2013高考物理備戰(zhàn)：高考物理真題試題專(zhuān)題匯編（精解精析）09 電磁感應(yīng)

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1、2021高考物理備戰(zhàn)：高考物理真題試題專(zhuān)題匯編〔精解精析〕專(zhuān)題09 電磁感應(yīng) 【2021高考】 5. 〔2021·海南〕如圖，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬環(huán)中穿過(guò)?，F(xiàn)將環(huán)從位置I釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置II。設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T(mén)1和T2，重力加速度大小為g，那么 A．T1>mg，T2>mg B．T1mg，T2mg 〔2021·福建〕18、【原題】：如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重

2、合。假設(shè)取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下正方向的x軸，那么圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像是 〔2021·浙江〕20、為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外面殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與線圈L或電源相連，如下圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí)，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期的振蕩電流。當(dāng)罐中的液面上升時(shí) A.電容器的電容減小 B. 電容器的電容增大 C. LC回路的振蕩頻率減小 D. LC回路的振蕩頻率增大 【答案】：BC 【解析】：由電容器決定式知，當(dāng)液面上升的時(shí)候，相當(dāng)于介電常數(shù)在變大，所以A錯(cuò)誤，B正確，所以

3、振蕩周期變大，振蕩頻率在減小。C正確 【考點(diǎn)定位】電磁波、電容器 〔2021·四川〕16．如下圖，在鐵芯P上繞著兩個(gè)線圈a和b，那么 A．繞圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出恒定電流 B．繞圈a輸入恒定電流，穿過(guò)線圈b的磁通量一定為零 C．繞圈b輸出的交變電流不對(duì)線圈a的磁場(chǎng)造成影響 D．繞圈a的磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈b中一定有電場(chǎng) 【答案】：D 【解析】：繞圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出同頻率的交變電流，A錯(cuò)誤。繞圈a 輸入恒定電流，產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)線圈b，穿過(guò)線圈b的磁通量不為零，B錯(cuò)誤。根據(jù)互感現(xiàn)象，繞圈b輸出的交變電流，對(duì)線圈a的磁場(chǎng)會(huì)造成影響，C錯(cuò)誤。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)

4、理論，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，繞圈a的磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈b中會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，D正確。 【考點(diǎn)定位】此題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象，互感現(xiàn)象，麥克斯韋電磁場(chǎng)理論。 〔2021·北京〕19．物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)〞。如圖， 她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后。將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)。閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。 某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。比照老師演示的實(shí)驗(yàn)，以下四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是 A．線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過(guò)高 C．所選線圈的匝數(shù)過(guò)多 D．所用套環(huán)的材料

5、與老師的不同 〔2021·北京〕15．一個(gè)小型電熱器假設(shè)接在輸出電壓為10v的直流電源上，消耗電功率為P；假設(shè)把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率為。如果電熱器電阻不變，那么此交流電源輸出電壓的最大值為 A．5V B．5V C．5V D．10V 【答案】：C 【解析】： ，，解得Um=10V 【考點(diǎn)定位】此題考查了交流電的有效值的計(jì)算，屬于簡(jiǎn)單題。 〔2021·全國(guó)新課標(biāo)卷〕17.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某局部，一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如下圖，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為

6、220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，那么U2和I1分別約為 A.380V和5.3A B.380V和9.1A C.240V和5.3A D.240V和9.1A 【答案】 B 【解析】根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系：U1/U2=n1/n2可知：U2=380V，排除選項(xiàng)C、D；根據(jù)I1/I2= n2/ n1可知I1=9.1A，排除選項(xiàng)A，綜上所述，選項(xiàng)B正確。 【考點(diǎn)定位】本考點(diǎn)主要考查變壓器的根本原理。 〔2021·全國(guó)新課標(biāo)卷〕19.如圖，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑

7、構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面〔紙面〕向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開(kāi)始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為 A. B. C. D. 〔2021·全國(guó)新課標(biāo)卷〕20.如圖，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行。在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針?lè)较颍痪€框受到的安培力的

8、合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同，那么i隨時(shí)間t變化的圖線可能是 〔2021·浙江〕25、〔22分〕為了提高自行車(chē)夜間行駛的平安性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍〞裝置，如下圖，自行車(chē)后輪由半徑r1=5.0╳10-2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬內(nèi)圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形〞勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角θ=π/6。后輪以角速度ω=2π rad/s相對(duì)于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)不計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的

9、邊緣效應(yīng)。 〔1〕當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形〞 磁場(chǎng)時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并指出ab上的電流方向； 〔2〕當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形〞 磁場(chǎng)時(shí)，畫(huà)出“閃爍〞裝置的電路圖； 〔3〕從金屬條ab進(jìn)入“扇形〞 磁場(chǎng)開(kāi)始，經(jīng)計(jì)算畫(huà)出輪子轉(zhuǎn)一圈過(guò)程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢(shì)差Uab-t圖象； 〔4〕假設(shè)選擇的是“1.5V、0.3A〞的小燈泡，該“閃爍〞裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)給出你的評(píng)價(jià)。 設(shè) ab離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)刻為，下一條金屬條進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)刻為 ⑦ ⑧ 設(shè)輪子轉(zhuǎn)一圈的周期為T(mén)，那么 T

10、=1s⑨ 在T=1s內(nèi)，金屬條四次進(jìn)出磁場(chǎng)，后三次與第一次一樣。 由上面4式可畫(huà)出如以下圖圖像 (4)“閃爍“裝置不能正常工作。〔金屬條的電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)小于小燈泡的額定電壓，因此無(wú)法正常工作〕 B增大，E增大，但有限度 r2增大，E增大，但有限度 ω增大，E增大，但有限度 θ增大，E不變。 【考點(diǎn)定位】電磁感應(yīng)、電路、此題最后一問(wèn)為開(kāi)放性試題。 〔2021·江蘇〕13. (15 分)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置,如下圖. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角琢均為49仔,磁場(chǎng)均沿半徑方向. 匝數(shù)為N 的矩形線圈abcd 的邊長(zhǎng)ab =cd =、bc =ad =2. 線

11、圈以角速度棕繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),bc和ad 邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng). 在磁場(chǎng)中,兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為R. 求: (1)線圈切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em; (2)線圈切割磁感線時(shí),bc 邊所受安培力的大小F; (3)外接電阻上電流的有效值I. 〔2021·安徽〕23.〔16分〕圖1是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圖可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引起的導(dǎo)線和分別與兩個(gè)跟線圈一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接，金屬圈環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保

12、持和外 電阻形成閉合電路。圖2是線圈的住視圖，導(dǎo)線和分別用它們的橫截面來(lái)表示。長(zhǎng)度為, 長(zhǎng)度為,線圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?！仓豢紤]單匝線圈〕 〔1〕線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式； 〔2〕線圈平面處于與中性面成夾角位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，如圖3所示，試寫(xiě)出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式； 〔3〕假設(shè)線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。〔其它電阻均不計(jì)〕 有效電流R上的功率： 轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流在R上做功： 【考點(diǎn)定位】功、電磁感應(yīng) 〔2021·上海〕33．〔14分〕如圖，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣

13、水平面上。一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱。導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R0。以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在t=0時(shí)，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a。 〔1〕求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式； 〔2〕經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間拉力F到達(dá)最大值，拉力F的最大值為多少？ 〔3〕某過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功

14、為W，求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量。 〔2〕導(dǎo)軌受外力F，安培力FA摩擦力f。其中 FA＝BIL＝ Ff＝mFN＝m〔mg＋BIL〕＝m〔mg＋〕 由牛頓定律F－FA－Ff＝Ma， F＝Ma＋FA＋Ff＝Ma＋mmg＋〔1＋m〕 上式中當(dāng)＝R0at 即t＝時(shí)外力F取最大值， F max＝Ma＋mmg＋〔1＋m〕B2L2， 〔2021·上?！?6．〔4分〕為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計(jì)G與線圈L連接，如下圖。己知線圈由a端開(kāi)始繞至b端：當(dāng)電流從電流計(jì)G左端流入時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)。 〔1〕將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)_______

15、____〔填：“順時(shí)針〞或“逆時(shí)針〞〕。 〔2〕當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)___________〔填：“順時(shí)針〞或“逆時(shí)針〞〕。 【答案】〔1〕順時(shí)針，〔2〕逆時(shí)針， 【解析】〔1〕由題可知在螺線管內(nèi)電流從b流向a，而根據(jù)楞次定律〔增反減同〕螺線管中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反〔向上〕再根據(jù)右手螺旋定那么可知電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉哺┮暰€圈〕，因此從a向b看導(dǎo)線繞向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? 〔2〕由題可知在螺線管內(nèi)電流從a流向b，而根據(jù)楞次定律〔增反減同〕螺線管中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同〔向上〕再根據(jù)右手螺旋定那么可知感應(yīng)電流方向與〔1〕相同，而電流的

16、流向與〔1〕相反，因此繞向一定與此〔1〕相反為逆時(shí)針?lè)较颉哺┮暰€圈〕。 【考點(diǎn)定位】電磁感應(yīng) 【2021高考】 1 (廣東卷第15題).將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，以下表述正確的選項(xiàng)是 A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān) B.穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C.穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同 2(2021江蘇卷第2題)．如下圖，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過(guò)

17、程中 A．穿過(guò)線框的磁通量保持不變 B．線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C．線框所受安掊力的合力為零 D．線框的機(jī)械能不斷增大 4(福建第17題). 如圖，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角〔0＜＜90°),其中MN平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)棒某一橫截面的電量為q時(shí)，它的速度大小為，那么金屬棒在這一過(guò)程中 A.F運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為 B.平滑位移大小為 C.產(chǎn)生的焦?fàn)枱釣? D.受到的最大安培力大小為 5(海南第6題).如圖，EOF和為

18、空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EO∥，F(xiàn)O∥，且EO⊥OF；為∠EOF的角平分線，間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿方向勻速通過(guò)磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)為正，那么感應(yīng)電流i與實(shí)踐t的關(guān)系圖線可能正確的選項(xiàng)是 ( B ) 7〔2021廣東第15題〕.將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，以下表述正確的選項(xiàng)是 A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān) B.穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C.穿過(guò)線圈的磁通量變

19、化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同 解析：由E=，AB錯(cuò)，C正確。B原與B感的方向可相同亦可相反。D錯(cuò)。選C 9 (2021上海第13題)．如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，且具有收縮趨勢(shì)，由此可知，圓環(huán)a (A)順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn) (B)順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) (C)逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn) (D)逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) 10(2021上海第20題).如圖，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于點(diǎn)，將

20、圓環(huán)拉至位置后無(wú)初速釋放，在圓環(huán)從擺向的過(guò)程中 (A)感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針 (B)感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針 (C)安培力方向始終與速度方向相反 (D)安培力方向始終沿水平方向 11〔201山東第22題〕. 如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。兩質(zhì)量、長(zhǎng)度均相同的導(dǎo)體棒、，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方同一高度處。磁場(chǎng)寬為3，方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放，剛進(jìn)入磁場(chǎng)即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。用表示的加速度，表示的動(dòng)能，、分別表示、相對(duì)釋放點(diǎn)的位移。圖乙中正確的選項(xiàng)是 12〔2021上海第28題〕．在“研究回路

21、中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化快慢的關(guān)系〞實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖(a))中，得到圖線如圖(b)所示。 (1)(多項(xiàng)選擇題)在實(shí)驗(yàn)中需保持不變的是( ) (A)擋光片的寬度 (B)小車(chē)的釋放位置 (C)導(dǎo)軌傾斜的角度 (D)光電門(mén)的位置 (2)線圈匝數(shù)增加一倍后重做該實(shí)驗(yàn)，在圖(b)中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)圖線。 (1) A，D (3分) (2)見(jiàn)圖 (2分) 13〔2021全國(guó)卷1第24題〕．(15分) 如圖，兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎

22、直放置，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)1電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放。金屬棒下落過(guò)程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? (2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率。 解析：每個(gè)燈上的額定電流為額定電壓為： 〔1〕最后MN勻速運(yùn)動(dòng)故：B2IL=mg求出： 〔2〕U=BLv得： 14〔2021海南第16題〕.如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和是兩根用細(xì)

23、線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g。在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好。求 〔1〕細(xì)線少斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比； 〔2〕兩桿分別到達(dá)的最大速度。 15〔2021天津第11題〕．〔18分〕 如下圖，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端

24、都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問(wèn)： 〔1〕通過(guò)cd棒的電流I是多少，方向如何？ 〔2〕棒ab受到的力F多大？ 〔3〕棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？ 16〔2021浙江第23題〕.〔16分〕 如圖甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m、寬為d=1m的金屬“U〞型軌導(dǎo)，在“U〞型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化

25、規(guī)律如圖乙所示。在t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響〔取〕。 〔1〕通過(guò)計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況； 〔2〕計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向； 〔3〕計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。 17〔2021上海第32題〕．(14 分) 電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75 m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道

26、平面向上。阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱。(取)求： (1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力的功； (2)金屬棒下滑速度時(shí)的加速度． (3)為求金屬棒下滑的最大速度，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理，……。由此所得結(jié)果是否正確？假設(shè)正確，說(shuō)明理由并完本錢(qián)小題；假設(shè)不正確，給出正確的解答。 答案.〔1〕下滑過(guò)程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于，因此 〔1分〕 ∴ 〔2分〕 上式說(shuō)明，加

27、速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。無(wú)論最終是否到達(dá)勻速，當(dāng)棒到達(dá)斜面底端時(shí)速度一定為最大。由動(dòng)能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確。 (2分) 〔1分〕 ∴ 〔1分〕 18(四川第24題).〔19分〕 如下圖，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角=的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電阻R=0.3、質(zhì)量m

28、1=0.1kg、長(zhǎng)為l 的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。小環(huán)以a=6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)。取g=10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求 〔1〕小環(huán)所受摩擦力的大??； 〔2〕Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率。 ?根據(jù)歐姆定律有? ⑥ ?且 ⑦ ?瞬時(shí)功率表達(dá)

29、式為 ?⑧ ?聯(lián)立以上各式得? ?⑨ ?【答案】〔1〕；〔2〕。 19(重慶第23題).〔16分〕 有人設(shè)計(jì)了一種可測(cè)速的跑步機(jī)，測(cè)速原理如題23圖所示，該機(jī)底面固定有間距為、長(zhǎng)度為的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且接有電壓表和電阻,絕緣橡膠帶上鍍有間距為的平行細(xì)金屬條，磁場(chǎng)中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計(jì)金屬電阻，假設(shè)橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)為,求： 〔1〕橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)的速率； 〔2〕電阻R消耗的電功率； 〔3〕一根金屬條每次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域克服安培力做的功。 解： ?????? (l)設(shè)電動(dòng)勢(shì)為，橡膠帶運(yùn)動(dòng)速率為v

30、 ??? 由： ??? 得： 【2021高考】 1. 2021·全國(guó)卷Ⅱ·18如圖，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場(chǎng)上邊界b 和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬統(tǒng)一加線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平。線圈從水平面a開(kāi)始下落。磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。假設(shè)線圈下邊剛通過(guò)水平面b、c〔位于磁場(chǎng)中〕和d時(shí)，線圈所受到的磁場(chǎng)力的大小分別為、和，那么 A．>> B. << C. >> D. <<

31、 2． 2021·江蘇物理·2一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s 時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s 時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半，先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為 〔A〕 〔B〕1 〔C〕2 〔D〕4 答案：B 3. 2021·新課標(biāo)·14 4. 2021·新課標(biāo)·21如下圖，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng).一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅

32、棒從靜止開(kāi)始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為，忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng).關(guān)于、的大小和銅棒離開(kāi)磁場(chǎng)前兩端的極性，以下判斷正確的選項(xiàng)是 A、>，a端為正 B、>，b端為正 C、<，a端為正 D、<，b端為正 5. 2021·上海物理·19如右圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為，邊長(zhǎng)為的正方形框的邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上，使線框從靜止開(kāi)始沿軸正方向勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，假設(shè)以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍芊从尘€框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的

33、是圖 6．2021·海南物理·2一金屬圓環(huán)水平固定放置?，F(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開(kāi)始釋放，在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中，條形磁鐵與圓環(huán) A．始終相互吸引 B．始終相互排斥 C．先相互吸引，后相互排斥 D．先相互排斥，后相互吸引 【答案】D 【解析】由楞次定律可知，當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，感應(yīng)電流阻礙其靠近，是排斥力；當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，感應(yīng)電流阻礙其遠(yuǎn)離，是吸引力，D正確。 7．2021·海南物理·7以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A．當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，線圈中沒(méi)有自感電動(dòng)勢(shì) B．當(dāng)線圈中電流反向時(shí)．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相反

34、 C．當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反 D．當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反 【答案】AC 【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，A對(duì)；當(dāng)線圈中電流反向時(shí)．相當(dāng)于電流減小，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相同，B錯(cuò)；當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反，C對(duì)；當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相同，D錯(cuò)。 8．2021·天津·11如下圖，質(zhì)量m1=0.1kg，電阻R1=0.

35、3Ω，長(zhǎng)度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)。電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與MM’、NN’保持良好接觸，當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2. (1)求框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大??； 〔2〕從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J，

36、求該過(guò)程ab位移x的大小。 〔2〕閉合回路中產(chǎn)生的總熱量 ⑨ 由能量守恒定律，得 ⑩ 代入數(shù)據(jù)解得 ⑾ 9．2021·江蘇物理·13如下圖，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng), 一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求： （1） 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B； （2） 電流穩(wěn)定后， 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v； （3） 流經(jīng)電流表電流

37、的最大值 答案： 10．2021·福建·21如下圖，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)定值電阻。導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過(guò)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界PQ處時(shí)，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場(chǎng)邊界PQ處時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)。a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m，重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求 （1

38、） a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒中的電流強(qiáng)度I，與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比； （2） a棒質(zhì)量ma; （3） a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力F。 答案： 11. 2021·上海物理·32如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定板個(gè)與水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布，將質(zhì)量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)，金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求： 〔1〕金屬棒ab運(yùn)

39、動(dòng)0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q； 〔2〕框架中aNPb局部的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系； 〔3〕為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q=求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果。 【2021高考】 一、選擇題 1.〔09·上海物理·13〕如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)

40、左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有__________〔填收縮、擴(kuò)張〕趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________〔填變大、變小、不變〕。 2.〔09·上?！?〕信用卡的磁條中有一個(gè)個(gè)連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，每個(gè)磁化區(qū)代表了二進(jìn)制數(shù)1或0，用以儲(chǔ)存信息。刷卡時(shí)，當(dāng)磁條以某一速度拉過(guò)信用 卡閱讀器的檢測(cè)頭時(shí)，在檢測(cè)頭的線圈中會(huì)產(chǎn)生變化的電壓〔如圖1所示〕。當(dāng)信用卡磁條按圖2所示方向以該速度拉過(guò)閱讀檢測(cè)頭時(shí)，在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的選項(xiàng)是

41、 ( B ) 3.〔09·山東·21〕如下圖，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是 〔 ACD 〕 A．感應(yīng)電流方向不變 B．CD段直線始終不受安培力 C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值 解析：在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔儯珹正確。根據(jù)左手定那么可以判斷，受安培力向下，B不正確

42、。當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效4.〔09·重慶·20〕題20圖為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱，在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運(yùn)動(dòng)，〔是線圈中心〕，那么 〔 D 〕 A．從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小 B．從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大 C．從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大 D．從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小 5.〔09·福建·18〕如下圖，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間

43、距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m〔質(zhì)量分布均勻〕的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好到達(dá)最大〔運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直〕。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。那么此過(guò)程 〔 BD 〕 A.桿的速度最大值為 B.流過(guò)電阻R的電量為 C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量 D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變

44、化量 6.〔09·浙江·17〕如下圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為、阻值為的閉合矩形金屬線框用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在點(diǎn)，并可繞點(diǎn)擺動(dòng)。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。那么線框中感應(yīng)電流的方向是 〔 B 〕 A． B． C．先是，后是 D．先是，后是 解析：由楞次定律，一開(kāi)始磁通量減小，后來(lái)磁通量增大，由“增反〞“減同〞可知電流方向是。 7.〔09·海南物理·4〕一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在

45、木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)。M連接在如下圖的電路中，其中R為滑線變阻器，和為直流電源，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。以下情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是 〔 C 〕 A．在S斷開(kāi)的情況下， S向a閉合的瞬間 B．在S斷開(kāi)的情況下，S向b閉合的瞬間 C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí) D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí) 二、非選擇題 8.〔09·全國(guó)卷Ⅱ·24〕)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率， 為負(fù)的常量。用電阻率為、橫截面積為的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，

46、其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中。求 〔1〕導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??； 〔2〕磁場(chǎng)對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化。 〔1〕；〔2〕。 9.〔09·北京·23〕〔18分〕單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量〔以下簡(jiǎn)稱流量〕。由一種利用電磁原理測(cè)量非磁性導(dǎo)電液體〔如自來(lái)水、啤酒等〕流量的裝置，稱為電磁流量計(jì)。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩局部組成。 傳感器的結(jié)構(gòu)如下圖，圓筒形測(cè)量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對(duì)電極和c,a,c間的距離等于測(cè)量管內(nèi)徑D，測(cè)量管的軸線與a、c的連接放像以及通過(guò)電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向三者相互垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過(guò)測(cè)量管時(shí)，在電極a、c的間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

47、E，并通過(guò)與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設(shè)磁場(chǎng)均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 〔1〕，設(shè)液體在測(cè)量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大小〔去3.0〕 〔2〕一新建供水站安裝了電磁流量計(jì)，在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正值。但實(shí)際顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查，原因是誤將測(cè)量管接反了，既液體由測(cè)量管出水口流入，從如水口流出。因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道。不便再將測(cè)量管拆下重裝，請(qǐng)你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮?jiǎn)便方法； 〔3〕顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為 a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說(shuō)明怎樣可以

48、降低液體電阻率變化對(duì)顯示儀表示數(shù)的影響。 輸入顯示儀表是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對(duì)應(yīng)， E 與液體電阻率無(wú)關(guān)，而r隨電阻率的變化而變化，由③式可看出， r變化相應(yīng)的U也隨之變化。在實(shí)際流量不變的情況下，儀表顯示的流量示數(shù)會(huì)隨a、c間的電壓U的變化而變化，增大R，使R＞＞r，那么U≈E,這樣就可以降低液體電阻率的變化對(duì)顯示儀表流量示數(shù)的影響。 10.〔09·上海物理·24〕〔14分〕如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為s。一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且

49、接觸良好，受到F＝0.5v＋0.4〔N〕〔v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度〕的水平力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大?！瞝＝1m，m＝1kg，R＝0.3W，r＝0.2W，s＝1m〕 〔1〕分析并說(shuō)明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)； 〔2〕求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； 〔3〕假設(shè)撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0－x， 且棒在運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止，那么外力F作用的時(shí)間為多少？ 〔4〕假設(shè)在棒未出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去外力，畫(huà)出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨位移的變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線。 〔4〕可能圖線如下： 11.〔09·廣東物理·18〕〔15分〕如圖18〔a〕

50、所示，一個(gè)電阻值為R ，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖18〔b〕所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi) 〔1〕通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向； 〔2〕通過(guò)電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。 【2021高考】 1.〔全國(guó)卷Ⅰ－20〕.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直低面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如下圖.假設(shè)規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)?/p>

51、感應(yīng)電流I的正方向，以下各圖中正確的選項(xiàng)是 a b 2．〔全國(guó)卷Ⅱ－21〕如圖，一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)； 一個(gè)邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直； 虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長(zhǎng)線平分導(dǎo)線框．在t=0時(shí)， 使導(dǎo)線框從圖示位置開(kāi)始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎韵卤硎緄-t關(guān)系的圖示中，可能正確的選項(xiàng)是 答案：C 解析：從正方形線框下邊開(kāi)始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過(guò)程中，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸拉增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從正方

52、形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場(chǎng)邊界時(shí)，切割磁感線有效長(zhǎng)度不變，故感應(yīng)電流不變，B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)正方形線框下邊離開(kāi)磁場(chǎng)，上邊未進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程比正方形線框上邊進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個(gè)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，感應(yīng)電流也不相等，D項(xiàng)錯(cuò)，故正確選項(xiàng)為C。 3.〔四川卷－17〕在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)線圈靜止，線圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α。在磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)，線圈平面 A．維持不動(dòng) B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng) C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng) D．將轉(zhuǎn)動(dòng)，因不知磁場(chǎng)方向，不能確定α?xí)龃筮€

53、是會(huì)減小 E K a b c L1 L2 4.〔江蘇卷－8〕如下圖的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感的電阻忽略不計(jì)．電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí)，以下判斷正確的有 A.a先變亮，然后逐漸變暗 B.b先變亮，然后逐漸變暗 C.c先變亮，然后逐漸變暗 D.b、c都逐漸變暗 答案：AD 解析：考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時(shí)，電感L1和L2的電流均等于三個(gè)燈泡的電流，斷開(kāi)電鍵K的瞬間，電感上的電流i突然減小，三個(gè)燈泡均處于回路中，故b、c燈泡由電流i逐漸減小，B、C均錯(cuò)，D對(duì)；原來(lái)每個(gè)電感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均加載于燈泡a上，故燈泡a先

54、變亮，然后逐漸變暗，A對(duì)。此題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下〞現(xiàn)象，平時(shí)要注意透徹理解。 5.〔重慶卷－18〕如題18圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，假設(shè)線圈始終不動(dòng)，那么關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是 A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 C.FN先大于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 v a b c d P Q r R 6.〔寧夏卷－16〕如下圖，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)

55、最阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.流過(guò)R的電流為由d到c，流過(guò)r的電流為由b到a B.流過(guò)R的電流為由c到d，流過(guò)r的電流為由b到a C.流過(guò)R的電流為由d到c，流過(guò)r的電流為由a到b D.流過(guò)R的電流為由c到d，流過(guò)r的電流為由a到b 答案：B 【解析】：此題考查右手定那么的應(yīng)用。根據(jù)右手定那么，可判斷PQ作為電源，Q端電勢(shì)高，在PQcd回路中，電流為逆時(shí)針?lè)较?，即流過(guò)R的電流為由c到d，在電阻r的回路中，電流為順時(shí)針?lè)较?，即流過(guò)r的電流為由b到a。當(dāng)然也可以用楞次定律，通過(guò)回

56、路的磁通量的變化判斷電流方向。 7.〔山東卷－22〕兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng) ，底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如下圖。除電阻R 外其余電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放．那么 A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g B．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b C．金屬棒的速度為v時(shí)．所受的安培力大小為F = D．電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少 答案：AC 【解析】：在釋放的瞬間，速度為零，不受安培力的作用，只受到重力，A

57、對(duì)。由右手定那么可得，電流的方向從b到a，B錯(cuò)。當(dāng)速度為時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，受到的安培力為，計(jì)算可得,C對(duì)。在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，是彈簧的彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)。 8.〔上海卷－10〕如下圖，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是 9.〔海南卷－1〕法拉第通過(guò)靜心設(shè)計(jì)的一系列試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)〞與“磁學(xué)〞聯(lián)系起來(lái)．在下面幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中，所作的推論后來(lái)被實(shí)驗(yàn)否認(rèn)的是 A．既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁，靜電荷可使近旁的導(dǎo)體外表感應(yīng)出電荷

58、，那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流 B．既然磁鐵可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動(dòng)的線圈中感應(yīng)出電流 C．既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流，那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) D．既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，那么運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流 答案：A 【解析】：對(duì)A選項(xiàng)，靜止的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流附近產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，通過(guò)旁邊靜止的線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A被否認(rèn)；穩(wěn)恒電流周?chē)姆€(wěn)定磁場(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的線圈可能會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B符合事實(shí)；靜止的磁鐵周?chē)嬖诜€(wěn)定的磁場(chǎng)，旁邊運(yùn)動(dòng)

59、的導(dǎo)體棒會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，C符合；運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流周?chē)a(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，即周?chē)艌?chǎng)變化，在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D符合。 10.〔海南卷－10〕一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿，桿指向地心．假設(shè)僅考慮地磁場(chǎng)的影響，那么當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空 A．由東向西水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下 B．由西向東水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下 C．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由下向上 D．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 11.〔上海卷理科綜合－6〕老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一

60、輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿克繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是〔 〕 A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 〔二〕、計(jì)算題 12．〔全國(guó)卷Ⅱ－24〕 〔19分〕如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻〔圖中未畫(huà)出〕；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開(kāi)始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過(guò)程中，通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。

61、導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。假設(shè)不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過(guò)程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。 【解析】：導(dǎo)體棒所受的安培力為：F=BIl ① 〔3分〕 由題意可知，該力的大小不變，棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，因此在棒的速度從v0減小到v1的過(guò)程中，平均速度為： ② 〔3分〕 當(dāng)棒的速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：E=Blv ③ 〔3分〕 棒中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： ④ 〔2分〕

62、 綜合②④式可得： ⑤ 〔2分〕 導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為： ⑥ 〔2分〕 負(fù)載電阻上消耗的熱功率為： ⑦ 〔2分〕 由以上三式可得： ⑧ 〔2分〕 13．〔北京卷－22〕 14.〔天津卷－25〕 (22分)磁懸浮列車(chē)是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車(chē)下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖

63、1所示。列車(chē)軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車(chē)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為v(v

64、因?yàn)関0>V，所以在Δt時(shí)間內(nèi)MN邊掃過(guò)磁場(chǎng)的面積： S＝(v0－v)lΔt　　　　　　　　　　① 在此時(shí)間內(nèi)，MN邊左側(cè)穿過(guò)S的磁通移進(jìn)金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化： ΔΦMN＝B0l (v0－v)Δt 　?、? 同理，該時(shí)間內(nèi)，PQ邊左側(cè)移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化 ΔΦPQ＝B0l (v0－v)Δt 　　　③ 故在內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化 ΔΦ＝ΔΦMN＋ΔΦPQ 　?、? 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小 15.〔江蘇卷－15〕 (

65、16分)如下圖，間距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì)．場(chǎng)強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d1，間距為d2．兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直． (設(shè)重力加速度為g) (1)假設(shè)a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b以與a同樣的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，求b穿過(guò)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能△Ek； (2)假設(shè)a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b恰好離開(kāi)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域；此后a離開(kāi)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b 又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域．且a．b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相．求b穿過(guò)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)

66、生的總焦耳熱Q； (3)對(duì)于第(2)問(wèn)所述的運(yùn)動(dòng)情況，求a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率。 磁場(chǎng)區(qū)域1 磁場(chǎng)區(qū)域2 磁場(chǎng)區(qū)域3 磁場(chǎng)區(qū)域4 磁場(chǎng)區(qū)域5 B B B B θ d1 d2 d1 d2 d1 d1 d2 d1 B 棒b 棒a 答案：〔1〕穿過(guò)地1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能； 〔2〕； 〔3〕 　(3) 在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域： 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律　　　　　　……⑤ 　　　且平均速度　　　　　　　　　　　　　……⑥ 　　　有磁場(chǎng)區(qū)域： 　　　棒a受到的合力　　　　　　　　……⑦ 16.〔上海卷－24〕 〔14分〕如下圖，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬球，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，高平行軌道中夠長(zhǎng)。導(dǎo)體棒ab