2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)（附答案解析）

2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)

一'選擇題

1.小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。線圈繞

垂直于磁場(chǎng)的水平軸。0,沿逆時(shí)針方向以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

B.線圈經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)磁通量的變化率最大

C.線圈每經(jīng)過(guò)圖示位置，交變電流的方向就會(huì)發(fā)生改變

D.若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值變?yōu)樵瓉?lái)的應(yīng)倍

2.如圖所示，鐵芯上繞有h和力2兩個(gè)線圈，鐵芯左側(cè)懸掛一個(gè)輕鋁環(huán)，鋁環(huán)有一個(gè)小缺口，小磁針

在導(dǎo)線AB的正下方，靜止時(shí)與AB平行。下列說(shuō)法正確的是（）

/〃〃（〃〃/

A.閉合電鍵S瞬間，輕鋁環(huán)向左擺動(dòng)，遠(yuǎn)離鐵芯

B.閉合電鍵S瞬間，導(dǎo)線AB中的感應(yīng)電流方向由A—B

C.閉合電鍵S穩(wěn)定后，斷開S瞬間，從上往下看小磁針將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D.閉合電鍵S穩(wěn)定后，斷開S瞬間，從左往右看，鋁環(huán)中的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針

3.如圖所示，紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)粗細(xì)均勻的等邊三角形金屬線框abc勻速穿過(guò)寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

區(qū)域，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里，已知線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，ab邊始終與磁

場(chǎng)邊界垂直，取a-b-c-a為電流的正方向，則線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流i

隨時(shí)間t變化的關(guān)系可能為（）

X

A.奧斯特提出分子電流假說(shuō)

B.金屬探測(cè)器是利用渦流工作的

C.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某點(diǎn)不受磁場(chǎng)對(duì)其作用力，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

D.工人進(jìn)行超高壓帶電作業(yè)，所穿的工作服是由絕緣的絲織品制成，起靜電屏蔽的作用

5.如圖所示，某同學(xué)利用電壓傳感器來(lái)研究電感線圈工作時(shí)的特點(diǎn).圖甲中三個(gè)燈泡完全相同，不

考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響.在閉合開關(guān)S的同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)，當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開

關(guān).圖乙是由傳感器得到的電壓u隨時(shí)間t變化的圖像.不計(jì)電源內(nèi)阻及電感線圈L的電阻.下

列說(shuō)法正確的是（）

A.開關(guān)S閉合瞬間，流經(jīng)燈Di和D2的電流相等

B.開關(guān)S閉合瞬間至斷開前，流經(jīng)燈D2的電流保持不變

C.開關(guān)S斷開瞬間，燈D2閃亮一下再熄滅

D.根據(jù)題中信息，可以推算出圖乙中如：u2=1：1

6.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間聯(lián)系的是法拉第

B.日光燈鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟?/p>

C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性

D.235U的半衰期約為7億年，14億年后地球上235U衰變完畢

7.新型交通信號(hào)燈，如圖所示，在交通信號(hào)燈前方路面埋設(shè)通電線圈，這個(gè)包含線圈的傳感器電路

與交通信號(hào)燈的時(shí)間控制電路連接，當(dāng)車輛通過(guò)線圈上方的路面時(shí)，會(huì)引起線圈中電流的變化，系

統(tǒng)根據(jù)電流變化的情況確定信號(hào)燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短，下列判斷正確的是（）

B.汽車通過(guò)線圈時(shí)，線圈激發(fā)的磁場(chǎng)不變

C.當(dāng)線圈斷了，系統(tǒng)依然能檢測(cè)到汽車通過(guò)的電流信息

D.線圈中的電流是由于汽車通過(guò)線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的

8.如圖所示，在光滑絕緣的水平面上方，有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)范圍足夠

大，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小左邊為2B,右邊為3B,一個(gè)豎直放置的寬為L(zhǎng)。長(zhǎng)為3L、單位長(zhǎng)度的質(zhì)量

為m、單位長(zhǎng)度的電阻為r的矩形金屬線框，以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線位置開始向右運(yùn)

動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到虛線位置（在左邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。在右邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為2L）時(shí)，線框的速

度為界則下列判斷正確（）

的是（)

????；XXXXXXXXX

cn!3B

2B?????xxxxxXXXX

(

????'XXXXXXXXX

I

XXXX

XXXX

2

A.此時(shí)線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框中感應(yīng)電流所受安培力為138L”

24r

B.線框剛好可以完全進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)

C.此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電量為空等

DD

D.此過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為/血小

9.如圖所示，在光滑絕緣水平面上有一單匝線圈ABCD,在水平外力作用下以大小為v的速度向右

勻速進(jìn)入豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二次以大小為5的速度向右勻速進(jìn)入該勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法不正

確的是（）

口D

□

BC

A.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中的電流之比為1：3

B.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功的功率之比為1：9

C.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中產(chǎn)生的熱量之比為1：9

D.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)通過(guò)線圈中某一橫截面的電荷量之比為1：1

10.如圖所示，一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線

框，由位置1（左）沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2（右）。取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)（t=0）,規(guī)

定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t下圖中能正確反映線框中電流與時(shí)間關(guān)系的是（）

11.某種兒童娛樂“雪橇”的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，該“雪橇”由兩根間距為2m且相互平行的光滑傾斜金

屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌和金屬桿MN、PQ及絕緣桿連接形成“工”字形的座椅（兩金屬桿的間距為0.4m,質(zhì)量不

計(jì)）構(gòu)成，且導(dǎo)軌與水平面的夾角。=30。，在兩導(dǎo)軌間金屬桿PQ下方有方向垂直于導(dǎo)軌平面、磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為1T、寬度為0.4m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。現(xiàn)讓一質(zhì)量為20kg的兒童坐在座椅上由靜止出

發(fā)，座椅進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)直到完全離開磁場(chǎng)。已知金屬桿MN、PQ的電阻均為0.1。，其余電

阻不計(jì)，取重力加速度大小g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）

A.兒童勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為10m/s

B.兒童及座椅開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿PQ距磁場(chǎng)上邊界的距離為5nl

C.兒童及座椅從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，總共產(chǎn)生的內(nèi)能為240J

D.兒童及座椅從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，總共產(chǎn)生的內(nèi)能為80J

12.圖甲為發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的圖像，發(fā)電機(jī)線圈共有100匝，其電阻忽略不計(jì)。

將發(fā)電機(jī)接在乙圖中的a、b兩端并為其供電。Ri、R2阻值均為400。，R2與一理想二極管串聯(lián)，其

右側(cè)接一理想交流電壓表。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系為①言嬴1。。/（Wb）

B.B中電流的瞬時(shí)值ii=0.5cosl007rt（A）

C.0?2s內(nèi)，R2上產(chǎn)生的焦耳熱為1X104J

D.電壓表的示數(shù)約為141V

二、多項(xiàng)選擇題

13.如圖甲所示，N=10匝的線圈（圖中只畫了1匝），電阻r=10。，其兩端a、b與一個(gè)R=200

的電阻相連，線圈內(nèi)有垂直紙面向里的磁場(chǎng)，線圈中的磁通量按圖乙所示的規(guī)律變化，下列判斷正

確的是（）

A.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為0.3U

B.線圈中的感應(yīng)電流大小為0.03Z

C.線圈中感應(yīng)電流的方向由a到b

D.a端電勢(shì)比b端高

14.如圖所示，光滑且不計(jì)電阻的導(dǎo)軌，一端接有定值電阻R=2。，導(dǎo)軌的寬度為/=0.5m,整個(gè)空間

存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為3=5T。在導(dǎo)軌上有一與導(dǎo)軌接觸良好的足夠長(zhǎng)金屬棒

PQ,且與導(dǎo)軌夾角為。（銳角），現(xiàn)用外力使PQ做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v=2m/s,方向與導(dǎo)軌

平行。已知金屬棒單位長(zhǎng)度電阻為則下列說(shuō)法正確的是（）

A.不論。如何改變，回路中的電流恒為9A

B.6減小，PQ金屬棒兩端的電壓減小

C.改變。角，尸。金屬棒上消耗的最大電功率為等W

O

D.改變。角，尸。金屬棒上消耗的最大電功率為孕W

15.如圖所示，寬度為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，與水平面的夾角為仇電阻不計(jì)，上端連接一阻

值為R的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)有一質(zhì)量為機(jī)、電阻為r

的金屬桿沿導(dǎo)軌由靜止下滑，下滑達(dá)到最大速度力?時(shí)，運(yùn)動(dòng)的位移為羽則（）

aR

b

A.此過(guò)程中電阻R上的電流方向?yàn)椤ㄖ赶騜

B.金屬桿下滑的最大速度為7ngsin。

C.此過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mgKsin。—咯

D.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到,12加時(shí)，加速度大小為［gsin。

16.一有機(jī)玻璃管豎直放在水平地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相

連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部

相鄰兩匝間的距離。如圖(a)所示。現(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落,

電流傳感器測(cè)得線圈中電流I隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示。則()

A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來(lái)越快

B.下落過(guò)程中，小磁體的N極，S極上下順倒了8次

C.下落過(guò)程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變

D.與上部相比，小磁體通過(guò)線圈下部的過(guò)程中，磁通量變化率的最大值更大

三'非選擇題

17.如圖，傾角為e、間距為d的兩足夠長(zhǎng)光滑平行導(dǎo)軌固定放置，導(dǎo)軌頂端接有阻值為R的電

阻，質(zhì)量為m、阻值也為R的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向

垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)給ab一個(gè)大小為V、方向沿導(dǎo)軌平面向上的初速度，已知ab

沿導(dǎo)軌上滑過(guò)程中通過(guò)其橫截面的電荷量為q,重力加速度為g,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。

R

B

（1）求ab剛開始向上滑動(dòng)時(shí)的加速度大??；

（2）求在ab上滑過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）ab運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后開始下滑，已知下滑過(guò)程中，ab從經(jīng)過(guò)初始位置到速率再次達(dá)到v時(shí)通

過(guò)其橫截面的電荷量為q\求ab從開始運(yùn)動(dòng)到速率再次為v時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間。

18.如圖甲所示的半徑為r的圓形導(dǎo)體環(huán)內(nèi)，存在以圓環(huán)為邊界豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小隨時(shí)間的變化關(guān)系為8=配（卜＞0且為常量）。該變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間產(chǎn)生圓形的感生電場(chǎng)，如

圖乙所示，感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是與導(dǎo)體環(huán)具有相同圓心的同心圓，同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相

同，方向沿切線。導(dǎo)體環(huán)中的自由電荷會(huì)在感生電場(chǎng)的作用下定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)

體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。渦旋電場(chǎng)力充當(dāng)非靜電力，其大小與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系與靜電場(chǎng)相同。

XXXXX

廠…、、、

X，/*X幺X

//\\

xiXx\x?x

??!?

X、、xx/X

、、z/

x?為"xX

乙

（1）請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡;

（2）請(qǐng)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義推導(dǎo)導(dǎo)體環(huán)所在位置處感生電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小，并判斷E的方向（從上往

下看，“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；

（3）若將導(dǎo)體圓環(huán)替換成一個(gè)半徑為r的光滑、絕緣、封閉管道，管道水平放置，如圖丙所示。

管道內(nèi)有質(zhì)量為血、電荷量為+q的小球，t=0時(shí)小球靜止。不考慮小球的重力及阻力，求土=%

時(shí)，管道對(duì)小球作用力的大小和方向（填“沿半徑向外''或"沿半徑向內(nèi)”）。

19.光滑絕緣的水平面上有垂直平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)被分成區(qū)域I和n,寬度均為％,其俯視圖如

圖（a）所示，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化如圖（b）所示，。?T時(shí)間內(nèi)，兩區(qū)域磁場(chǎng)恒定，方

向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2殳和瓦，一電阻為R,邊長(zhǎng)為八的剛性正方形金屬框abed,平放在

水平面上，ab、cd邊與磁場(chǎng)邊界平行.t=0時(shí)，線框ab邊剛好跨過(guò)區(qū)域I的左邊界以速度u向右運(yùn)

動(dòng).在T時(shí)刻，ab邊運(yùn)動(dòng)到距區(qū)域I的左邊界9處，線框的速度近似為零，此時(shí)線框被固定，如圖

(a)中的虛線框所示。隨后在T?2T時(shí)間內(nèi)，I區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度線性減小到0,II區(qū)磁場(chǎng)保持不變;

2T?3T時(shí)間內(nèi)，II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也線性減小到0。求：

圖(a)

(1)t=0時(shí)線框所受的安培力F;

(2)t=1.2T時(shí)穿過(guò)線框的磁通量0；

(3)2T?3T時(shí)間內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量Q。

20.如圖甲所示，兩條電阻忽略不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌ABC、A'B'C,導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)=0.5m,其中

AB、段導(dǎo)軌水平放置，BC、B,C'段導(dǎo)軌豎直放置。a、b是兩根由相同材料制成的導(dǎo)體棒，電阻

均為R=0.50,質(zhì)量均為m=0.5kg,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃=0.2。t=0時(shí)把導(dǎo)體棒a鎖定在

距BB'距離為d=2.0m處，把導(dǎo)體棒b由處在豎直段導(dǎo)軌BC、BC'右側(cè)緊靠導(dǎo)軌由靜止釋放，

同時(shí)給整個(gè)導(dǎo)軌裝置加上如圖乙所示的規(guī)律變化、豎直向上的磁場(chǎng)，t=2s時(shí)導(dǎo)體棒b恰好勻速下

落，此時(shí)解除對(duì)導(dǎo)體棒a的鎖定，并給導(dǎo)體棒a一個(gè)瞬時(shí)沖量使導(dǎo)體棒a獲得一速度"，同時(shí)給導(dǎo)體棒

a施加水平力F,使導(dǎo)體棒b仍保持勻速下落。若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，a、b兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸

良好，重力加速度大小g取106/$2。求：

(1)磁場(chǎng)穩(wěn)定時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bo；

(2)導(dǎo)體棒a的速度"的大小和方向；

(3)水平力F的功率。

21.如圖甲所示，平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行，間距L=L0m,與水平面之間的夾角a=37。，勻

強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度3=2.0T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=1.5。的電阻，質(zhì)量

〃z=0.5kg,電阻r=0.5。的金屬桿位》垂直導(dǎo)軌放置，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.2。現(xiàn)用

恒力產(chǎn)沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿而，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒上滑的位移s=3.8m時(shí)達(dá)到穩(wěn)

定狀態(tài)，對(duì)應(yīng)過(guò)程的I圖像如圖乙所示。取g=10m/s2,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求:

Q

P

甲

(1)恒力F的大小及金屬桿的速度為0.4m/s時(shí)的加速度大小;

(2)在0~ls時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻尺的電荷量q；

(3)從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。

22.如圖所示，質(zhì)量為機(jī)、邊長(zhǎng)為乙的正方形線框，從有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方高〃處由靜止自由下落,

線框的總電阻為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為2L線框下落過(guò)程中，ab邊始終與磁場(chǎng)邊界平

行且處于水平方向。已知仍邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，求:

(1)〃邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速度大??；

(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。

23.世界首條高溫超導(dǎo)高速磁懸浮樣車在中國(guó)下線，我國(guó)技術(shù)已達(dá)世界領(lǐng)先水平。超導(dǎo)磁懸浮列車

可以簡(jiǎn)化為如圖所示模型：在水平面上固定兩根相距L的平行直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有大小均為B寬度都

為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反。整個(gè)磁場(chǎng)以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)

的單匝正方形線圈abed懸浮在導(dǎo)軌上方，在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng)，并逐漸達(dá)到最大速度必?。勻速

運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后超導(dǎo)磁懸浮列車開始制動(dòng)，所有磁場(chǎng)立即靜止，經(jīng)位移x停下來(lái)。設(shè)線圈的電阻為

R,質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力大小恒為f。求:

--ab

<????Xx????'k

XXXX????XXXx????

BB

XXXX????XXX????L

XXXX????XXX

\*―7-*1dC

（1）線圈運(yùn)動(dòng)的最大速度力?（提示：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的切割速度為u-%。）;

（2）制動(dòng)過(guò)程線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）從開始制動(dòng)到停下來(lái)所用的時(shí)間t。

24.1831年法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)圓盤發(fā)電機(jī)。圓形金屬盤安置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，兩

電刷M、N分別與圓盤的邊緣和中心點(diǎn)接觸良好，且與靈敏電流計(jì)G相連。金屬盤繞中心軸沿圖示

方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試回答下列問題:

（1）電刷M的電勢(shì)（填“高”、"等”或“低”）于電刷N的電勢(shì)；

（2）若只提高金屬盤的轉(zhuǎn)速，電流計(jì)G的示數(shù)將變（填“大”或“小”）；

（3）若僅將電刷M靠近電刷N,電流計(jì)G的示數(shù)將變（填“大”或“小”）；

（4）若僅將變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流計(jì)G的示數(shù)將變（填“大”或“小”）；

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，斷開開關(guān)時(shí)，開關(guān)處（填“有可能”或“不可能”）出現(xiàn)火花放電。

25.電磁軌道炮利用電流和磁場(chǎng)的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來(lái)研制新武器和航天運(yùn)載

器。電磁軌道炮示意如圖，圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光

滑平行金屬導(dǎo)軌間距為/,電阻不計(jì)。炮彈可視為一質(zhì)量為加、電阻為R的金屬棒垂直放在兩

導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,

導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），MN開始向右加速運(yùn)

動(dòng)。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩極板間的電壓相等時(shí)，回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，

之后離開導(dǎo)軌。問：

(1)磁場(chǎng)的方向；

(2)MN剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度。的大小；

(3)MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量。是多少。

26.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32kg,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.8m、匝數(shù)n=10的正方形線圈總電阻為r=l￡l.邊

長(zhǎng)為帝的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小

隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t=0開始經(jīng)to時(shí)間細(xì)線開始松弛，g=10m/s2.求：

(1)在前to時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；

(2)在前to時(shí)間內(nèi)線圈的電功率；

(3)求to的值.

27.如下圖所示，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距Li=0.5m,金屬棒ad與導(dǎo)軌左端be

的距離L2=0.8m,整個(gè)閉合回路的電阻為R=0.2Q,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下穿過(guò)整個(gè)回路。ad桿

通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪接一個(gè)質(zhì)量為m=0.04kg的物體，不計(jì)一切摩擦，現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開始以

弟=0.2T/s的變化率均勻地增大，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物體m剛好能離開地面？(g取10m/s2)

28.在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用試觸法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流

流向的關(guān)系時(shí)，將電池的負(fù)極與電流計(jì)的A接線柱連接，用連接B接線柱的導(dǎo)線試觸電池正極，發(fā)

現(xiàn)指針指在如圖1中的b位置。

oo

Aa

圖i

(1)現(xiàn)將電流計(jì)的兩接線柱與圖2中甲線圈的兩個(gè)接線柱連接，將磁鐵S極向下插入線圈時(shí),

電流計(jì)指針指示位置如圖1中a所示，則線圈的C接線柱連接的是電流計(jì)的接線柱。

圖2

(2)若將電流計(jì)的A、B接線柱分別與圖2中乙線圈的E、F接線柱連接，將磁鐵從線圈中抽出

時(shí)，電流計(jì)指針指示位置如圖1中b所示，則磁鐵的P端是極。

29.如圖甲所示，兩平行且足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為。=37。，兩導(dǎo)軌之間的

距離為d=0.8m,導(dǎo)軌頂端接入阻值R=0.8￡l的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量為m=0.8kg、電阻r=0.2￡l

的金屬棒ab垂直放在金屬導(dǎo)軌上，以金屬棒ab所處位置為坐標(biāo)原點(diǎn)0,沿導(dǎo)軌向下建立x軸，x>0

區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的變化規(guī)律如圖乙所示。某時(shí)刻由靜止

釋放金屬棒ab,到達(dá)xi=6m處前電壓表的示數(shù)已穩(wěn)定不變。重力加速度g取lOm/sz,5m37。=0.6,

cos37°=0.8o求：

甲

(1)金屬棒ab到達(dá)xi=6m處的速度大小：

(2)金屬棒ab從xo=O處運(yùn)動(dòng)到xi=6m處的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱：

(3)金屬棒ab從xi=6m處運(yùn)動(dòng)到X2=9m處的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量。

答案解析

L【答案】B

【解析】【解答】A.穿過(guò)線圈的磁通量最大時(shí)，線圈所在的平面為中性面，故A錯(cuò)誤；

B.圖示位置穿過(guò)線圈的磁通量為0,穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大，故B正確；

C.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)該面為中性面的垂面，電流方向不變，故C錯(cuò)

誤；

D.由

若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

【分析】線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次電流就改變一次，此時(shí)磁通量最大，磁通量變化率為0;

根據(jù)有效值和最大值的公式分析。

2.【答案】C

【解析】【解答】A.閉合電鍵S瞬間，雖然鋁環(huán)中有磁通量變化，但由于鋁環(huán)不閉合，所以鋁環(huán)中沒

有感應(yīng)電流，輕鋁環(huán)靜止不動(dòng)，A不符合題意；

B.閉合電鍵S瞬間，線圈加電流增大，根據(jù)右手螺旋定則可知，通過(guò)線圈⑦的磁通量向右增加，根

據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線AB中的感應(yīng)電流方向由B—A,B不符合題意；

C.閉合電鍵S穩(wěn)定后，斷開S瞬間，通過(guò)線圈勿的磁通量向右減少，根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線AB

中的感應(yīng)電流方向由A-B,由右手螺旋定則可知，AB中的電流在小磁針出產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向

里，小磁針N極向里轉(zhuǎn)動(dòng)，S極向外轉(zhuǎn)動(dòng)，從上往下看小磁針將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，C符合題意；

D.閉合電鍵S穩(wěn)定后，斷開S瞬間，由于鋁環(huán)有一個(gè)小缺口，鋁環(huán)沒有感應(yīng)電流，D不符合題意。

故答案為：Co

【分析】根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷鋁環(huán)中是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；由楞次定律和右手螺旋定則判

斷導(dǎo)線AB中的感應(yīng)電流方向和小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。

3.【答案】D

【解析】【解答】從b點(diǎn)到c點(diǎn)剛進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，相等時(shí)間內(nèi)穿過(guò)線圈磁通量的變化量均勻增加，

則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流均勻增大，從c點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到b剛出磁場(chǎng)過(guò)程中，相等時(shí)間內(nèi)穿過(guò)線磁通

量的變化量均勻減小，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流均勻減小，從b點(diǎn)剛出磁場(chǎng)到a、b兩點(diǎn)關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)

稱過(guò)程中，相等時(shí)間內(nèi)穿過(guò)線圈磁通量的變化量減小越來(lái)越快，即電流的減小得越來(lái)越快，根據(jù)對(duì)

稱性可知，后面過(guò)程與前面過(guò)程剛好對(duì)稱。

故選D。

【分析】對(duì)線圈穿過(guò)磁場(chǎng)分段進(jìn)行分析，找出各相等時(shí)間段內(nèi)磁通時(shí)變化量的變化情況，從而得出

電流變化情況。

4.【答案】B

【解析】【解答】A.安培提出分子電流假說(shuō)，A不符合題意；

B.金屬探測(cè)器是利用渦流工作的，B符合題意；

C.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某點(diǎn)不受磁場(chǎng)對(duì)其作用力，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，當(dāng)電流方向平行于

磁場(chǎng)方向時(shí)通電導(dǎo)線不受安培力的作用，C不符合題意；

D.工人進(jìn)行超高壓帶電作業(yè)，穿戴工作服是由含金屬絲的織物制成，起靜電屏蔽的作用，D不符合

題意。

故答案為：Bo

【分析】金屬探測(cè)器是利用渦流，結(jié)合安培力的表達(dá)式以及靜電屏蔽得出正確的選項(xiàng)。

5.【答案】A

【解析】【解答】A、閉合開關(guān)的瞬間，電感線圈對(duì)電流的阻礙作用很大，故Di和D2此時(shí)相當(dāng)于串

聯(lián)關(guān)系，電流相等，A正確。

B、開關(guān)S閉合瞬間至斷開前，流經(jīng)燈D2的電流逐漸增大，B錯(cuò)誤。

C、開關(guān)S斷開瞬間，燈D2不再閃亮，而是逐漸熄滅，C錯(cuò)誤。

D、電感線圈的自感系數(shù)未知，無(wú)法計(jì)算斷電自感時(shí)感應(yīng)電流的大小，D錯(cuò)誤。

故答案為：A

【分析】根據(jù)電感線圈對(duì)電流的阻礙作用，來(lái)拒去留分析求解。

6.【答案】C

【解析】【解答】A.最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間聯(lián)系的是奧斯特，A不符合題意；

B.日光燈鎮(zhèn)流器的作用是在鎮(zhèn)流器啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬間高壓，在正常工作時(shí)起到降壓限流的作用，但電

流仍然是交流電，B不符合題意；

C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性，C符合題意；

D.根據(jù)半衰期的定義：每過(guò)一個(gè)半衰期，有一半該物質(zhì)發(fā)生衰變。可知14億年后地球上235U還剩下

四分之一，D不符合題意。

故答案為：Co

【分析】根據(jù)物理學(xué)史回答；根據(jù)日光燈鎮(zhèn)流器的原理分析；光具有波粒二象性，光電效應(yīng)和康普

頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性；根據(jù)半衰期的定義分析。

7.【答案】A

【解析】【解答】A.汽車上大部分是金屬汽車經(jīng)過(guò)線圈時(shí)會(huì)引起線圈磁通量的變化，從而產(chǎn)生電磁

感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流。A符合題意；

B.汽車通過(guò)線圈時(shí)，線圈由于電磁感應(yīng)使自身電流發(fā)生變化，激發(fā)的磁場(chǎng)也能變化。B不符合題

思卡.；

C.當(dāng)線圈斷了，沒有閉合回路，系統(tǒng)不能檢測(cè)到汽車通過(guò)的電流信息，C不符合題意；

D.線圈本身就是通電線圈，線圈中的電流不是汽車通過(guò)線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的，汽車通過(guò)產(chǎn)生

的電磁感應(yīng)現(xiàn)象只是引起線圈中電流的變化。D不符合題意。

故答案為：Ao

【分析】利用線圈中磁通量發(fā)生變化可以判別產(chǎn)生感應(yīng)電流；汽車通過(guò)線圈自身電流發(fā)生變化所以

激發(fā)的磁場(chǎng)也發(fā)生變化；當(dāng)線圈斷了不能檢測(cè)到汽車通過(guò)的電流信息；汽車產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象是

線圈中電流變化所產(chǎn)生的。

8.【答案】B

【解析】【解答】A.線框左邊切割磁感線相當(dāng)于電源，由右手定則可知，其下端為正極，同理線框右

邊其上端為正極，則感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，回路種產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2BLgu+3BLgu=

iBLv,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知感應(yīng)電流為/=2=辿=變，此時(shí)線框所受安培力為尸=

3R~8Lr~24r

2

2BIL+3B1L=25￡Lv>故A不符合題意；

24r

B.此過(guò)程中通過(guò)線框磁通量的變化量為：A?=(3B-2L2-2B-L2)-(-2B-3L2?=10BL7,

此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電荷量(?=舞，聯(lián)立解得q=筆，則83nw=75好2。當(dāng)線框全部進(jìn)入右

側(cè)磁場(chǎng)時(shí)有A0'=(3B-3L2)-(-2B-3L2；=15BL2,此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電荷量q'=

箸"，聯(lián)立解得q'=與著，由動(dòng)量定理有—(2BLI'At+3BLI'At)=BLmv'-8Lmv>q'=/'At聯(lián)立

解得v'=0,故B符合題意；

C.規(guī)定向右為正方向，由動(dòng)量定理有-(2BLIM+=8Lm(^v)-8Lmv,又q=IAt,聯(lián)

立解得q=炭詈，故C不符合題意；

D.此過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為Q=*x-*x8LmJ2=^Lmv2,故D不符合題意。

故答案為：B

【分析】根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從

而計(jì)算感應(yīng)電流與安培力大?。桓鶕?jù)動(dòng)量定理，結(jié)合電荷量的公式求解通過(guò)線框界面的電量；根據(jù)

動(dòng)能定理可得此過(guò)程中線框產(chǎn)生的的熱量。

9.【答案】C

【解析】【解答】設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,CD邊長(zhǎng)度為L(zhǎng),AD邊長(zhǎng)為V,線圈電阻為R

A、線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv,感應(yīng)電流/=5=萼，感應(yīng)電流I與速度v

成正比，第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中電流之比：/2：3=1：3,故A符合題意；

22

B、線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力：FA=B1L=B￡巴線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得，外力

F=FA,外力功率2==耳上，功率與速度的平方成正比，第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做

功的功率之比：Pl：P2=&2：v2=1.-9,故B符合題意；

C、線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量：Q=12Rt=（嗎2XRA=立包產(chǎn)生的熱量與速度成

正比，第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中產(chǎn)生熱量之比：Q2：V=l：3,故C不符合題

息；

D、通過(guò)導(dǎo)線橫截面電荷量：q=i2=盥7=噂,電荷量與速度無(wú)關(guān)，電荷量之比為1：1,

1nAtR

故D符合題意.

故答案為：Co

【分析】根據(jù)公式￡=：61^求解電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后求出電流之比；線框勻速

進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，安培力與外力平衡，根據(jù)安培力公式求解安培力，再根據(jù)平衡條件得到外力，最后

根據(jù)P=Fv求解外力的功率；由焦耳定律求出線圈產(chǎn)生的熱量，然后求出熱量之比；由電流定義式求

出電荷量之間的關(guān)系。

10.【答案】C

【解析】【解答】三角形導(dǎo)線框進(jìn)入過(guò)程，原磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁通量增大，由楞次定律可

知，感應(yīng)電流磁場(chǎng)垂直紙面向外，由右手定則可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；三角形導(dǎo)線框完全進(jìn)

入后，磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流；三角形導(dǎo)線框穿出過(guò)程，原磁場(chǎng)方向仍垂直紙面向里，磁通量減

小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流磁場(chǎng)垂直紙面向里，由右手定則可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，又

規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍訟D不符合題意；

三角形導(dǎo)線框進(jìn)入、穿出過(guò)程，線框有效的切割長(zhǎng)度均先均勻增大后減小，由》=喀可知，i也先

均勻增大后均勻減小，所以C符合題意。

故答案為：C

【分析】先由楞次定律結(jié)合導(dǎo)線框中磁通量的變化情況可以判斷感應(yīng)電流的方向，再由i=等分段

分析感應(yīng)電流的大小，即可選擇圖象。

11.【答案】D

【解析】【解答】A.根據(jù)平衡條件得m5sin300=BIL,根據(jù)閉合電路歐姆定律得/=舄，又因

為E=BLv,解得v=5m/s,兒童勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為5m/s,A不符合題意；

B.根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mglsm30°=,解得I=2.5m,兒童及座椅開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬

桿PQ距磁場(chǎng)上邊界的距離為2.5m,B不符合題意；

CD.兒童及座椅從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，總共產(chǎn)生的內(nèi)能為E=2m^ssin30°=80/,C

不符合題意，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據(jù)受力分析以及共點(diǎn)力平衡和閉合電路歐姆定律得出兒童勻速運(yùn)動(dòng)的速度，結(jié)合機(jī)械

能守恒定律得出金屬桿PQ距磁場(chǎng)上邊界的距離，利用功能關(guān)系得出總共產(chǎn)生的內(nèi)能。

12.【答案】D

【解析】【解答】A.由圖甲可得出發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3=竿2TT=上27三r=

12X10z

100兀(rad/s),發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系為?=%cos3t=乎X

10~2cosl00Tct(Wb),A不符合題意；

17

B.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值Em=N<Pma)=200V27，則流經(jīng)Ri的電流最大值心=篇=

0.5V2X,由圖甲可知線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，則其瞬時(shí)值ii=0,5V2sinl007rt(4),B不符合

題意；

CD.理想二極管具有單向?qū)щ娦?，且?dǎo)通時(shí)電阻為0,根據(jù)有效值定義，設(shè)R2兩端電壓的有效值為

￡?22_

U有，則(費(fèi)T。有解得U^=100V2F?1417,即電壓表的示數(shù)約為141V；0?2s內(nèi)

u

R2上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=&t=ioo/,D符合題意，C不符合題意。

R2

故答案為：D。

【分析】結(jié)合加速度與周期的關(guān)系以及磁通量的表達(dá)式得出發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)

系，通過(guò)法拉第電磁感應(yīng)定律以及閉合電路歐姆定律得出流經(jīng)Ri的電流最大值，從而得出其瞬時(shí)

值，結(jié)合電源有效值和最大值的關(guān)系得出R2兩端電壓的有效值，結(jié)合焦耳定律得出R2上產(chǎn)生的焦

耳熱。

13.【答案】A,D

【解析】【解答】A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=筆=10X

叱。2=o,3V，A正確；

B線圈中的感應(yīng)電流大小為/=￡=票=0.014B錯(cuò)誤；

r+K30

C根據(jù)楞次定律，可得線圈中感應(yīng)電流的方向由b到a,C錯(cuò)誤；

D電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，所以a端電勢(shì)比b端高，D正確；

故選AD。

【分析】本題考查感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的計(jì)算以及感應(yīng)電流方向的判斷。

14.【答案】B,C

【解析】【解答】A.金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=加外金屬棒接入電路中的電阻為

?.EBlv

7?1=右丁，回路中的電流為/=帝；二=0由此可知，回路中的電流與。有關(guān)，故A錯(cuò)誤；

sm"1及+而/

mBlV「BI"

B.PQ金屬棒兩端電壓為U=/R=T,則e減小，PQ金屬棒兩端電壓減小，故B

1+R^dr

正確；

25

CD.PQ金屬棒消耗的功率為P=/U,代入數(shù)據(jù)得「n==工，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，4sin8=

4+4smd+而g

工時(shí)，功率P最大，即sin8=J,最大功率為等W，故C正確，D錯(cuò)誤。

sm028

故選BC。

【分析】屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=B),由閉合電路歐姆定律得出回路中電流的表達(dá)

式即可判斷回路中的電流；由U=/R得出電壓的表達(dá)式和P=/U得出功率的表達(dá)式進(jìn)行分析。

15.【答案】B,D

【解析】【解答】

A.根據(jù)右手定則知，此過(guò)程中電阻R上的電流方向由b到a,故A不符合題意；

B.速度最大時(shí)，金屬桿沿軌道方向受力平衡，則他也。=嚶黑，解得：為=mg”）嗎

故B符合題意；

C.根據(jù)能量守恒得：Q=mgsin。-電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為：QR=K^Q=A^

（mgxsmd—^mv^），故C不符合題意；

D.由牛頓第二定律得：mgsinJ—岑望竺=ma，解得：a='gsin。，故D符合題意。

故答案為：BD

【分析】根據(jù)右手定則，判斷電流方向；對(duì)金屬桿，根據(jù)平衡條件求最大速度；根據(jù)能量守恒求R

產(chǎn)生的焦耳熱；根據(jù)牛頓第二定律求加速度大小。

16.【答案】A,D

【解析】【解答】A.在小磁體下落的過(guò)程中，它經(jīng)過(guò)的每匝線圈的磁通量都是先增大后減小，但由上

到下電流的最大值逐漸增大，可以判斷小磁體的下落速度一定時(shí)越來(lái)越大，故A符合題意；

B.電流變化的原因是線圈的磁通量先增大后減小，而不是小磁體的N、S極上下顛倒，故B不符合

題意；

C.小磁體下落過(guò)程中線圈中的最大電流逐漸增大，所以線圈受到的安培力逐漸增大，由牛頓第三定

律知線圈給小磁體的作用力也逐漸增大，故C不符合題意；

D.根據(jù)/=匹知，電流最大值逐漸增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值也逐漸增大，根據(jù)￡■=群知，感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)的最大值逐漸增大，磁通量的變化率最大值逐漸增大，故D符合題意。

故答案為：ADo

【分析】由上到下電流的最大值逐漸增大，小磁體的下落速度一定時(shí)越來(lái)越大；電流變化的原因是

線圈的磁通量先增大后減小，而不是小磁體的N、S極上下顛倒；小磁體下落過(guò)程中線圈中的最大電

流逐漸增大，所以線圈受到的安培力逐漸增大；根據(jù)/=年、E=喂,結(jié)合圖b分析。

17.【答案】（1）解：導(dǎo)體棒剛開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力的大小為：尸安=B/d

箕中/_Bdv

央”—2R

由牛頓第二定律可得mgsin。+F安=ma,

22

聯(lián)立解得：a=^+gs譏仍

22

答：導(dǎo)體棒剛開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為"2,+qsin。；

2mR3

（2）解：設(shè)導(dǎo)體棒速度減小到零的過(guò)程中，流過(guò)導(dǎo)體棒的平均電流為幾，時(shí)間為匕，導(dǎo)體棒上滑的

最大距離為久1，

則有〃_r_E_A0_Bdxi

人」侶q-ASt一說(shuō)Q一西一市-

解得：久1=鬻

設(shè)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量守恒定律可得：2Q=-mg/s譏。

解得：Q=竽（M—哪迎）；

答：體棒向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為竽（R-4g嚼譏與

（3）解：導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)量定理可得：一（B%d+mgs譏。）“=0-nw

而：q=I]t]

解得：g粵；

tl1=mgsinO

分析可知，從初始位置上滑到速度為零的過(guò)程和從速度為零下滑到初始位置的過(guò)程導(dǎo)體棒的位移大

小相等，則通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量大小相同

導(dǎo)體棒從最高點(diǎn)下滑到速度為"位置過(guò)程通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為q下滑=q+q'

設(shè)導(dǎo)體棒下滑所用時(shí)間為±2，由動(dòng)量定理可得：（mgsinO-BZ2d）t2=mv-0

又因?yàn)榘蜕?q+q'

解得:t2=嗎髓抖

故導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度大小再次達(dá)到"的過(guò)程，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為:

mu—Bdq+mu+Bd(q+q')_2mu+Bdq，

t=t+t=

r2mgsinOmgsinO-mgsind

2mu+Bdq'

答：計(jì)算導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度再次為"的過(guò)程運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為mgsind

【解析】【分析】（1）對(duì)ab棒受力分析，可知它受到沿導(dǎo)軌向下的安培力以及豎直向下的重力、垂直

于導(dǎo)軌向上的支持力，對(duì)重力進(jìn)行分解，分解為沿導(dǎo)軌向下的分力以及垂直于導(dǎo)軌向下的分力，所

以對(duì)ab棒列牛頓第二定律結(jié)合安培力的公式可求出ab棒剛向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a；

（2）ab沿導(dǎo)軌上滑過(guò)程中通過(guò)其橫截面的電荷量為q,我們可以根據(jù)q=7t推導(dǎo)出電荷量q的表達(dá)

式，從而求出ab棒向上做減速運(yùn)動(dòng)直到速度等于0的位移Xi,對(duì)全程列能量守恒式子就能求解電阻

R上所產(chǎn)生的熱量Q；

（3）在ab棒向上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)動(dòng)量定理結(jié)合向上運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)ab棒橫截面的電荷量q求

出ab棒向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ti,通過(guò)第二問的表達(dá)式可知ab棒向下做加速運(yùn)動(dòng)又經(jīng)過(guò)相同位置時(shí)通過(guò)

ab棒橫截面的電量與ab棒向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程通過(guò)ab棒橫截面的電量相等，所以ab棒在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)

程直到速度大小又為v通過(guò)ab棒橫截面的電量為q+q',對(duì)ab棒向下滑的過(guò)程列動(dòng)量定理就可以求

出從開始向下運(yùn)動(dòng)到速度大小再次達(dá)到v的過(guò)程中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間12,把兩段時(shí)間相加就是要

求的總時(shí)間。

18?【答案】（1）解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有￡=篝=嚶=防=2

答：導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡為左兀丁2；

W

（2）解：根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義有￡=W=qE.2nr=2mg

qq

解得感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=:

由楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，則感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。

答：導(dǎo)體環(huán)所在位置處感生電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小為與，E的方向逆時(shí)針；

（3）解：小球所受感生電場(chǎng)作用力為F==

在感生電場(chǎng)力的作用下，小球速度沿著圓周的切線方向均勻增加，小球做速率均勻增加的圓周運(yùn)

動(dòng)，切向加速度大?。?￡=騏

1m2m

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得u=alto=警

1u2m

當(dāng)小球在to時(shí)刻以V繞環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受洛倫茲力F濟(jì)指向圓心（如圖所示），其大小為=B=

*

可得尸_q2k2帝

F洛-2m

根據(jù)牛頓第二定律，小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力/向（指向環(huán)心）由洛倫茲力F洛與彈力N提供，則有

F向=F/N

_mv2_7nq2k2r2詒_q2k2出

向丫4m24TZI

解得N=_吧4絲

4m

由于N<0可知，小球受到管道的作用力方向沿半徑向外（方向如圖所示）。

答：t=to時(shí)，管道對(duì)小球作用力的大小為送中，方向沿半徑向外。

4m

【解析】【分析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律￡=篝=鬻=knr2,通過(guò)楞次定律判斷感應(yīng)電流

的方向；帶點(diǎn)小球所受感生電場(chǎng)作用力尸=［后=竽，在感生電場(chǎng)力的作用下，小球速度沿著圓

周的切線方向均勻增加，小球做速率均勻增加的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球在S時(shí)刻以"繞環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受

洛倫茲力/海指向圓心，小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力尸應(yīng)（指向環(huán)心）由洛倫茲力尸落與彈力N提

供。

19.【答案】（1）解：由圖可知t=0時(shí)線框切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2Bo/u7+Bo/w=3Bo/w

則感應(yīng)電流大小為/=f=駕嗎

KK

22

所受的安培力為F=2B。竽八+B。竽％=管魯

方向水平向左；

（2）解：在T時(shí)刻，就邊運(yùn)動(dòng)到距區(qū)域I的左邊界當(dāng)處，線框的速度近似為零，此時(shí)線框被固定，則

2

t=1.2T時(shí)穿過(guò)線框的磁通量為0=1.6Boh-^h-Boh^h=普限

方向垂直紙面向里；

122

（3）解：2z?3T時(shí)間內(nèi)，II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也線性減小到0,則有，一纏一強(qiáng)_B°h

r2

感應(yīng)電流大小為/_紋_Boh

1~R~2TR

24

則2T?3T時(shí)間內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量為0=［，2Rt=Boh

【解析】【分析】（1）由線框切割磁感線求解產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，注意線框兩邊切割時(shí)電源的關(guān)系結(jié)

合閉合電路歐姆定律和安培力公式即可求解；

（2）由。=BS求解磁通量，注意磁場(chǎng)的方向；

（3）由法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)結(jié)合閉合電路歐姆定律和焦耳定律求解。

20.【答案】（1）解：由題圖乙知0?2s內(nèi)回路中感