電磁感應現(xiàn)象中的電路和圖像問題（解析版）-2025年高考物理一輪復習

電磁感應現(xiàn)象中的電路和圖像問題

（核心考點精講精練）

騰.考情探究?

1.高考真題考點分布

題型考點考查考題統(tǒng)計

選擇題圖像問題2024年全國甲卷

計算題電路問題2024年浙江卷

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】高考對電磁感應現(xiàn)象中的電路和圖像的考查較為頻繁，對于圖像問題的考查大多以選擇題的

形式出現(xiàn)，難度不是太大，電路問題的考查多在計算題中出現(xiàn)，題目多與功能動量等問題結合。

【備考策略】

1.結合閉合電路歐姆定律，能夠處理電磁感應現(xiàn)象中的電路問題。

2.結合法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律，能夠分析電磁感應現(xiàn)象中的各類圖像問題。

【命題預測】重點關注電磁感應現(xiàn)象中的圖像問題。

12.考點梳理|?

一、電磁感應中電路知識的關系圖

閉合電路電磁感應

EE-Blv

KTR+r

尸Acp

E—n--

u—RE聯(lián)系1：電動勢￡△t

UR+rL---------------?

聯(lián)系2：功和能E-Bl^s

P=IU------------>

2

Q=IRtnN①

q

q=CU-R

二、電磁感應中的圖像問題

隨時間變化的圖像，如8/圖像、0“圖像、￡/圖像、4圖像；隨位移變化的圖像，如E-x

圖像類型

圖像、/-X圖像(所以要先看坐標軸：哪個物理量隨哪個物理量變化要弄清)

(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像(畫圖像)

問題類型

(2)由給定的有關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量(用圖像)

四個規(guī)

左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律

律

(1)平均電動勢一

應

2)平動切割電動勢E=Rv

用

知六類公(3)轉動切割電動勢E=》①

識式

E

(4)閉合電路歐姆定律

R~\~r

(5)安培力F=BIl

(6)牛頓運動定律的相關公式等

!考點精講I

考點一電磁感應中的電路問題

“三步走”分析電路為主的電磁感應問題

應用規(guī)—閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識、電功

|律求解率、焦耳定律_________________

考向1電路中的路端電壓

典例引領

1.如圖，一個半徑為乙的半圓形硬導體N8以速度v,在水平U型框架上勻速滑動，勻強磁場的磁感應強

度為B,回路中的電阻為幾,半圓形硬導體N8的電阻為％其余電阻不計，則半圓形導體N8切割磁感線

產(chǎn)生感應電動勢的大小及N8之間的電勢差分別為（）

BLvR

A.BLv,——-nB.2BLv,BLv

&+〃

IBLvRr.

C.BLv,2BLD.2BLv,———"

R0+r

【答案】D

【詳解】半圓形硬導體切割磁感線的有效長度為2Z,則感應電動勢大小為：E=2BLv

E2BLv

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得，感應電流大小為：1T=~—=--

R0+r凡+廠

e2BLvR0

AB之間的電勢差為：UTT=IR=—_

AB0&+，

故選Do

2.如圖所示，在水平放置的、寬度為d的光滑U形框架上有一長度為工的金屬棒，其單位長度對應的電阻

為心以速度V勻速向右運動，U形框左端連接一定值電阻凡整個空間充滿垂直于U形框平面向里的勻強

磁場3（不計其他電阻），則金屬棒PQ兩端電勢差為（）

XX、/xB

M

XXXX

卜L

XXXX

N

XX/、X

A.BLvB.Bdv

RLrd(L—d)R

C.-----------------BvD.-------Bdv

R+rdR+rd

【答案】C

rrRR

【詳解】金屬棒上MN兩端電勢差：UMN=~——E———Bdv

其中：Upy+UJ,/Q=B(L—d)v

貝I有：UPQ^UMN+UPM+UNQ=—Bdv+B(L—d)v=版由Bv

故ABD錯誤，C正確。

故選C。

典例引領

3.如圖所示，半徑為乙的導電圓環(huán)(電阻不計)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心。的金屬軸以角速度。逆

時針勻速轉動。圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條04、OB、OC,輻條互成120。角。在圓環(huán)圓心角ZJ/ON

=120。的范圍內(nèi)(兩條虛線之間)分布著垂直圓環(huán)平面向外、磁感應強度大小為8的勻強磁場，圓環(huán)的邊

緣通過電刷尸和導線與一個阻值也為r的定值電阻凡相連，定值電阻凡的另一端通過導線接在圓環(huán)的中心

A.金屬輻條。4、OB、。。進出磁場前后，輻條中電流的大小不變，方向改變

2

B.定值電阻凡兩端的電壓為1瓦外；

C.通過定值電阻&的電流為g區(qū)

8r

D.圓環(huán)轉動一周，定值電阻燈產(chǎn)生的熱量為巫久

96r

【答案】C

【詳解】A.由題意知，三根金屬輻條始終有一根在磁場中切割磁感線，切割磁感線的金屬輻條相當于內(nèi)阻

為r的電源，另外兩根金屬輻條和定值電阻凡并聯(lián)，輻條進出磁場前后電流的大小、方向均改變，故A錯

誤；

BC.電路的總電阻：J?=y

圓環(huán)勻速轉動時感應電動勢：E=BL-=^-^-

22

所以定值電阻以兩端的電壓：。=4皆=華

通過定值電阻凡的電流：/=且=絲力

r8r

故B錯誤，C正確；

D.圓環(huán)轉動一周，定值電阻以產(chǎn)生的熱量：。=片"=硬辿

32r

故D錯誤。

故選C。

即時檢測

4.如圖所示，兩根等高光滑的!圓弧軌道，與cc'等高，半徑為『、間距為4,軌道電阻不計。在軌道

右側連有一阻值為尺的電阻，整個裝置處在一豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為5,現(xiàn)有一根長度

為L、電阻為R的金屬棒，在外力廠的作用下以初速度%從。屋沿軌道做勻速圓周運動至〃處，則該過程

中（）

A.金屬棒經(jīng)過最低位置仍，處時，通過金屬棒的電流方向為〃-b

B.金屬棒經(jīng)過最低位置附，處時，電路中的電流最小

jrrRB2l}vr.

C.電阻上產(chǎn)生的熱量為“°

2（火+火）

D.外力一做的功為;之；彳

【答案】C

【詳解】A.金屬棒經(jīng)過最低位置附，處時，根據(jù)右手定則，通過金屬棒的電流方向為故A錯；

B.金屬棒經(jīng)過最低位置石，處時，金屬棒垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢最大，電路中的電流最大,

故B錯；

C.金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：e=BLvosm^t

電路中的電動勢的有效值為：￡=修

V2

E27ir

則有：Q=Rt,t=一

R+R'%

八7irRB2l}v

聯(lián)立解得：°;而就（］

故C正確;

22

E7rrBl3v0

D.根據(jù)能量關系，外力尸做的功等于電路的總熱量為：%=?？?I（R+R）t=

R+R'2（A+R）

故D錯誤。

故選Co

考點精講I

考點二電磁感應中的圖像問題

一、電磁感應常見圖像問題的種類及分析方法

閉合電路

歐姆定律

串、并聯(lián)

電路知識

電功、電功率、

焦耳定律

二、電磁感應圖像類選擇題的常用解法

1.排除法：定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢（增大還是減小）、變化快慢（均勻變化還是非均勻

變化），特別是物理量的正負，排除錯誤的選項。

2.函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖像進行分析和

判斷。

考向14-t圖像

典例引領

5.如圖甲所示，N=10匝的線圈（圖中只畫了1匝），總電阻廠=10。，其兩端°、6與一個火=20。的電阻

相連，線圈內(nèi)有垂直紙面向里的磁場，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.線圈中的感應電流大小為1AB.線圈中的感應電動勢大小為3V

C.Q端電勢比b端低D.線圈中感應電流的方向為逆時針方向

【答案】A

A①6-0

【詳解】AB.根據(jù)法拉第電磁感應定律可得：En——二10x——V=30V

△t2

E

所以：/=

故A正確，B錯誤;

CD.由楞次定律可知，電源內(nèi)部線圈中電流為順時針方向，。端電勢高于6端，故CD錯誤。

故選Ao

吧性測

6.如圖甲所示，100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端/、3與一個7?=40。的電阻相連。線圈內(nèi)有垂直紙

面向里的勻強磁場，穿過線圈的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。已知線圈的電阻r=10。，則（）

A,線圈內(nèi)感應電流的方向為順時針B./點電勢比2點電勢低

C.通過電阻R的電流大小為1.0AD.0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的電能為1.0J

【答案】C

【詳解】AB.由圖可知，穿過線圈的磁通量方向向里增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈內(nèi)感應電流的方向為

逆時針，外電路中電流從/點經(jīng)電阻火流到5點，所以/點電勢比8點電勢高，故AB錯誤;

〃空=100x0-15~0-10V=50V

C.根據(jù)法拉第電磁感應定律可得，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為：E=

E

通過電阻尺的電流大小為：1=A=1.0A

R+r40+10

故c正確;

D.0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的電能等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱，則有：Q=I\R+r）t=I2x（40+10）x0.2J=10J

故D錯誤。

故選C?

考向2B-t圖像

典例引領

7.如圖甲所示，質量為機的單匝正方形金屬線框用絕緣細線懸掛于天花板上處于靜止狀態(tài)，線框平面在紙

面內(nèi)，線框的邊長為。，總電阻為凡線框的下半部分（總面積的一半）處于垂直紙面的有界磁場中，磁場

的磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化，以垂直紙面向里為正方向，線框始終不動，重力加速度為g,圖中線、

T均為已知量，下列說法正確的是（）

A.線框中電流方向始終不變B.f時刻，細線中的拉力大于加g

c.0?工時間內(nèi)，線框中的平均電動勢為%ID.線框中感應電流的電功率為上弊

2T2.RT2

【答案】D

【詳解】A.由于磁感應強度隨時間按余弦規(guī)律變化，線框中產(chǎn)生正弦式交變電流，方向周期性變化，故A

錯誤；

B.g時刻竽=0,因此感應電流為零，安培力為零，根據(jù)力的平衡，懸線的拉力：F=mg

2AZ

故B錯誤；

A5_2）4-

C.0?工時間內(nèi)：

2I

根據(jù)法拉第電磁感應定律，這段時間內(nèi)的平均感應電動勢：［=竺1/=竺陷1

\t2T

故C錯誤；

2

D.線框中電動勢的最大值：Em=B0Sco=B0-^a-^=^^

有效值：八萼

"22n24

則線框中感應電流的電功率：P展②

故D正確。

故選Do

即典性測

8.如圖甲所示，單匝矩形線圈“灰力垂直固定在勻強磁場中，規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向，

磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。以向下方向為安培力正方向，下列關于6c段導線受到的安培力

尸隨時間變化的圖像正確的是（）

【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應定律有：￡=寧=f6

結合歐姆定律可知：/=4=學金

RNtR

北段導線受到的安培力：F=BIL=B--^

\tR

B-t圖像的斜率即為?，由此可知0~3s內(nèi)感應電流大小不變，根據(jù)楞次定律可判斷電流方向為順時針方向,

At

由左手定則可判斷出6c段導線受到的安培力則先向下后向上，大小則先減小后增大；同理3~6s內(nèi)，電流方

向為逆時針方向，兒段導線受到的安培力則先向下后向上，大小則先減小后增大。

故選A。

考向3i-t圖像

典例引領

9.如圖所示，空間有一個邊長為"的等邊三角形勻強磁場區(qū)域，現(xiàn)有一個底邊長為L的直角三角形金屬

線框，電阻為上高度與磁場區(qū)域相等，金屬線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域的過程中，規(guī)定逆時針方向的

電流為正，則下列關于線框中感應電流i隨位移x變化的圖線正確的是（開始時線框右端點與磁場區(qū)域左端

點重合）（）

【詳解】0<xVL時，穿過線框的磁通量垂宜紙面向里增大，由楞次定律可知，線框中感應電流沿逆時針方

向為正，設線框有效切割長度為/,則由幾何關系有：/=±tan60。

22

由法拉第電磁感應定律有：E=Blv^—Bvx

2

由閉合電路歐姆定律知：i=￡=

R2R

^3BLv

當x=￡時：i=i=

Q2R

時，穿過線框的磁通量垂直紙面向里增大，由楞次定律可知，線框中感應電流沿逆時針方向為正,

由幾何關系可得

/=^tan60°-(x-L)tan60°=百￡一-—x

E=Blv=43BLV--Bvx

2

ECBLv用BV

I=—=--------------------X

RR2R

當工=2￡時，i=0；2￡<xW3￡時，穿過線框的磁通量垂直紙面向里減小，由楞次定律可知，線框中感應

電流沿順時針方向為負，當斜邊剛出磁場時

B(Ltan60°)v乖fBLv

1=-----=一'i

之后，由幾何關系可得

I=(3Z-x)tan60°=-y/3x

E=Blv=^BLv-y/3Bvx

.E3^BLv

i=—=--------------------x

RRR

當x=3￡時，i=0,B圖符合題意。

故選Bo

即時檢測

10.如圖所示，半徑為R的半圓形閉合金屬線框可繞圓心O在紙面內(nèi)逆時針勻速轉動，過O點的邊界上方

存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為5。初始時線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電

阻為「，線框勻速轉動的角速度為。，從圖示位置開始計時，以順時針為感應電流的正方向，下列關于線圈

中的感應電流，隨時間。的變化關系正確的是()

,唔

【答案】D

【詳解】如圖所示

在。?S時間內(nèi)，穿過線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應電流方向為順時針方向

（正方向），線圈切割磁感線的有效長度為：L=2Rsin6=2Rsinot

則線圈轉動切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：e=；BZ?a）=2BR%sin?=BR%（1-cos2硝

線圈中的感應電流為：i=f=g&@（l-cos2初）

rr

TTTT

在^時間內(nèi)，整個線圈都在磁場中，線圈的感應電流為0；

2CD（O

在工TT?好'n時間內(nèi)，穿過線圈的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應電流方向為逆時針方向

CD2。

（負方向），線圈切割磁感線的有效長度為：2=2尺sin（初一萬）

則線圈轉動切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為

e==-57?2G[1—cos2(①t-TT)j

線圈中的感應電流為

2

,eBR①「1"、iBR2（D八八、

z=—=------11-cos-7i）\=-------（1-cos2cot）

rrr

在3在77~烏27r時間內(nèi)，整個線圈都在磁場外，線圈的感應電流為0。

2co①

故選D。

考向4E-t圖像

典例引領

11.如圖所示，兩個有界勻強磁場的磁感應強度大小均為8,方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為

L.距磁場區(qū)域的左側工處，有一邊長為乙的正方形導體線框，總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直。

現(xiàn)用水平外力尸使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點。規(guī)定：電流沿逆時針方向時

電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量①為正，水平外力尸向右為正。則下列關于線框中的感應電

動勢E、所受外力F消耗的電功率尸和通過線框的磁通量①隨時間變化的圖象正確的是（）

XXX

BB

XXX

XXX

XXX

XXX

XXX

XXX

XXX

.L、L

E

【答案】B

【詳解】D.進入磁場時磁通量隨時間變化為：

完全進入左邊磁場后再運動0.5工時磁通量減為零，再運動0.5L磁通量變?yōu)榉聪虻囊虼酥虚g圖像斜率

是兩端的2倍，故D錯誤；

A.進入磁場時感應電動勢：E,=BLv

而運動到兩磁場交接處時感應電動勢：E2=2BLV

故A錯誤；

BC.根據(jù)尸=8〃運動到兩個磁場交接處時，回路中的電動勢為剛進入磁場時的2倍，電流為剛進入磁場時

的2倍，并且在兩個磁場交接處時，左右兩邊都受到向左的安培力，因此在中間時，安培力是在兩端時的4

倍，根據(jù)尸=2，則在中間安培力的功率也是兩端的4倍，故C錯誤，B正確。

故選Bo

即B建造

12.如圖所示，兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應強度的大小分別為8、25,磁場方向分別為垂直紙

面向外、向里，兩磁場邊界均與％軸垂直且寬度均為A,在y軸方向足夠長。現(xiàn)有一邊長為正乙的正方形

2

導線框，從圖示位置開始，在外力產(chǎn)的作用下沿X軸正方向勻速穿過磁場區(qū)域，在運動過程中，對角線而

始終與X軸平行。線框中感應電動勢的大小為E、線框所受安培力的大小為下列關于￡、七隨線框向

【詳解】AB.線框右半部分進入左邊磁場過程，在0~《過程中，有效切割長度在隨位移均勻增大，線圈在

。位置有效切割長度達到最大乙電動勢達到最大值為瓦，在:乜過程中，左半部分也進入左邊磁場，有

效切割長度隨位移均勻減小，到工位置時有效切割長度減小到零，電動勢減小到零；在右莖過程中，線框

右半部分進入右方磁場，左半部分在左方磁場，兩部分切割磁感線的有效切割長度都在增大，當?shù)竭_號位

置時，有效切割長度都達到最大值乙由楞次定律知兩磁場中兩部分感應電流（電動勢）對線圈來說方向相

同，都為逆時針方向，故總電動勢為3瓦，故A錯誤，B正確；

CD.設線圈有效切割長度為/,本題中也是各階段計算安培力的等效長度，線圈受到的安培力大小

B2l2v

F『BIl=

R

由于等效長度/在隨位移變化，成線性關系，所以安培力與位移不成線性關系，故CD錯誤。

故選Bo

考向5U-t圖像

典例引領

13.如圖所示，間距為工的水平邊界“N、尸0之間存在垂直紙面向外的勻強磁場，一正方形線框位于磁場

區(qū)域上方某一高度，線框的邊長為工、邊的電阻是加邊電阻的2倍，ad近、兒邊的電阻不計。若線框

由靜止釋放，上0時刻de邊進入磁場，一段時間后成邊進入磁場并勻速穿過磁場，整個線框通過磁場區(qū)域

的過程中，成邊與公邊保持水平，則下列關于a、b兩點之間電勢差”6隨時間f變化的圖像肯定錯誤的是

()

M--------------------N

.........................B*

【答案】A

【詳解】設de邊的電阻是r,仍邊的電阻是2%由于下落高度不確定，de邊進入磁場后，線框可能做勻速

直線運動、加速度減小的加速直線運動或加速度減小的減速直線運動。de邊進入磁場時電動勢

E=BLva、b兩點之間的電勢差

丁,2r=：E加邊出磁場后當線框的加速度為。后，線框做勻速運動，a、6兩點之間的電勢差

3r3

則BCD正確，A錯誤。

此題選擇錯誤的，故選A。

即時檢測

14.有邊長為。的正方形均勻銅線框仍cd,在銅線框的右側有一邊界為等腰直角三角形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有

垂直紙面向里的勻強磁場，兩直角邊的邊長也為“，且磁場的下邊界與線框的〃邊處于同一水平面上，現(xiàn)

線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場左邊界的方向穿過磁場區(qū)域，如右圖所示。設湖剛進入磁場為f=0時刻,

則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，間的電勢差七》隨時間f變化的圖線是下圖中的（）

【詳解】當成邊剛進入時

E=Bav

“33Bav

Uba=Ix-R=-=-Uab

電流方向為逆時針方向，所以6點電勢高于。電勢，成邊穿過磁場過程，切割磁場的有效長度均勻減少,

故附間的電勢差均勻減少;

當cd邊剛進入時，電流方向順時針，仍是6點電勢高于。電勢

Um=IR=*-U.b

隨后間的電勢差也是均勻減少，故D正確。

故選Do

IN.好地沖關，

基礎過關

15.如圖所示，直角三角形金屬框a6c電阻為R,ab邊長為L,be邊長為6L。金屬框繞邊以角速度。

逆時針轉動，空間中存在磁感應強度大小為2的勻強磁場。下列說法正確的是（）

I

A.若磁場方向平行湖邊向上，金屬框中沒有感應電流，6c間電勢差也為0

B.若磁場方向垂直紙面向里，圖示時刻金屬框中的感應電流最大

C.若磁場方向垂直紙面向里，從圖示時刻開始至金屬框轉過90。的過程中，流經(jīng)金屬框的電量為

R

D.若磁場方向垂直紙面向里，從圖示時刻開始至金屬框轉過180。的過程中，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為

3萬爐

【答案】D

【詳解】A.磁場方向平行仍邊向上時，金屬框磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流，但比邊切割磁感線，有感

應電動勢，加電勢差不為0,A錯誤；

B.若磁場方向垂直紙面向里，金屬框轉動產(chǎn)生正弦式交變電流，圖示時刻感應電流為0,B錯誤；

C.從圖示時刻開始至金屬框轉過90。的過程有

LE=△-①-

At

R

At

解得

C錯誤;

D.從圖示時刻開始至金屬框轉過180。的過程中，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱由

Q=I2Rt

BSo）

「T面

聯(lián)立解得

八3萬丘。

8A

故D正確。

故選D。

16.如圖所示，必為固定在水平面上的半徑為/、圓心為。的金屬半圓弧導軌，間用導線連接一電阻

金屬棒一端固定在。點，另一端尸繞過。點的軸，在水平面內(nèi)以角速度為。逆時針勻速轉動，該過程

棒與圓弧良好接觸。整個空間分布著豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為8,已知金屬棒由同種材料制成且

粗細均勻，棒長為2/、總電阻為2r,M阻值為r,其余電阻忽略不計。當棒轉到圖中所示的位置時，棒與

圓弧的接觸處記為。點，則（）

A.通過M的電流方向為Of。B.通過/的電流大小為絲V

6r

C.。。兩點間電壓為史烏D.尸。兩點間電壓為現(xiàn)4

22

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)右手定則可知金屬棒。端為負極，。端為正極，則M的電流方向從。玲O,A錯誤;

B.金屬棒轉動產(chǎn)生的電動勢為

E=BI-—

2

根據(jù)歐姆定律有

,EBl2a>

1=----=-------

R總4r

B錯誤；

C.由于其余電阻忽略不計，則兩點間電壓，即電阻新的電壓，根據(jù)歐姆定律有

Bl%

TTUT=ir=-----

4

C錯誤；

D.金屬棒尸。轉動產(chǎn)生的電動勢為

/_皮3+23_3Bl~a)

~-2-2

由于P。沒有連接閉合回路，則PQ兩點間電壓，即金屬棒尸。轉動產(chǎn)生的電動勢，D正確。

故選D?

17.半徑分別為r和4r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi)，一根長為3人電阻為R的均勻金屬棒置

于圓導軌上，的延長線通過圓導軌中心。，在兩導軌之間接阻值分別為凡=R、&=3火的兩定值電阻,

裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于勻強磁場中，磁感應強度的大小為8,方向豎直向下。金屬棒在水平

外力作用下以角速度。繞圓心。順時針勻速轉動，在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸，不跟電阻相碰,

導軌電阻忽略不計。下列說法正確的是()

9

A.金屬棒中電流從N流向MB.金屬棒轉動產(chǎn)生的電動勢為

C.電阻用中電流為空貯D.水平外力做功的功率為22理「2/

5R1R

【答案】D

【詳解】A.磁感應強度方向豎直向下,導體棒順時針勻速轉動，由右手定則可知，金屬棒中電流從用■流向

N,A錯誤；

B.由電磁感應定律公式￡=可得金屬棒轉動產(chǎn)生的電動勢為

E^-B(4rVco--Br2(D=—Bco2

2v722r

C.由閉合電路歐姆定律，可得電路中的電流為

15口2

[_E_彳府_30B0產(chǎn)

、外+尺內(nèi)=遨不7=7R

禺+&內(nèi)

電阻用中電流為

3,3308。/453。/

—1=—X----------=-----------

4477?14R

C錯誤;

D.由能量守恒定律，可得水平外力做功的功率為

225爐療/

P=ETB”上貯

21RTR

D正確。

故選Do

18.如圖，有一正方形線框，質量為加，電阻為凡邊長為/,靜止懸掛著，一個三角形磁場垂直于線框所

在平面，磁場方向垂直紙面向里，且線框中磁場面積為線框面積的一半，磁感應強度變化規(guī)律為5=股伍＞0）,

已知重力加速度為g,則（）

///////“/////

A.線框保持靜止時，線框中的電流為順時針方向

B.從r=0時刻至線框開始運動，線框中的感應電動勢大小為肥

C.線框開始運動的時刻為

D.從f=0時刻至線框開始運動這段時間，線框產(chǎn)生的熱量為0=

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)磁場變化規(guī)律可知，磁感應強度增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線框中

的電流為逆時針方向，故A錯誤：

B.從y0時刻至線框開始運動，線框中的感應電動勢大小為

△①AB121,,2

E-----------=——X—/=—kl

NtNt22

故B錯誤；

C.設線框開始運動時刻為J線框開始運動時有

BIl=mg

又

E

I——,B=kt。

R

解得

2mgR

r'=~k^~

故C錯誤；

D.從f=0時刻至線框開始運動這段時間，線框產(chǎn)生的熱量為

,1

。=/叫=~mgl

故D正確。

故選D。

19.將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在紙面內(nèi)，回路的詔邊置于垂直紙面向里的勻強磁場I

中?；芈返膱A環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場E,以垂直紙面向里為磁場II的正方向，其磁感應強度8隨時間。

變化的圖像如圖乙所示。用尸表示必邊受到的安培力，以水平向右為尸的正方向，能正確反映尸隨時間t

變化的圖像是（）

【詳解】CD.根據(jù)法拉第電磁感應定律有

廠A0

E=n----=nS—

加X

結合圖乙，由于在相鄰的;周期的時間間隔之內(nèi)，磁感應強度與時間均成線性關系，可知磁感應強度的變

化率大小為定值，即圓環(huán)中的感應電動勢大小一定，可知回路中感應電流大小一定，則而邊所受安培力大

小也一定，故CD錯誤；

AB.在o~Jr時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的原磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度減小，根據(jù)楞次定律可知感應電

4

流的方向為順時針方向，根據(jù)左手定則，湖邊所受安培力方向水平向左，即尸為負值，同理可以判定，在

1I13

—T?一7時間內(nèi)，/邊所受安培力方向水平向左，即尸為負值，在一7?巳7時間內(nèi)，湖邊所受安培力方

4224

3

向水平向右，即B為正值，在了7~7時間內(nèi)，湖邊所受安培力方向水平向右，即R為正值，結合上述可

4

以確定，第二個選項符合要求，故A錯誤，B正確。

故選Bo

20.在如圖甲所示的電路中，電阻凡=凡%=27?,單匝、圓形金屬線圈的半徑為外，電阻為R,半徑為弓

（々＜4,圓心與線圈圓心重合）的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度8隨時間

t變化的關系圖線如圖乙所示（穌、均已知），其余導線的電阻不計。f=0時刻閉合開關S,下列說法正確

的是（）

A.流過電阻片的電流方向自下向上

B.電阻用兩端的電壓為二產(chǎn)

c.o~f。時間內(nèi)，通過電阻&電荷量為"”

2R

兀2/爐

D.0?%時間內(nèi)，電阻&上產(chǎn)生的焦耳熱為得■人

【答案】D

【詳解】A.由題圖乙可知磁感應強度增大，根據(jù)楞次定律可判斷出線圈中感應電流方向為逆時針，則通過

電阻用的電流方向為自上向下，故A錯誤；

B.根據(jù)法拉第電磁感應定律有

廠

EN=B--S---

At

其中

O2曲2B0-BQBQ

3=兀弓,=-----------=——

4%%

解得

E=*線

“0

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電阻K兩端的電壓

u=___&___EJ^B。

R[+R,+R4fo

故B錯誤；

C.根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電路的電流為

j_E_兀44

7?i+R,+R4t°R

根據(jù)電流的定義式，在。~2時間內(nèi)通過電阻凡的電荷量

叫穌

q=〃o

4R

故C錯誤;

D.根據(jù)焦耳定律，在。~%時間內(nèi)，電阻凡上產(chǎn)生的焦耳熱為

舟2,身

。2=廣2名=

8Mo

故D正確。

故選D。

21.如圖1所示，矩形導線框abed固定在變化的磁場中，線框平面與磁場垂直。線框中產(chǎn)生的感應電流如

圖2所示（規(guī)定電流沿Med為正）。若規(guī)定垂直紙面向里為磁場正方向，能夠產(chǎn)生如圖所示的電流的磁場為

()

八I

【答案】c

【詳解】AB.根據(jù)法拉第電磁感應定律，有

可知恒定的磁場不能產(chǎn)生電動勢，不會有電流產(chǎn)生，AB錯誤；

C.根據(jù)楞次定律，可知垂直紙面向外的磁場增強，線圈會產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，即產(chǎn)生abed方向的電

流，又因為磁場均勻變化，所以產(chǎn)生恒定的電動勢，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有

R

所以線圈中產(chǎn)生恒定的電流，同理，磁場均勻減弱時，線圈中產(chǎn)生de加的電流，C正確；

D.當垂直紙面向里的磁場增強時，根據(jù)楞次定律，可知線圈中會產(chǎn)生公物的電流，形成垂直紙面向外的磁

場，D錯誤。

故選Co

22.如圖甲所示，同心放置的兩個圓環(huán)a、b,是由同一根導線裁制而成的，半徑分別為r和2人過圓環(huán)直

徑的虛線為磁場邊界，在虛線的右側存在一個足夠大的勻強磁場。f=0