浙江2024年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用 試題（含解析）

電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用

回顧知隙要點(diǎn)

?電磁感應(yīng)概念?

1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象

當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變更時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。

2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

(1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變更。

(2)特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。

3.產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，假如回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；假如回路不閉合，則只有感應(yīng)電

動(dòng)勢，而無感應(yīng)電流。

4.楞次定律

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變更。

(2)運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟：

a.明確穿過閉合電路的原磁場方向；

b.明確穿過閉合電路的原磁通量是如何變更的；

c.依據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向；

d.利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。

要XTtt孤.hi'-'J1十T心A

i.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

(1)閉合回路；(2)磁通量發(fā)生變更。

2.磁通量發(fā)生變更的三種常見狀況

(1)磁場強(qiáng)弱不變，回路面積變更；

(2)回路面積不變，磁場強(qiáng)弱變更；

(3)回路面積和磁場強(qiáng)弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生變更。

3.楞次定律應(yīng)用的推廣

楞次定律描述的是感應(yīng)電流與磁通量變更之間的關(guān)系，常用于推斷感應(yīng)電流的方向或其所受安培力的方向,

一般有以下四種呈現(xiàn)方式：

1.阻礙原磁通量的變更一一“增反減同”；

2.阻礙相對運(yùn)動(dòng)一一“來拒去留”；

3.使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢一一“增縮減擴(kuò)”；

4.阻礙原電流的變更(自感現(xiàn)象)一一“增反減同”。站報(bào)道，明尼蘇達(dá)高校的探討人員發(fā)覺，一種具有

獨(dú)特屬性的新型合金能夠?qū)崮芨纱噢D(zhuǎn)化為電能。詳細(xì)而言，只要略微提高溫度。這種合金就會(huì)變成強(qiáng)磁

性合金，從而使環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖圖示為圓柱型合金材料，8為線圈。套在圓

柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑。現(xiàn)對力進(jìn)行加熱，則/變成兩端為磁極的強(qiáng)磁合金，

下列推斷正確的是

A.6中肯定產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流

B.8中肯定產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流

C.6線圈肯定有收縮的趨勢

D.8線圈肯定有擴(kuò)張的趨勢

【答案】D

【解析】提高溫度，這種合金會(huì)從三國性合金變成強(qiáng)磁性合金，棄過線圈的磁通堡墻大，從而在環(huán)繞它的

線圈中產(chǎn)生電流.由于原磁場的方向未知，所以不能判斷出感應(yīng)電流的方向.故仙錯(cuò)誤JA外側(cè)的磁場的

方向與A內(nèi)部的磁場的方向相反，B的面枳越大，則穿過線圖B的磁通量小.當(dāng)B卬磁通量增大時(shí)，尺作攵圈

產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的殂礙破逋量的增大，面積有擴(kuò)張的趨勢。故C錯(cuò)誤，D正確.故選D.可從阻礙京通

量變化的角度去分析：熔反發(fā)同，當(dāng)碳通置塔大時(shí)，典M戔總產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的阻礙磁通量的增大.

?法拉第電磁感應(yīng)定律?

1.感應(yīng)電動(dòng)勢

⑴概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢。

(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生變更，與電路是否閉合無關(guān)。

(3)方向推斷：感應(yīng)電動(dòng)勢的方向用楞次定律或右手定則推斷。

2.法拉第電磁感應(yīng)定律

(1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與穿過這一電路的磁通量變更率成正比。

A①

⑵公式：E=K，其中A為線圈匝數(shù)。

E

⑶感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系：遵守閉合電路的歐姆定律，即/=加二。

3.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢

(1)導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢可用￡=皮「求出，式中,為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。

⑵導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)

-11

勢E=B1―/3(平均速度等于中點(diǎn)位置的線速度。)。

心

一、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

(1)磁通量的變更由磁場變更引起時(shí)，E=nB—

At

當(dāng)A夕/Ax,且〃=1時(shí)，公式為導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢后漢/

AD

(2)磁通量的變更由面積變更引起時(shí)，E=n——S

(3)磁通量的變更由磁場和面積變更共同引起時(shí)，E=rB—^—S.

ArAz

=B、5、—B?1

(4)平均感應(yīng)電動(dòng)勢E=i;————

與一A

二、后應(yīng)y運(yùn)用時(shí)留意的問題

1.公式后應(yīng)/的運(yùn)用條件：

(1)勻強(qiáng)磁場；

(2)/為切割磁場的有效長度；

(3)8、L、/三者相互垂直；如不垂直，用后應(yīng)win。求解，夕為6與丫方向間的夾角。

2.瞬時(shí)性：

(1)若y為瞬時(shí)速度，則￡為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢；

(2)若y為平均速度，則￡為平均感應(yīng)電動(dòng)勢，即5=5￡"。

3.有效長度：導(dǎo)體與/垂直方向上的投影長度。圖中有效長度分別為：

甲，cd-sin/?；乙，沿匕方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為麗，沿左方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為0；

丙，沿匕方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為亞氏，沿吸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為0,沿吃方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為凡

甲乙丙

5歌現(xiàn)用

1.如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQMN所圍的成面積為S,PQ之間有阻值為R的電阻，不計(jì)導(dǎo)

軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在0?2。

時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變更狀況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）

廣―

A.在0?2t。時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)軌棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向先向左后向右，大小不變

B.在0?t。內(nèi)，通過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹到M

SB。

C.在t。?2t。內(nèi)，通過電阻R的電流大小為——

Rt。

3sBe

D.在0?2t。時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為——

Rt。

【答案】B

【解析】由楞次定律判斷出導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)前勢，的后為融厚助方向J由楞次定律求出感應(yīng)電渣方由

法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢，然后由歐招定律求出感應(yīng)電流J由法拉第電感應(yīng)定律求出感應(yīng)電

動(dòng)勢，由歐得定御求出蛔電流，然后由電流定義式求出電荷量。

由圖乙所示圖象可知，0?t。內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過回路的磁通量減小，由楞次定律可知，為阻礙磁通量

的削減，導(dǎo)體棒具有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢，導(dǎo)體棒受到向左的摩擦力，在t。?2t。內(nèi)，穿過回路的磁通量增加，

為阻礙磁通量的增加，導(dǎo)體棒有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢，導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力，在兩時(shí)間段內(nèi)摩擦力方向相

反；0?t。內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電流的大小不變，但磁感應(yīng)強(qiáng)度是不會(huì)的，所以安培力是變更的，同

理，在t。?2t。內(nèi)安培力也是變更的，所以0?2t。內(nèi)摩擦力的大小也是變更的，故A錯(cuò)誤；由圖乙所示圖象

可知，在0?t。內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過閉合回路的磁通量削減，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，

通過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹到M,故B正確；由圖乙所示圖象，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律可得，在t。?2t。

A<：>AB-SIB。?SE2Bos

內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢：E-Y---，感應(yīng)電流為：二=—=」，故C錯(cuò)誤；由圖乙所示圖象，應(yīng)用法

MAtRRto

\<t>\n.sB<>SE,B0S

拉第電磁感應(yīng)定律可得，在0?t。內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢：;感應(yīng)電流為：L=一=——，電荷

\tAt4RRtg

E,BQ2BS

量：-；同理，在to~2to內(nèi)的電荷量：q2=l2to=---n---；由于在0~to內(nèi)的電流方向與to~

RRR

BS

2t。內(nèi)感應(yīng)電流的方向相反，所以在0?2t。時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為：q=q「qi=、n_.故D錯(cuò)誤。

R

故選B.

2.下列說法正確的是（）

A.處于靜電平衡的導(dǎo)體，內(nèi)部的電場強(qiáng)度和電勢均為零

B.電勢、電勢差、電勢能都是電能的概念,都與放入電場中的電荷無關(guān)

C.電動(dòng)勢數(shù)值上就等于電源正負(fù)極之間的電壓

D.金屬中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量,生活中的電磁爐是利用這原理而工作的

【答案】D

【解析】處于靜電平衡的導(dǎo)體，內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零，導(dǎo)體是等勢體，電勢不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電勢、電

勢差、電勢能都是電能的概念，電勢、電勢差與放入電場中的電荷無關(guān)，而電勢能與放入電場中的電荷有

關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢數(shù)值上就等于外電路斷開時(shí)電源正負(fù)極之間的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；金屬中的渦流

會(huì)產(chǎn)生熱量，生活中的電磁爐是利用這原理而工作的，選項(xiàng)D正確；故選D.

3.如圖所示電路中，48是相同的兩小燈，/是一個(gè)帶鐵芯的線圈，電阻可不計(jì)，調(diào)整尼電路穩(wěn)定時(shí)兩

燈都正常發(fā)光，則在開關(guān)合上和斷開時(shí)

A.斷開S時(shí)，/燈會(huì)突然閃亮一下后再熄滅

B.斷開S時(shí)，通過6燈的電流方向與跟電流方向相同

C.合上S時(shí)，夕比/先到達(dá)正常發(fā)光狀態(tài)

D.兩燈同時(shí)點(diǎn)亮、同時(shí)熄滅

【答案】C

析】S臺(tái)上時(shí)，通過線圈的電流在場大.導(dǎo)致線圈出現(xiàn)目感電動(dòng)勢，從而阻礙燈泡A的電流塔大j電路

履定后，L的電阻很小，閉合用間L的電殂猥大，斷開饋間線因L中產(chǎn)生的目感電動(dòng)勢阻礙電流的減小，從

而分析兩燈限度變化.

斷開開關(guān)S的瞬間，線圈L中產(chǎn)生的白底電動(dòng)勢阻礙電演的履小，則電流將在燈A、B和線牌L中形成新的

回路，因燈泡相同，則電流相等，所以兩，1會(huì)慢慢值滅，但不會(huì)I源一下。此時(shí)為B中原來的電流消失，

電渣方向與原電防向相反，故AB錯(cuò)誤fA合上時(shí)，通過線圈的電流在地大，導(dǎo)致線圈上現(xiàn)自感電動(dòng)勢，

從而阻得燈泡A的電渣電大，則B比A先到達(dá)正常發(fā)光狀態(tài)，故C正礴，D鉗誤.故選C.

4.如圖所示，電路中46是兩個(gè)完全相同的燈泡，/是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線圈，則

下列推斷正確的是

A.S閉合瞬間，分燈先亮，/漸漸變亮

B.S閉合后電路穩(wěn)定前，8先亮一下再漸漸變暗，/漸漸變暗

C.S閉合后電路穩(wěn)定后，/燈和6燈亮度相同

D.S閉合后電路穩(wěn)定后，再斷開S時(shí)，/燈要亮一下再熄滅

【答案】D

【解析】

開關(guān)S閉合的圖間，兩燈同B寸獲得電流，所以A、B肆寸發(fā)光.由于線圈的電阻可以由熊，燈A逐海梗矩第,

澈1A燈的電流逐海減小，A燈逐品變%亶至熄滅，而流過B的電流地大，所以8燈變殺敵AB錯(cuò)誤J

結(jié)合上述分析可知，S閉合電路穩(wěn)定后，A熄滅.故C錯(cuò)誤j新開開關(guān)S的幅間，B燈的電濠突然消失，立

即熄滅；流過線圖的電流將要屆外，產(chǎn)生自感電動(dòng)淤，相當(dāng)電源，維持L中的電流逐漸懸小，所以A燈突

然即一下再地滅，故D正確，故選D.

5.如圖所示的電路中，人和A,是兩個(gè)相同的燈泡，線圈L自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽視不計(jì)。下列說法

中正確的是（）

A.合上開關(guān)S時(shí),A和A?同時(shí)亮

B.斷開開關(guān)S時(shí),4和A?都要過一會(huì)兒才熄滅

斷開開關(guān)時(shí),

C.SA2閃亮一下再熄滅

D.斷開開關(guān)S時(shí),流過A2的電流方向向右

【答案】B

【解析】當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈4馬上發(fā)光，通過線圈上的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，依據(jù)楞次定

律線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能漸漸增大，燈4漸漸亮

起來，所以燈4比燈4先亮；由于線圈直流電阻忽視不計(jì)，當(dāng)電流漸漸穩(wěn)定時(shí)，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，

兩燈電流相等，亮度相同，故A錯(cuò)誤；穩(wěn)定后當(dāng)開關(guān)S斷開后，由于自感，線圈中的電流只能漸漸減小，

其相當(dāng)于電源，線圈/、燈4與燈4構(gòu)成閉合回路放電，兩燈都過一會(huì)兒熄滅，由于兩燈泡完全相同，線

圈的電阻又不計(jì)，則燈4不會(huì)出現(xiàn)閃亮一下，且流過燈4的電流方向向左，故B正確，CD錯(cuò)誤。所以B正

確，ACD錯(cuò)誤。

6.圖為演示自感現(xiàn)象試驗(yàn)裝置的電路圖，電源的電動(dòng)勢為￡,內(nèi)阻為r。A是燈泡，/是一個(gè)自感系數(shù)很大

的線圈，線圈的直流電阻小于燈泡A正常發(fā)光時(shí)的電阻。試驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，燈泡A正常發(fā)

光。下列說法正確的是

A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，燈泡A中電流等于線圈/中電流

B.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，燈泡A中電流大于線圈/中電流

C.電路穩(wěn)定后突然斷開開關(guān)S,燈泡A馬上熄滅

D.電路穩(wěn)定后突然斷開開關(guān)S,燈泡A閃亮一下再熄滅

【答,案】D

【解析】開關(guān)由閉合到新開所間,A燈立即信滅，通過線圓的電凌履J\線圖產(chǎn)生自愿電動(dòng)費(fèi),再根據(jù)楞木定律

分析燈熨度如何變化.由于統(tǒng)置的直流電阻小于燈泡A正常發(fā)光時(shí)的電阻，所以電路及定時(shí)，流過線圈的電

流大于燈泡的電漬，在突然斷開時(shí)由于線圈的目感作用，線圈相當(dāng)干電液，對燈泡攜供電流，所以燈泡不

會(huì)馬上燭滅，并且流過燈泡的電流大于原來燈泡的電漏所以燈泡會(huì)考一下，故ABC錯(cuò)；D對；

故送D

姓HI的作用：在閉合電路時(shí)由于目感作用相當(dāng)于一個(gè)大電蛆，在秘.定時(shí)相當(dāng)于—i、電阻為R的正常電阻，

在斷開電源時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源對別的用電器提供電漫。

|23m三「;工才：rrj|

必必J川何工也

1.(浙江省一般高校2024年4月選考招生物理試卷)如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立X0坐標(biāo)系，在

0<x<0,65m>yW0.40m范圍內(nèi)存在一具有志向邊界，方向垂直直面對內(nèi)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。一邊長l=0.10m、

質(zhì)量m=0.02kg、電阻R=0.40。的勻質(zhì)正方形剛性導(dǎo)線框a6cd處于圖示位置，其中心的坐標(biāo)為(0,0.65m)?，F(xiàn)

將線框以初速度v°=20m/s水平向右拋出，線框在進(jìn)入磁場過程中速度保持不變，然后在磁場中運(yùn)動(dòng)，最終

從磁場右邊界離開磁場區(qū)域，完成運(yùn)動(dòng)全過程。線框在全過程中始終處于x夕平面內(nèi)，其劭邊與x軸保持

平行，空氣阻力不計(jì)。求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度6的大小；

(2)線框在全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q-,

(3)在全過程中，助兩端的電勢差Um與線框中心位置的x坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系。

【答案】(1)2T(2)0.0375J

(3)x<04m.lcb。

[)4m<x<05m.U<b-(4xI7)V

0Srn<x<06.%-04V

D6?n<x<0.7,UA-----V

【解析】

(1)線機(jī)遞入和場的過程中速度不變，線嗨力平衡：mg?8ll

而感應(yīng)電流，二個(gè)

進(jìn)入磁場時(shí)的尸石向速度：％;(2gh=/2*10x(0.6-O.djm/^=2m/S

解得：B-2T

(2)全過程依據(jù)動(dòng)量定理：-△tmv-m\0

A?

而,△i，聯(lián)立可得：?BI-Aq-mv.m%

F?-ai-B"—■i

R

而Bl2

R

全過程依據(jù)能量守恒定律：Qmgl

聯(lián)立解得：Q=0.0375J

(3)鄴磁場前：xS0.4mfUcb-O,

逆入出場過程0.4mfxi0.5m

%=8v*,f-J*「⑷-1.7)V

在磁場中0.5m<xs0.6

%?8Voi?0.4V

寓開磁場過程中0.6m<xsO?

v.*“-?5(1-x)m/t

?,卜子y

故本題答案是：(1)2T(2)0,0375J(3)

?x<04m.Ucb-0

②04m<x<05m.UA-(4x-17)V

X)05m<x<06.Ucb04V

*)06m<x<07^-^V

2.(浙江省2024年11月選考科目考試物理試題)如圖所示，在間距￡=0.2ni的兩光滑平行水平金屬導(dǎo)軌間

存在方向垂直于紙面(向內(nèi)為正)的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為分布沿y方向不變，沿x方向如下:

1Tx>02m

?O2m<x<O2m

-ITxv0.2m

導(dǎo)軌間通過單刀雙擲開關(guān)S連接恒流源和電容會(huì)1F的未充電的電容器，恒流源可為電路供應(yīng)恒定電流7=2A,

電流方向如圖所示。有一質(zhì)量爐0.1kg的金屬棒R?垂直導(dǎo)軌靜止放置于的二0.7m處。開關(guān)S擲向1,棒女6

從靜止起先運(yùn)動(dòng)，到達(dá)M二一0.2m處時(shí)，開關(guān)S擲向2。已知棒劭在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直。求:

(提示：可以用戶一X圖象下的“面積”代表力尸所做的功)

(1)棒a6運(yùn)動(dòng)到Xi=o.2m時(shí)的速度匕；

(2)棒a6運(yùn)動(dòng)到X2=—0.1m時(shí)的速度v2；

(3)電容器最終所帶的電荷量&

2

【答案】(1)2m/s(2)版m/s(3)-C

【解析】

FRTT

(1)安培力F=BIL,加速度a=—=--，

mm

速度丫1\1；11'Xj|-2m、；

(2)在區(qū)間x.心m,

安培力F=5xIL,如圖所示

安培力做功“■人；

依據(jù)動(dòng)能定理可得解得V2=#^m/s；

*，

（3）依據(jù)動(dòng)量定理可得-BLQnnm”，

電荷量Q-CU-CBLv,

在x=-0.2m處的速度V3=Vi=2m/s,

CBLmv.2

聯(lián)立解得Q-,.-七；

CeV+m7

3.（浙江省2024一般高校招生選考科目考試物理試題）間距為1的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平

滑連接而成，如圖所示,傾角為9的導(dǎo)軌處于大小為Bi，方向垂直導(dǎo)軌平面對上的勻強(qiáng)磁場區(qū)間I中，水

平導(dǎo)軌上的無磁場區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3m的“聯(lián)動(dòng)雙桿”（由兩根長為1的金屬桿，cd和ef,用長度為L

的剛性絕緣桿連接而成），在“聯(lián)動(dòng)雙桿”右側(cè)存在大小為B2,方向垂直導(dǎo)軌平面對上的勻強(qiáng)磁場區(qū)間H,

其長度大于L,質(zhì)量為m,長為1的金屬桿ab,從傾斜導(dǎo)軌上端釋放，達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌（無能量損失）,

桿cd與“聯(lián)動(dòng)雙桿”發(fā)生碰撞后桿ab和cd合在一起形成“聯(lián)動(dòng)三桿”，“聯(lián)動(dòng)三桿”接著沿水平導(dǎo)軌進(jìn)入磁

場區(qū)間II并從中滑出，運(yùn)動(dòng)過程中，桿ab、cd和ef與導(dǎo)軌始終接觸良好，且保持與導(dǎo)軌垂直。已知桿ab、cd和

ef電阻均為R002OmOlkg.1-"孫"7。"比-0IT,B：-02T。不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，忽視

磁場邊界效應(yīng)。求：

（1）桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小V。；

（2）聯(lián)動(dòng)三桿進(jìn)入磁場區(qū)間II前的速度大小v；

（3）聯(lián)動(dòng)三桿滑過磁場區(qū)間II產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】(1)v0=6m/s(2)1.5m/s(3)0.25J

【解析】沿著斜面正交分解，最大速度時(shí)重力分力與安培力平衡

⑴感應(yīng)電動(dòng)勢E=BJVO

4*E

電流1=——

1.5R

安培力F=BJ1

勻速運(yùn)動(dòng)條件1M

pI5R

代入數(shù)據(jù)解得：v0=6m/s

（2）由定量守恒定律mv（）=4mv

解得：v=1.5m/s

（3）進(jìn)入E.磁場團(tuán)％設(shè)速度變化大小為根孤動(dòng)量定理苜

BW&?-4mAv

言者

解得：dy=-Q25W$

出B；磁場后“旺動(dòng)三桿”的速度為

J二v?2Av-

根據(jù)前量守恒求得：

Q-r4mx（/-v.b0-25/

綜上所述本題答案是:Q）v0=6m/s（2）1.5m/s（3）0.25JO

8.（浙江省杭州市2025屆高三上學(xué)期物理模擬）當(dāng)下特斯拉旗下的美國太空探究技術(shù)公司（SpaceX）正在

研發(fā)一種新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)火箭回收利用，效削減太空飛行成本，其中有一技術(shù)難題是回收時(shí)如何減緩對地的

碰撞，為此設(shè)計(jì)師馬斯克在返回火箭的底盤安裝了4臺(tái)電磁緩沖裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減

緩火箭對地的沖擊力。電磁阻尼作用可以借助如下模型探討：如圖所示，虛線框內(nèi)為該電磁緩的結(jié)構(gòu)示意

圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的緩沖箭體.在緩沖裝置的底板上，沿豎直方向固定著兩個(gè)光滑

水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN.緩沖裝置的底部，安裝電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，

磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abed,

線圈的總電阻為R,匝數(shù)為n,ab邊長為L.假設(shè)緩沖車以速度v。與地面碰撞后，滑塊K馬上停下，此后線

圈與軌道的磁場作用力使火箭減速，從而實(shí)現(xiàn)緩沖，一切摩擦阻力不計(jì)，地球表面的重力加速度為g。

(1)求滑塊K的線圈中最大感應(yīng)電動(dòng)勢的大小;

(2)若緩沖車廂向前移動(dòng)距離H后速度為零，則此過程中每個(gè)緩沖線圈中通過的電量和產(chǎn)生的焦耳熱各是

多少？

RT21

2

【答案】(1)nBLvo(2)n---；-mv0

R2

【解析】

(1)緩沖車以速度加與障謂物麗■后，滑塊K立即停下，涓塊相對磁場的速度大小為線圖中產(chǎn)生的感

應(yīng)電動(dòng)勢最大，則有E=nBLf.

A①0

(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=n—，其中△①二BIA

△t

由歐姆定律得：1=-

R

又［=9

t

PT2

代入整理得：此過程線圈abed中通過的電量為：q=n_.

R

由功能關(guān)系得：線圈產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=lmv/

2

9.(浙江省杭州市2025屆高三上學(xué)期物理模擬)用導(dǎo)線繞一圓環(huán)，環(huán)內(nèi)有一用同樣導(dǎo)線折成的內(nèi)接正方

形線框，圓環(huán)與線框絕緣，如圖1所示。圓環(huán)的半徑於2m,導(dǎo)線單位長度的電阻乃=0.2Q/m?把它們放

在磁感應(yīng)強(qiáng)度為6的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)平面(紙面)向里。磁感應(yīng)強(qiáng)度6隨時(shí)間t變更如

圖2所示。求:

圖1圖2

(1)正方形產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；

(2)在0~2.0s內(nèi)，圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)若不知道圓環(huán)半徑數(shù)值，在0~2.0s內(nèi)，導(dǎo)線圓環(huán)中的電流與正方形線的電流之比。

【答案】(1)4V(2)31.75J(3)也

【解析】

<1)正方正,面積為5=2R：,根據(jù)法拉第電ifi感應(yīng)定律得：$.管儲(chǔ)5—V

(2)圖面枳為^=7Tir,圓周長為L=27TR,國訐的電阻力：/=2K*：=2X3.14X2X0.2=2.5Q

根據(jù)法拉箍電磁照應(yīng)定律由F-券'*壯不fJV

在0~2.0?內(nèi)，圖環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱為：Q——r——?

r*23

(3)正方形方框中的電流為：1=*-△B-'

rAi4^Rr4

導(dǎo)線圓環(huán)中的電流為：

fA123tRr0

]?

導(dǎo)線圓環(huán)中的電流與正方形線框的電流之比：-=檢

10.(浙江省杭州八中2025屆上學(xué)期高三周末自測卷)某校航模愛好小組設(shè)計(jì)了一個(gè)飛行器減速系統(tǒng)，有

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摩擦阻力、電磁阻尼、空氣阻力系統(tǒng)組成，裝置如圖所示，匝數(shù)滬100匝、面積S=4,oxi0-m>電阻r=0.1Q

的線圈內(nèi)有方向垂直于線圈平面對上的隨時(shí)間勻稱增加的磁場Bp其變更率k=l.OT/s.線圈通過電子開關(guān)S

連接兩根相互平行、間距￡=0.5ni的水平金屬導(dǎo)軌，右端連接廬0.2Q的電阻，其余軌道電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌

間的區(qū)域1中存在水平向右、長度為廬8m的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為人，大小在OSB2s2T范圍內(nèi)可調(diào)；

在區(qū)域2中存在長度足夠長、大小為0.4T、方向垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場B3。飛行器可在軌道間運(yùn)動(dòng)，其

下方固定有一根長為￡0.5m、電阻也為廬0.2Q的導(dǎo)體棒46,與導(dǎo)軌良好接觸，飛行器(含導(dǎo)體棒)總質(zhì)量

妹0.5kg。在電子開關(guān)閉合的同時(shí)，飛行器以v°=12m/s的初速度從圖示位置起先運(yùn)動(dòng)，已知導(dǎo)體棒在區(qū)域1

中運(yùn)動(dòng)時(shí)與軌道間的動(dòng)摩擦因素從=0.5,其余各處摩擦均不計(jì)。

⑴飛行器起先運(yùn)動(dòng)時(shí)，求棒上的電流方向和兩端的電壓&

(2)為使導(dǎo)體棒47能通過磁場區(qū)域1,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B2應(yīng)滿意的條件;

(3)若導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場區(qū)域2左邊界尸0時(shí),會(huì)觸發(fā)電子開關(guān)S斷開，同時(shí)飛行器會(huì)打開減速傘，已知飛行

器受到的空氣阻力/■與運(yùn)動(dòng)速度■成正比。即t甲G]u4kg.當(dāng)B2取合適值時(shí)導(dǎo)體棒在磁場區(qū)域2中的

位移最大，求此最大位移工

【答案】(1)10A；2V(2)0.8T(3)8m

【解析】

⑴依據(jù)楞次定律。導(dǎo)體棒上電流B到A

線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢為1；Nvk4\

Al

E

,

流過導(dǎo)體棒的電流、'"R"OA

導(dǎo)體棒兩端電壓1AB7ABR2V

⑵若導(dǎo)體棒剛好運(yùn)動(dòng)到磁場區(qū)域1右邊界，則磁感應(yīng)強(qiáng)度最大

由動(dòng)能定理：*Eg門.加'；

得:B2=0?8T

)為使導(dǎo)體住在磁場區(qū)域2中的位移最大，應(yīng)取鳥=0

則導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場區(qū)域2嶗間的速度大,

由動(dòng)靛定理得:-“mm=

冉：v^Wn/g

由動(dòng)立定理「得!-/)W-"叫?0-mv(

0E:-qx-=0-mV]

得:En

11.(浙江省2025屆高三高考選考科目9月聯(lián)考)如圖所示，一個(gè)半徑為r=0.4m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水

平面上，根長為r的金屬棒ab的a端位于圓心，端與導(dǎo)軌接觸良好。從a端和圓形金屬導(dǎo)軌分別引出兩條

導(dǎo)線與傾角為。=37。、間距為1=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌相連質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=1Q的金屬棒cd垂直導(dǎo)

軌放置在平行導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，且棒cd與兩導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u=0.5?導(dǎo)軌間另一支