邊長L=0.5m，質量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置處在方向豎直、磁感應強度B=0.8T的勻強磁場中．金屬線框的一個邊與磁場的邊界MN重合，在水平拉力作用下由靜止開始向右運動，經(jīng)過t=0.5s線框被拉出磁場．測得金屬線框中的電流I隨時間變化的圖象如圖（2）所示，在金屬線框被拉出磁場的過程中 （1）求通過線框導線截面的電量及該金屬框的電阻； （2）寫出水平力F隨時間t變化的表達式； （3）若已知在拉出金屬框的過程中水平拉力做功1.10J，求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱． 18.(xx?揚州開學考試?14). （15分）如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導軌a，b，c，相距均為d＝1m，導軌ac間橫跨一質量為m＝1kg的金屬棒MN，棒與導軌始終良好接觸．棒的電阻r＝2Ω，導軌的電阻忽略不計．在導軌bc間接一電阻為R＝2Ω的燈泡，導軌ac間接一理想伏特表．整個裝置放在磁感應強度B＝2T勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下．現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動，試求： （1）若施加的水平恒力F＝8N，則金屬棒達到穩(wěn)定時速度為多少？ （2）若施加的水平外力功率恒定，棒達到穩(wěn)定時速度為1.5m/s，則此時電壓表的讀數(shù)為多少？ （3）若施加的水平外力功率恒為P＝20W，經(jīng)歷t＝1s時間，棒的速度達到2m/s，則此過程中燈泡產(chǎn)生的熱量是多少？ V F M N L B a b c d d 19.(xx?大慶實驗中學三模?24).(14分)如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P間連接阻值為R＝0.40 Ω的電阻，質量為m＝0.01 kg、電阻為r＝0.30 Ω的金屬棒ab緊貼在導軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑于初始位置的距離與時間的關系如下表所示，導軌電阻不計，重力加速度g取10 m/s2. 時間t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 下滑距離s(m) 0 0.1 0.3 0.7 1.4 2.1 2.8 3.5 試求：(1)當t＝0.7 s時，重力對金屬棒ab做功的功率； (2)金屬棒ab在開始運動的0.7 s內，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱； (3)從開始運動到t＝0.4 s的時間內，通過金屬棒ab的電荷量． 20.(xx?揚州高三測試?14)．（16分）如圖所示，電阻忽略不計的、兩根平行的光滑金屬導軌豎直放置，其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導體棒a的質量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導體棒b的質量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始在導軌上無摩擦向下滑動，都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當b 剛穿出磁場時a正好進入磁場.設重力加速度為g=10m/s2，不計a、b棒之間的相互作用。導體棒始終與導軌垂直且與導軌接觸良好。求： （1）在整個過程中，a、b兩棒分別克服安培力所做的功； （2）導體棒a從圖中M處到進入磁場的時間； （3）M點和N點距L1的高度。 21.(xx?江山市模擬?11)．（20分）如圖所示，水平虛線L1、L2之間是勻強磁場，磁場方向水平向里，磁場高度為h．豎直平面內有一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長之比為5：1，高為2h．現(xiàn)使線框AB邊在磁場邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當AB邊剛進入磁場時加速度恰好為0，在DC邊剛進入磁場前的一段時間內，線框做勻速運動．求： （1）在DC邊進入磁場前，線框做勻速運動時的速度與AB邊剛進入磁場時的速度比是多少？ （2）DC邊剛進入磁場時，線框加速度的大小為多少？ （3）從線框開始下落到DC邊剛進入磁場的過程中，線框的機械能損失和重力做功之比？ 22.(xx?蘇錫常鎮(zhèn)四市二調?13)．（15分）如圖所示，兩根半徑為r的圓弧軌道間距為L，其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計，在其上端連有一阻值為R的電阻，整個裝置處于輻向磁場中，圓弧軌道所在處的磁感應強度大小均為B．將一根長度稍大于L、質量為m、電阻為R0的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放．已知當金屬棒到達如圖所示的cd位置（金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為θ）時，金屬棒的速度達到最大；當金屬棒到達軌道底端ef時，對軌道的壓力為1.5mg．求： （1）當金屬棒的速度最大時，流經(jīng)電阻R的電流大小和方向； （2）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中流經(jīng)電阻R的電量； （3）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量． 23. (xx?天津武清三模?11)．（18分）如圖所示，豎直固定的足夠長的光滑金屬導軌、，間距為0.2m，其電阻不計。完全相同的兩金屬棒、垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終良好接觸，已知兩棒質量均為m=0.01kg，電阻均為R=0.2，棒cd放置在水平絕緣平臺上，整個裝置處在垂直于導軌平面向里的勻強磁場中，磁感應強度B=1.0T。棒ab在豎直向上的恒力F作用下由靜止開始向上運動，當ab棒運動x=0.1m時達到最大速度，此時cd棒對絕緣平臺的壓力恰好為零。取，求： （1）ab棒的最大速度； （2）ab棒由靜止到最大速度過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q； （3）ab棒由靜止到最大速度所經(jīng)歷的時間t。 24.(xx?連徐宿三調?13)．(15分) 如圖所示，粗糙斜面的傾角θ=37，半徑r=0.5m的圓形區(qū)域內存在著垂直于斜面向下的勻強磁場。一個匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框abcd，通過松弛的柔軟導線與一個額定功率P=1.25W的小燈泡A相連，圓形磁場的一條直徑恰好過線框bc邊。已知線框質量m=2kg，總電阻R0=1.25，邊長L>2r，與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.5。從t=0時起，磁場的磁感應強度按B=2－t(T)的規(guī)律變化。開始時線框靜止在斜面上，在線框運動前，燈泡始終正常發(fā)光。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求： θ a b c d B A ⑴線框不動時，回路中的感應電動勢E； ⑵小燈泡正常發(fā)光時的電阻R； ⑶線框保持不動的時間內，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q。 第2講 電磁感應（B卷） 參考答案與詳解 1.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查電磁感應定律和安培力。 【解析】根據(jù)電磁感應定律，MN產(chǎn)生的電動勢E＝Blv，由于MN的電阻與外電路電阻相同，所以MN兩端的電壓U＝E＝Blv ，根據(jù)右手定則，流過固定電阻R的感應電流由b經(jīng)R到d，選項A正確、B錯誤；MN受到的安培力大小，方向水平向左，選項C、D錯誤。 2.【答案】BD 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢。 【解析】設回路中感應電流大小為，兩棒的長為 棒勻速運動，有： 棒靜止，有：，則： 棒相當于電源，ab棒是外電路，由于導軌的電阻不計，則: 故選：BD 【易錯警示】解決本題的關鍵要根據(jù)兩棒的狀態(tài)分析受力情況，抓住安培力大小相等．要明確產(chǎn)生感應電動勢的導體相當于電源，其兩端的電壓是外電壓。 3.【答案】D 【命題立意】該題考查法拉第電磁感應定律 【解析】該圓盤在旋轉時，相當于一根長度一定的導線在做切割磁感線運動，由于磁場強度的大小是不變的，導線的長度也不變，切割磁感線的速度也不變，故產(chǎn)生的感應電流的大小與方向都是不變的，再由右手定則可以判斷出來，感應電流的方向為由a到b，所以電流是從b導線流進電流表的，D是正確的。 4.【答案】B 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢。 【解析】x在內，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正方向；有效切割的長度為，感應電動勢為，感應電流為，隨著的增大，均勻減小，當時，；當時，；在內，線框的AB邊和其他兩邊都切割磁感線，由楞次定律可知，電流方向為順時針，為負方向；有效切割的長度為，感應電動勢為，感應電流大小為，隨著的增大，均勻減小，當時，；當時，；在內，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正方向；有效切割的長度為，感應電動勢為，感應電流為 I=，隨著的增大，均勻減小，當時，；當時，；故根據(jù)數(shù)學知識可知B正確. 故選：B 5.【答案】C 【命題立意】本題旨在考察法拉第電磁感應定律的應用 【解析】 由圖可知磁感應強度的變化，則由楞次定律可求得平行板上的帶電情況；對帶電粒子分析受力就能知道帶電粒子所受的合力，由牛頓第二定律推知粒子的運動情況；根據(jù)粒子受力的變化可知粒子加速度的變化，通過分析可得出粒子的運動過程． AB、0～內情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負電，金屬板下極板帶正電； 因粒子帶正電，則粒子所受電場力方向豎直向上而向上做勻加速運動． ～內情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負電； 因粒子帶正電，則粒子所受電場力方向豎直向下而向上做勻減速運動，直到速度為零． ～內情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負電，帶正電粒子向下勻加速， 同理，～T內情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負電，金屬板下極板帶正電； 因粒子帶正電，則粒子所受電場力方向豎直向上，而向下做勻減速運動，直到速度為零．故AB錯誤； CD、由A選項分析可知，末速度減小為零，位移最大，當T末，粒子回到了原來位置．故C正確，D錯誤； 故選：C． 6.【答案】ACD 【命題立意】本題旨在考查楞次定律、法拉第電磁感應定律。 【解析】A、直導線，電流恒定，則不會引起感應電流，而直導線，在時間內，電流漸漸增大，根據(jù)右手螺旋定則可知，向里穿過線圈的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律可知， 感應電流方向逆時針方向，即流過R的電流方向由，故A正確； B、同理，時間內，向里穿過線圈的磁通量仍在增大，則感應電流方向逆時針方向，即流過的電流方向由,故B錯誤； C、時間內，感應電流方向由A到B，因不計CD邊電流影響，根據(jù)同向電流相吸，異向電流相斥，對AB的安培力向右，而對AB的安培力向左，由于通過的電流小于的電流，則向右的安培力小于向左的安培力，則AB邊所受安培力的方向向左，故C正確； D、同理，當時間內，感應電流方向由A到B，因不計CD邊電流影響，根據(jù)同向電流相吸，異向電流相斥，對AB的安培力向右，而對AB的安培力向左，由于通過的電流大于的電流，則向右的安培力大于向左的安培力，則AB邊所受安培力的方向向右，故D正確。 故選：ACD 7.【答案】C 【命題立意】該題考查法拉第電磁感應定律以及楞次定律 【解析】第1s內磁通量增大，線圈具有收縮的趨勢，故A錯誤；第3s內磁通量不變，沒有感應電流，線圈的發(fā)熱功率為零，故B錯誤；第4s時磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向負，故C正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律可以看出B-t圖象的斜率越大則電動勢越大，所以零時刻線圈的感應電動勢最大, 即：，根據(jù)歐姆定律：,故D錯誤． 【點評】解決本題的關鍵是掌握法拉第電磁感應定律，會根據(jù)楞次定律判斷感應電動勢的方向． 8.【答案】ACD 【命題立意】本題旨在考察法拉第電磁感應定律和安培力 【解析】 由圖乙可知磁場均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應電流，根據(jù)左手定則可知導體棒開始受到沿斜面向上逐漸減小的安培力，當B=0時，安培力為零，當磁場反向時，導體棒受到沿導軌向下的逐漸增大的安培力，分析清楚安培力的情況，然后對導體棒進行正確受力分析，即可正確判斷摩擦力的變化情況． 根據(jù)法拉第電磁感應定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應電流，開始導體棒PQ受到沿導軌向上的安培力， 若開始安培力小于導體棒重力沿導軌向下的分力mgsinθ，則摩擦力為：f=mgsinθ﹣F安，隨著安培力的減小，摩擦力f逐漸逐漸增大， 當安培力反向時，f=mgsinθ+F安，安培力逐漸增大，故摩擦力也是逐漸增大； 若安培力大于mgsinθ，則安培力為：f=F安﹣mgsinθ，由于安培力逐漸減小，故摩擦力逐漸減小， 當F安=mgsinθ時，摩擦力為零并開始反向變?yōu)椋篺=mgsinθ﹣F安，隨著安培力的變化將逐漸增大， 故選：ACD． 9.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、焦耳定律、安培力。 【解析】A、設感應電動勢為，橡膠帶運動速率為．由，，得：，故A錯誤； B、設電阻產(chǎn)生焦耳熱的功率為，則：，故B錯誤； C、設電流強度為，安培力為，克服安培力做的功為，電流，安培力 ，故C錯誤； D、克服安培力做功，得：，故D正確。 故選：D 10.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考察切割磁感線而產(chǎn)生電磁感應中的能量轉換 【解析】 當b桿達到最大速度時，彈簧的彈力等于安培力，根據(jù)安培力大小公式與閉合電路歐姆定律及法拉第電磁感應定律，可得到彈簧的彈力；兩棒安培力關系求出a桿受到的安培力．選取系統(tǒng)為研究對象，確定從開始到b桿最大速度作為過程，由能量守恒來確定彈簧的彈性勢能． A選項b桿達到最大速度時，彈簧的彈力等于安培力，由閉合電路歐姆定律可得 I==，b棒受到的安培力大小F=BIL=，則彈簧的彈力為F=，故A正確 B選項a、b兩棒串聯(lián)，電流相等，長度相等，所受的安培力大小相等，所以a桿受到的安培力為，故B錯誤； C選項根據(jù)能量守恒定律可知，、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為2Q．故C錯誤． D選項選兩桿和彈簧組成系統(tǒng)為研究對象，從a棒開始運動到b棒達到最大速度，由能量守恒知，彈簧具有的彈性勢能為mv02﹣mv2﹣mvm2﹣2Q．故D正確； 11.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查感應電動勢與安培力做功。 【解析】因為上滑階段的平均速度大于下滑階段的平均速度，而上滑階段的位移與下滑階段的位移大小相等，所以上滑過程的時間比下滑過程短，選項A錯誤；分析知上滑階段的平均速度大于下滑階段的平均速度，由動生電動勢公式E=BLv可知上滑階段的平均感應電動勢E1大于下滑階段的平均感應電動勢E2，而上滑階段和下滑階段通過回路即通過R的電量相同，再由公式W電=qE電動勢，可知上滑階段回路電流做功即電阻R產(chǎn)生的熱量比下滑階段多．選項B錯誤；電量q＝It＝E t /R＝B△s/R，式中結果無時間，故上滑階段和下滑階段通過回路即通過R的電量相同，選項C正確；向上滑行與向下滑行時金屬桿受到的安培力不相等，向上滑行與向下滑行時金屬桿克服安培力做的功不相等，選項D錯誤。 12.【答案】AC 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、焦耳定律。 【解析】A、導體棒到達涂層前速度越來越大，由得，感應電動勢越來越大，根據(jù)和得，所受的安培力越來越大，由得，加速度越來越小，故A正確； B、當導體到達涂層時，所受力平衡，但是到達涂層后，安培力消失，受力分析得導體受力平衡，故導體勻速運動，故B錯誤； C、根據(jù)受力平衡條件得：，得：，所以，故C正確； D、由能量守恒產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯誤； 故選：AC 【易錯警示】本題考查平衡條件的應用，注意感應電動勢和安培力的求解方式，屬于中等難。 13.【答案】BC 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、焦耳定律。 【解析】ABC、這段時間內線圈做勻速直線運動，設速度為，根據(jù)平衡條件有： ，聯(lián)立兩式解得：，故B正確； 的時間間隔內線圈一直做勻加速直線運動，知邊剛進磁場，邊也剛進磁場．設磁場的寬度為，線圈下降的位移為，則有：，， 代入解得： 所以線圈的長度為：，故C正確； 在時間內，cd邊從運動到，通過線圈的電荷量為： ，故A錯誤； D、時間內，根據(jù)能量守恒得： ，故D錯誤。 故選：BC 14.【答案】AD 【命題立意】考查電磁感應的圖象 【解析】由于ab邊向下運動，由右手定則可以判斷出，線框在進入磁場時，其感應電流的方向為abcd，沿逆時針方向，故在圖像中，0～L的這段距離內，電流是正的；線框完全進入磁場后，穿過線框的磁通量沒有變化，故其感應電流為0；當線框的ab邊從磁場的下邊出來時，由于其速度要比ab邊剛入磁場時的速度大，剛進磁場時的感應電流要比出磁場時的感應電流I0小，感應電流的方向與ab邊剛入磁場時相反,綜上所述A正確，B錯誤；由于ab邊穿出磁場時其速度較大，產(chǎn)生的感應電流較大，且其電流與線框的速度成正比，即線框受到的安培力與線框的速度也成正比，電流逐漸增大，安培力也逐漸增大，感應電流小于I0因此安培力小于mg，根據(jù)右手定則知安培力方向向上,，L～2L段，線框內感應電流為0，所以安培力為0，2L～3L線圈做勻速直線運動，故受平衡力，即安培力重等于力，方向向上。故C錯誤，D正確。 15.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢。 【解析】A、cd棒開始運動后，對cd棒受力【分析】：，可知導體棒先做加速度減小的加速運動，故不是速度的最大值，故A錯誤； B、初始時刻時，棒的速度為，由，再由=，F(xiàn)=BIL=，故B錯誤； C、cd邊第一次到達最下端的時刻，由能量守恒定律可知，導體棒的動能和減少的重力勢能轉化為焦耳熱及彈簧的彈性勢能，即：，所以：，故彈簧彈性勢能大于，故C正確； D、在cd邊反復運動過程中，可知最后棒靜止在初始位置的下方，設彈簧的勁度系數(shù)為k，由得：，由能量守恒定律可知，導體棒的動能和減少的重力勢能轉化為焦耳熱及彈簧的彈性勢能，彈性勢能，減少的重力勢能為：mgh=，因重力勢能大于彈性勢能，根據(jù)，可知熱量應大于，故D錯誤。 故選：C 16.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、焦耳定律。 【解析】A、當桿勻速運動時速度最大，由平衡條件得：，得最大速度為，故A錯誤； B、當桿的速度達到最大時，桿產(chǎn)生的感應電動勢為：，a、b兩端的電壓為：，故B錯誤； C、根據(jù)功能關系知，安倍力做功的絕對值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，故C正確； D、根據(jù)動能定理知，恒力F做的功、摩擦力做的功與安培力做的功之和等于桿動能的變化量，故D錯誤。 故選：C 17.【答案】（1）q=0.25C R=0.80Ω （2）F=2+0.8t（N） （3）Q=0.1J 【命題立意】本題旨在考察電磁感應中的能量問題 【解析】（1）根據(jù)題圖（2）知，在t=0.5s時間內通過金屬框的平均電流=0.50A，于是通過金屬框的電量q，平均感應電動勢，平均電流，通過金屬框的電量q=，得q=，求得電阻R． （2）由圖（2）知金屬框中感應電流線性增大，說明金屬框運動速度線性增加，即金屬框被勻加速拉出磁場，由L=得加速度a，根據(jù)牛頓運動定律的拉力大小關系式； （3）由運動學公式求末速度，由能量守恒知，此過程中金屬框產(chǎn)生的焦耳熱． （1）根據(jù)題圖（2）知，在t=0.5s時間內通過金屬框的平均電流=0.50A，于是通過金屬框的電量q==0.25C； 由平均感應電動勢，平均電流，通過金屬框的電量q=，得q=，于是金屬框的電阻 R==0.80Ω （2）由圖（2）知金屬框中感應電流線性增大，說明金屬框運動速度線性增加，即金屬框被勻加速拉出磁場．又知金屬框在t=0.5s時間內運動距離L=0.5m，由L=得加速度a==4m/s2 由圖（2）知金屬框中感應電流隨時間變化規(guī)律為i=kt，其中比例系數(shù)k=2.0A/s．于是安培力fA隨時間t變化規(guī)律為fA=BiL=kBLt． 由牛頓運動定律得F﹣fA=ma，所以水平拉力F=fA+ma=ma+kBLt 代入數(shù)據(jù)得水平拉力隨時間變化規(guī)律為 F=2+0.8t（N）． （3）．根據(jù)運動情況知金屬框離開磁場時的速度 v==2m/s 由能量守恒知，此過程中金屬框產(chǎn)生的焦耳熱 Q=WF﹣=0.1J 18.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、共點力平衡的條件及其應用； 電功、電功率。 【解析】(1)當時，金屬棒速度達到穩(wěn)定，設穩(wěn)定時速度為 由： 解得： (2)設電壓表的讀數(shù)為，則有： 根據(jù)歐姆定律得： 解得： （3）設小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為，，根據(jù)焦耳定律得知 有： 由功能關系得： 可得 答：（1）若施加的水平恒力，金屬棒達到穩(wěn)定時速度為； （2）若施加的水平外力功率恒定，棒達到穩(wěn)定時速度為，此時電壓表的讀數(shù)為； （3）此過程中燈泡產(chǎn)生的熱量是。 19.【答案】(1) ；(2) ；(3) 【命題立意】本題旨在考查動能定理的應用、導體切割磁感線時的感應電動勢。 【解析】(1)由表格中數(shù)據(jù)可知：金屬棒先做加速度減小的加速運動，最后以的速度勻速下落 則時，重力對金屬棒ab做功的功率為： 解得： (2)根據(jù)動能定理： (3)當金屬棒ab勻速下落時，，則： 解得： 則電荷量： 答：(1)當時，重力對金屬棒ab做功的功率為； (2)金屬棒ab在開始運動的內，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為； (3)從開始運動到的時間內，通過金屬棒ab的電荷量為。 20.【答案】（1）、；（2） ；（3）、 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、勻變速直線運動的速度與時間的關系、閉合電路的歐姆定律。 【解析】（1）根據(jù)功能關系得： (2)(3)b在磁場中勻速運動時：速度為，總電阻為 b中的電流： 由以上各式解得： 同理，a棒： 由以上各式得： 又：，， ， 聯(lián)立解得：， 解得導體棒a從圖中M處到進入磁場的時間為： 答：（1）在整個過程中，a、b兩棒分別克服安培力所做的功為和； （2）導體棒a從圖中M處到進入磁場的時間為 ； （3）M點和N點距L1的高度為和。 21.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、功的計算、安培力。 【解析】（1）設AB邊剛進入磁場時速度為，線框質量為、電阻為，，則 則： 剛進入磁場時有： 解得： 設DC邊剛進入磁場前 勻速運動時速度為，線框切割磁感應線的有效長度為， 線框勻速運動時有： 解得： 所以： （2）CD剛進入磁場瞬間，線框切割磁感應線的有效長度為， 有牛頓第二定律： 解得： （3）從線框開始下落到CD邊進入磁場前瞬間，根據(jù)能量守恒定律得： 機械能損失： 重力做功： 所以，線框的機械能損失和重力做功之比 答：（1）在DC邊進入磁場前，線框做勻速運動時的速度與AB邊剛進入磁場時的速度比是； （2）DC邊剛進入磁場時，線框加速度的大小為； （3）從線框開始下落到DC邊剛進入磁場的過程中，線框的機械能損失和重力做功之比為。 22.【答案】1）當金屬棒的速度最大時，流經(jīng)電阻R的電流大小為，流經(jīng)R的電流方向為a→R→b． （2）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中流經(jīng)電阻R的電量為． （3）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為． 【命題立意】本題旨在考察電磁感應和電路結合 【解析】（1）金屬棒速度最大時，在軌道切線方向所受合力為0，由此條件列式求解流經(jīng)電阻R的電流大小，由右手定則判斷電流方向． （2）金屬棒下滑過程中，回路的磁通量增加，先求出磁通量的增加量，再由法拉第電磁感應定律和歐姆定律求電量． （3）先由牛頓第二定律求出金屬棒到達最低點時的速度，再根據(jù)能量守恒定律求電阻R上產(chǎn)生的熱量． （1）金屬棒速度最大時，在軌道切線方向所受合力為0，則有： mgcosθ=BIL 解得：I=，流經(jīng)R的電流方向為a→R→b． （2）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中，穿過回路的磁通量變化量為： △Φ=BS=B?L? 平均電動勢為：，平均電流為： 則流經(jīng)電阻R的電量：q= （3）在軌道最低點時，由牛頓第二定律得：N﹣mg=m 據(jù)題有：N=1.5mg 由能量轉化和守恒得：Q=mgr﹣=mgr 電阻R上發(fā)熱量為：QR=Q 23.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】該題考查電磁感應中的滑軌問題 【解析】（1）棒ab達到最大速度時，對棒cd有 由閉合電路歐姆定律知 棒ab切割磁感線 代入數(shù)據(jù)解得 （2）ab棒由靜止到最大速度過程中 根據(jù)棒ab達到最大速度時可知 代入數(shù)據(jù)解得 （3）對棒ab，由動量定理有 代入數(shù)據(jù)解得 24.【答案】（1）；（2）；（3）。 【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應定律、焦耳定律。 【解析】⑴由法拉第電磁感應定律： 得： ⑵小燈泡正常發(fā)光，有： mg f N F安 由閉合電路歐姆定律，有： 即有： 代入數(shù)據(jù)解得： ⑶對線框bc邊處于磁場中的部分受力分析如圖， 當線框恰好要運動時，磁場的磁感應強度大小為B， 由力的平衡條件有： 由上解得線框剛要運動時，磁場的磁感應強度大?。? 線框在斜面上可保持靜止的時間： 小燈泡產(chǎn)生的熱量： 答：（1）線框不動時，回路中的感應電動勢； （2）小燈泡正常發(fā)光時的電阻； （3）線框保持不動的時間內，小燈泡產(chǎn)生的熱量為。