五年高考物理题荟萃_电磁感应

1、第十二章第十二章 电磁感应电磁感应一、选择题一、选择题1.1.0909上海物理上海物理1313如图，金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B，磁场方向垂直导轨平面向下，在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始向右运动后，圆环L 有_填收缩、扩张趋势，圆环内产生的感应电流_填变大、变小、不变 。2.2.0909上海上海99信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数 1 或 0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以

2、某一速度拉过信用 卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压如图 1 所示 。当信用卡磁条按图 2 所示方向以该速度拉过阅读检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的选项是 ( )3.3.0909山东山东2121如下图，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径CD 始络与 MN 垂直。从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止，以下结论正确的选项是 A感应电流方向不变 BCD 段直线始终不受安培力C感应电动势最大值 EBav D感应电动势平均值14EBav4.4.

3、0909重庆重庆2020题 20 图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动， O是线圈中心 ，那么 A从 X 到 O，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小B从 X 到 O，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大C从 O 到 Y，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大D从 O 到 Y，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小5.5.0909福建福建1818如下图，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为

4、R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。一质量为 m质量分布均匀的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离 L 时，速度恰好到达最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直 。设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g。那么此过程 A、杆的速度最大值为 B、流过电阻 R 的电量为6.6.0909浙江浙江1717如下图，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O

5、点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。那么线框中感应电流的方向是 Aadcba BdabcdC先是dabcd，后是adcbaD先是adcba，后是dabcd7.7.0909海南物理海南物理44一长直铁芯上绕有一固定线圈 M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环 N，N 可在木质圆柱上无摩擦移动。M 连接在如下图的电路中，其中 R 为滑线变阻器，1E和2E为直流电源，S 为单刀双掷开关。以下情况中，可观测到 N 向左运动的是 A在 S 断开的情况下， S 向 a 闭合的瞬间B在 S 断开的情况下，S

6、 向 b 闭合的瞬间C在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 c 端移动时D在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 d 端移动时二、非选择题二、非选择题8.8.0909全国卷全国卷2424)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率Bkt，k 为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求1导线中感应电流的大小；2磁场对方框作用力的大小随时间的变化。解析解析：此题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势kltsBt221/在线框产生的感应电流,RIslR4, 联立得8klsI

7、(2)导线框所受磁场力的大小为BIlF ,它随时间的变化率为tBIltF,由以上式联立可得822slktF。9.9.0909北京北京2323 18 分单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量以下简称流量 。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体如自来水、啤酒等流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两局部组成。传感器的结构如下图，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c,a,c 间的距离等于测量管内径 D，测量管的轴线与 a、c 的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极 a、c 的间出现感应电动势 E，并

8、通过与电极连接的仪表显示出液体流量 Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为 B。1330.40 ,205 10,0.12 /Dm BT Qs，设液体在测量管内各处流速相同，试求 E 的大小去 3.02一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；3显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为.R a、c 间导电液体的电阻 r 随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以 E、R。r 为参量，给

9、出电极 a、c 间输出电压 U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。解析：解析：1导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极 a、c 间切割感应线的液柱长度为 D， 设液体的流速为 v，那么产生的感应电动势为E=BDv 由流量的定义，有 Q=Sv=vD42 式联立解得 DBQDQBDE442代入数据得 VVE33100 . 14 . 0312. 0105 . 242能使仪表显示的流量变为正值的方法简便，合理即可，如：改变通电线圈中电流的方向，使磁场 B 反向，或将传感器输出端对调接入显示仪表。3传感器的显示仪表构成闭合电路，有闭合电路欧姆定律 rRE

10、I)/(RrIErRREIRU 输入显示仪表是 a、c 间的电压 U，流量示数和 U 一一对应， E 与液体电阻率无关，而 r 随电阻率的变化而变化，由式可看出， r 变化相应的 U 也随之变化。在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随 a、c间的电压 U 的变化而变化，增大 R，使 Rr，那么 UE,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。10.10.0909上海物理上海物理2424 14 分如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为 l，左侧接一阻值为 R 的电阻。区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为 s。一质量为 m，电阻为

11、r的金属棒 MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到 Fv0.4N v 为金属棒运动速度的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。 l1m，m1kg，R，r，s1m1分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；2求磁感应强度 B 的大小；3假设撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 vv0 x， 且棒在运动到 ef 处时恰好静B2l2mRr止，那么外力 F 作用的时间为多少？4假设在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。解析：解析：1金属棒做匀加速运动， R 两端电压 UIv，U 随时间均匀增大，即

12、v 随时间均匀增大，加速度为恒量；2Fma，以 FvB2l2vRr代入得0.5v0.4aB2l2Rra 与 v 无关，所以 a/s2， 0.50 得 B0.5T B2l2Rr3x1 at2，v0 x2at，x1x2s，所以 at2ats12B2l2mRr12mRrB2l2t2t10，t1s，4可能图线如下：11.11.0909广东物理广东物理181815 分如图 18a所示，一个电阻值为 R ，匝数为 n 的圆形金属线与阻值为 2R 的电阻 R1连结成闭合回路。线圈的半径为 r1 . 在线圈中半径为 r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图

13、 18b所示。图线与横、纵轴的截距分别为 t0和 B0 . 导线的电阻不计。求 0 至 t1时间内1通过电阻 R1上的电流大小和方向；2通过电阻 R1上的电量 q 及电阻 R1上产生的热量。解析解析：由图象分析可知，0 至1t时间内 00BBtt由法拉第电磁感应定律有 BEnnstt而22sr由闭合电路欧姆定律有11EIRR联立以上各式解得：通过电阻1R上的电流大小为202103nBrIRt 由楞次定律可判断通过电阻1R上的电流方向为从 b 到 a通过电阻1R上的电量20211 103nBr tqI tRt 通过电阻1R上产生的热量2224202111 12029n Br tQI R tRt2

142021 年高考试题分类汇编：年高考试题分类汇编：电磁感应电磁感应一、选择题一、选择题1.1.0808全国全国2020矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度 B 随时间变化的规律如下图.假设规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向，以下各图中正确的选项是 ( )2.2.0808全国全国2121如图，一个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为 l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线 ab 与导线框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线框在 t=0 时，

15、 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿 ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域以 i 表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正以下表示 i-t 关系的图示中，可能正确的选项是( ) 3.3.0808四川四川1717在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为 。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面 ( )A维持不动 B将向使 减小的方向转动C将向使 增大的方向转动 D将转动，因不知磁场方向，不能确定 会增大还是会减小4.4.0808江苏江苏88如下图的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L

16、1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时，以下判断正确的有 A.a先变亮，然后逐渐变暗 B.b先变亮，然后逐渐变暗C.c先变亮，然后逐渐变暗 D.b、c都逐渐变暗5.5.0808海南海南11法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学与“磁学联系起来在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否认的是 A既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体外表感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C既然运动

17、的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流6.6.0808海南海南1010一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心假设仅考虑地磁场的影响，那么当航天飞机位于赤道上空 A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下abB由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势7.7.0808重庆重庆1

18、818如下图，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时，假设线圈始终不动，那么关于线圈受到的支持力 FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 A.FN先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左B.FN先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左C.FN先大于 mg 后大于 mg,运动趋势向右D.FN先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向右8.8.0808上海上海66老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是 A.磁铁插

19、向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D. 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动9.9.0808宁夏宁夏1616如下图，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻 R 和 r，导体棒 PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，以下说法正确的选项是 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 b 到 aR 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 b 到 aR 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 a 到 bR 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 a 到 b10

20、.10.0808山东山东2222两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 L ，底端接阻值为 R 的电阻。将质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，如下图。除电阻 R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放那么( )A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度 gB金属棒向下运动时，流过电阻 R 的电流方向为 abC金属棒的速度为 v 时所受的安培力大小为 F =D电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少二、非选择题二、非选择题NSRCab11.11.0808上海上海1010如下图，平行于 y 轴的导体棒以

21、速度 v 向右匀速直线运动，经过半径为 R、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势与导体棒位置 x 关系的图像是( )12.12.0707宁夏理综宁夏理综2020电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如下图，现使磁铁开始自由下落，在 N 极接近线圈上端的过程中，流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A从 a 到 b，上极板带正电 B从 a 到 b，下极板带正电C从 b 到 a，上极板带正电 D从 b 到 a，下极板带正电14.14.0707山东理综山东理综2121用相同导线绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导体线框，

22、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如下图。在每个线框进入磁场的过程中，M、z 两点间的电压分别为 Ua、Ub、Uc和 Ud。以下判断正确的选项是 ( )AUaUbUcUd BUaUbUdUc CUaUbUcUd DUbUaUdUc15.15.0707上海上海77取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图a所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 B，假设将另一根长导线对折后绕成如图b所I示的螺线管，并通以电流强度也为的电流时，那么在螺线管内中部I的磁感应强度大小为 ( )B CB D2 B16.16.0606陕西陕西1111如图，在匀强磁场中固定放置

23、一根串接一电阻 R 的直角形金属导轨 aob(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨 c、d 分别平行于 oa、ob 放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：以速度 v 移动 d,使它与 ob 的距离增大一倍;再以速率 v 移动 c,使它与 oa 的距离减小一半；然后，再以速率 2v 移动 c,使它回到原处；最后以速率 2v 移动 d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻 R 的电量的大小依次为 Q1、Q2、Q3和 Q4,那么( )A.Q1=Q2=Q3=Q4 B.Q1=Q2=2Q3=2Q4 C.2Q1=2Q2=Q3=Q4 D.Q1Q2=Q3Q417

24、.17.0606北京北京2020如下图，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界 d 点垂直于磁场方向射入，ab沿曲线 dpa 打到屏 MN 上的 a 点，通过 pa 段用时为假设该微粒经过 P 点时，与一个静止的不带电微粒碰撞at并结合为一个新微粒，最终打到屏 MN 上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的 ( )A、轨迹为 pb,至屏幕的时间将小于 tB、轨迹为 pc,至屏幕的时间将大于 tC、轨迹为 pb，至屏幕的时间将等于 tD、轨迹为 pa，至屏幕的时间将大于 t18.18.0606四川四川1717如下图，接有灯泡 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触

25、l并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中 O 位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。假设两导轨的电阻不计，那么( )O 到 P 的过程中，电路中电流变大P 到 Q 的过程中，电路中电流一直变大O 处时，电路中电流方向将发生改变O 处时，电路中电流最大19.19.0606天津天津2020在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图 1 所示，当磁场的磁感应强度 B 随时间 如图 2t变化时，图 3 中正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是 20.20.0606江苏江苏1919关于多用电表的使用，以

26、下说法中正确的选项是 A用电流挡测电流或用电压挡测电压前,必须检查机械零点 B用电阻挡测电阻前,不需要检查机械零点C用电阻挡测电阻时，假设从一个倍率变换到另一个倍率，不需要重新检查欧姆零点D用电阻挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大21.21.0505广东广东66如下图，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面上，导轨上横放着两根相同的导体棒 ab、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为 R，回路上其余局部的电阻不计，在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后

27、，导体棒在运动过程中 ( ) 回路中有感应电动势 两根导体棒所受安培力的方向相同两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒22.22.0505广东广东2626在物理学的开展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学奉献的表达中，不正确的说法是 A.库仑发现了电流的磁效应 B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律 D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的根底23.23.0505辽宁辽宁77如下图，两根相距为的平行直导轨 ab、cd、b、d 间连有一固定电阻 R，导轨电阻

28、可忽略不计。MN 为放在 ab 和 cd 上的一导体杆，与 ab 垂直，其电阻也为 R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面指向图中纸面内 。现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度 v如图做匀速运动。令 U 表示 MN 两端电压的大小，那么 A流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d,21vBlU B流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b,21vBlU C流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d,vBlU D流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b,vBlU 24.24.0505全国全国1919图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为 l，

29、磁场方向垂直纸面向里。abcd 是位于纸面内的梯形线圈， ad 与 bc 间的距离也为 l。t=0 时刻，bc 边与磁场区域边界重合如图 。现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿 abcda 的感应电流为正，那么在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是 acbd25.25.0505全国全国 理综理综1616如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下。当磁铁向下运动时但未插入线圈内部( )A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C. 线圈

30、中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥二、非选择题二、非选择题1.1.0808全国全国2424 19 分如图，一直导体棒质量为 m、长为 l、电阻为 r，其两端放在位于水平面内间距也为 l 的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻图中未画出 ；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度 v0。在棒的运动速度由 v0减小至 v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度 I 保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。假设不计导轨

31、电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。解析：导体棒所受的安培力为：F=BIl 3 分由题意可知，该力的大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从 v0减小到 v1的过程中，平均速度为： 3 分)(2110vvv当棒的速度为 v 时，感应电动势的大小为：E=Blv 3 分棒中的平均感应电动势为： 2 分vBlE 综合式可得： 2 分1021vvBlE导体棒中消耗的热功率为： 2 分rIP21负载电阻上消耗的热功率为： 2 分12PIEP由以上三式可得： 2 分rIvvBlP2102212.082.08北京北京2222 16 分均匀导线制成的单位正方形闭合线框 ab

32、cd，每边长为 L，总电阻为 R，总质量为m。将其置于磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处，如下图。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 cd 边始终与水平的磁场边界平行。当 cd 边刚进入磁场时，1求线框中产生的感应电动势大小;2求 cd 两点间的电势差大小;3假设此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h 所应满足的条件。SN解析：1cd 边刚进入磁场时，线框速度 v=2gh线框中产生的感应电动势 E=BLvBL2gh(2)此时线框中电流 I= cd 两点间的电势差 U=I()=ER34R324Blgh(3)安培力 F=BIL=222B LghR根据牛顿第二定律 mg-

33、F=ma,由 a=0 解得下落高度满足 h=22442m gRB L3.3.0808天津天津2525 (22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的

34、变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v(vV，所以在时间内MN边扫过磁场的面积t 0s=(v)v l t 在此时间内，MN边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化t 00()MNB l vvt 同理，该时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化t 00()PQB l vvt 故在内金属框所围面积的磁通量变化 tPQMN 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小 Et根据闭合电路欧姆定律有 EIR根据安培力公式，MN边所受的安培力 0MNFB IlPQ边所受的安培力 0PQFB Il根据左手定那么，MN、PQ边所受的安培力方

35、向相同，此时列车驱动力的大小 02MNPQFFFB Il联立解得 2 2004()B lvvFR4.4.0808江苏江苏1515 (16分)如下图，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为，导轨光滑且电阻忽略不计场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直 (设重力加速度为g)(1)假设a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能Ek(2)假设a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b 又恰好进

36、入第2个磁场区域且ab在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率v解析：解析：(1) a 和 b 不受安培力作用，由机械能守恒定律知，sin1mgdEk(2) 设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为 v1刚离开无磁场区域时的速度为 v2，由能量守恒知：在磁场区域中，sin212112221mgdmvQmv在无磁场区域中，sin212122122mgdmvQmv解得sin)(21ddmgQ(3) 在无磁场区域：根据匀变速直线运动规律sin12gtvv且平均速度tdvv2122有磁

37、场区域：棒 a 受到的合力BIlmgFsin感应电动势Blv感应电流RI2解得vRlBmgF2sin22根据牛顿第二定律，在 t 到 t+t 时间内tmFv那么有tmRvlBgv2sin22解得122212sindmRlBgtvv【高考考点高考考点】电磁感应和能量关系【易错提醒易错提醒】第2小问的题目比拟长，不容易看懂，要耐心审题【备考提示备考提示】电磁感应和能量关系运动是整个物理学的核心，在每年的压轴题经常会出现。通常有多个问，一般第1小问不难，后面的几问比拟难，但不要放弃，要有分部得分意识，因此在复习中要培养学生分析物理问题的能力和分部得分意识。5.5.0808上海上海2424 14 分如

38、下图，竖直平面内有一半径为 r、内阻为 R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N 处与相距为 2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、NF 相接，EF 之间接有电阻 R2，R112R，R24R。在MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场 I 和 II，磁感应强度大小均为 B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点 A 处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。导体棒 ab 下落 r/2 时的速度大小为 v1，下落到 MN 处的速度大小为 v2。1求导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时的加速度大小。2假设导体棒 ab 进

39、入磁场 II 后棒中电流大小始终不变，求磁场 I 和 II 之间的距离 h 和 R2上的电功率 P2。3假设将磁场 II 的 CD 边界略微下移，导体棒 ab 刚进入磁场 II 时速度大小为 v3，要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为 a，求所加外力 F 随时间变化的关系式。解析：1以导体棒为研究对象，棒在磁场 I 中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒 ab 从 A 下落r/2 时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得: mgBILma，式中 lr3 式中4R1BlvIR总844844RRRRRRR总（）（）由以上各式可得到22134B r va

40、gmR= 2当导体棒 ab 通过磁场 II 时，假设安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即222422ttBrvB r vmgBIrBrRR并并式中 解得1243124RRRRRR并2222344tmgRmgRvB rB r并导体棒从 MN 到 CD 做加速度为 g 的匀加速直线运动，有 得2222tvvgh2222449322vm grhB rg此时导体棒重力的功率为 222234Gtm g RPmgvB r根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即 所以，12GPPPP电222234m g RB r234GPP2222916m g RB r3设导体棒 ab 进

41、入磁场 II 后经过时间 t 的速度大小为，此时安培力大小为 tv2243tB r vFR 由于导体棒 ab 做匀加速直线运动，有3tvvat 根据牛顿第二定律，有:FmgFma 即2234()3B rvatFmgmaR由以上各式解得: 22222233444()()333B r vB rB r aFatvm gatmamgRRR6.6.0808广东广东1818 17 分如图a所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=导轨左端连接R0.6的电阻，区域 abcd 内存在垂直于导轨平面B=0.6T 的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2 m细金属棒 A1和 A2用长为 2D=的轻质绝缘杆连接，放置在导轨

42、平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3 ,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度r=1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒 A1进入磁场t=0到 A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图b中画出解析：解析：0t1A1产生的感应电动势：VBDvE18. 00 . 13 . 06 . 0电阻 R 与 A2并联阻值：2 . 0rRrRR并所以电阻 R 两端电压072. 018. 03 . 02 . 02 . 0ErRRU并并通过电阻 R 的电流：ARUI12. 06 . 0072. 01t1t2 E=0, I2=0t2t3 同理：I3=7.7.(07(0

43、7广东广东18)18)17 分如图a所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距 L，距左端 L 处的中间一段被弯成半径为 H 的 1/4 圆弧，导轨左右两段处于高度相差 H 的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场 B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场 B(t)，如图b所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端放置一质量为 m 的金属棒 ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间 t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为 R，导轨电阻不计，重力加速度为 g。2金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？求 0 到 t0时间内，回路中感

44、应电流产生的焦耳热量。3讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场 B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。解析：感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。0t0时间内，设回路中感应电动势大小为 E0，感应电流为，感应电流产生的焦耳热量为 Q，由法拉第电I磁感应定律： 0020tBLtE根据闭合电路的欧姆定律： REI0由焦耳定律及有： 解得：RtBLRtIQ0204024200L BQt R设金属棒进入磁场 B0一瞬间的速度变，金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守恒： 0v221mvmgH 在很短的时间内，根据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场 B

45、0瞬间的感应电动势为 E，那么： t tE vtx )(20tBLxLB由闭合电路欧姆定律及，解得感应电流 002tLgHRLBI根据讨论：.当时，0；02tLgH I.当时，方向为；02tLgH 002tLgHRLBIab .当时，方向为。02tLgH gHtLRLBI200ba 8.8.(07(07江苏江苏2121) )16 分如下图，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度 B1 T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为 dm，现有一边长 l0.2 m、质量 m0.1 kg、电阻 R0.1 的正方形线框 MNOP 以 v07 m/s 的初速

46、从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：线框 MN 边刚进入磁场时受到安培力的大小 F；线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热 Q3线框能穿过的完整条形磁场区域的个数 n。解析：线框 MN 边刚进入磁场区域时有： 02.8 NBlvFBlIBlR 设线框竖直下落时，线框下落了 H 速度为 vHdddddddP MONv0由能量守恒定律得：220H1122mgHmvQmv由自由落体规律得： 解得 2H2vgH2012.45 J2Qmv解法一：解法一：只有在线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，线框局部进入磁场区域 x 时有：2 2BlvB lFBlIBlvRR在 tt+t 时间内，由

47、动量定理Ftmv求和 解得2 22 20B lB lv txmvRR 2 20B lxmvR穿过条形磁场区域的个数为 可穿过 4 个完整条形磁场区域4.42xnl解法二：解法二：线框穿过第 1 个条形磁场左边界过程中：2/BltFBlIBlR根据动量定理 解得10F tmvmv 2 310B lmvmvR同理线框穿过第 1 个条形磁场右边界过程中有 12 3/1B lmvmvR所以线框穿过第 1 个条形磁场过程中有 12 3/02B lmvmvR设线框能穿过 n 个条形磁场，那么有 2 3020B lnmvR9.9.0606江苏江苏1717 17 分如下图，顶角 =45，的金属导轨 MON 固

48、定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。一根与 ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度 v0沿导轨 MON 向右滑动，导体棒的质量为 m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 r，导体棒与导轨接触点的 a 和 b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0 时，导体棒位于顶角 O 处，求： 1t 时刻流过导体棒的电流强度和电流方向。 I2导体棒作匀速直线运动时水平外力 F 的表达式。 3导体棒在 0t 时间内产生的焦耳热 Q。 4假设在时刻将外力 F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标 x。0t17(1)0 到 t 时间内，导体棒的位移 tvx0t 时刻，导体棒

49、的长度 导体棒的电动势0 xl 0BlvE 回路总电阻 电流强度 rxxR)22(rBvREI)22(0电流方向 ab (2)rtvBBIlF2202)22( (3)t 时刻导体棒的电功率 rtvBRIP2302/2)22( tPrtvBPtQ22302)22(22(4)撤去外力后，设任意时刻 t 导体棒的坐标为，速度为，取很短时间或很短距离xvtx解法一 ：在时间内，由动量定理得 tttvmtBIl 那么vmtlvrB)()22(202)22(mvSrB如下图，扫过面积 22)(20200 xxxxxxS)(000tvx 得 20020)()22(2tvBrmvx或设滑行距离为 d那么 即

50、ddtvtvS2)(0000022002Sdtvd解之(负值已舍去)20000)(2tvStvd得20000)(2tvSdtvx20020)()22(2tvBrmv解法二 ：在段内，由动能定理得xxx(忽略高阶小量)vmvvvmmvxF22)(2121得 vmSrB)22(202)22(mvSrB以下解法同解法一解法三：由牛顿第二定律得 得tvmmaFvmtF解法四：由牛顿第二定律得 xvvmtvmmaF以下解法同解法二10.10.0505江苏江苏3434 理综理综 (7 分)如下图，水平面上有两根相距的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ，它们的电阻可忽略不计，在 M 和 P 之间接有阻值为

51、 R 的定值电阻，导体棒 ab 长 ，其电阻为 r，与导轨接触良好，整l个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B0.4T，现使 ab 以10ms 的速度向右做匀速运动. v(1)ab 中的感应电动势多大? (2)ab 中电流的方向如何? (3)假设定值电阻 R,导体棒的电阻 r0 . 30 . 1 那么电路中的电流多大?解析：解析：1ab中的感应电动势： 代入数值，得 BlvE V0 . 2E2ab中电流的方向为ba3由闭合电路欧姆定律，回路中的电流 EIRr代入数值，得： A5 . 0I11.11.0505春季春季77 22 分近期?科学?中文版的文章介绍了一种新技术航天飞缆，航天

52、飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾等。从 1967 年至 1999 年 17 次试验中，飞缆系统试验已获得局部成功。该系统的工作原理可用物理学的根本定律来解释。以下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体 P，Q 的质量分别为 mP、mQ，柔性金属缆索长为 l，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中 Q 距地面高为 h。设缆索总保持指向地心，P 的速度为 vP。地球半径为 R，地面的重力加速度为 g。1飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电

53、流，问缆索 P、Q 哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于 vP，求 P、Q 两端的电势差；2设缆索的电阻为 R1，如果缆索两端物体 P、Q 通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为 R2，求缆索所受的安培力多大；3求缆索对 Q 的拉力 FQ。解：22 分 1缆索的电动势 E=BlvpP、Q 两点电势差 UPQ=Blvp，P 点电势高2缆索电流 安培力2121RRBlvRREIP2122RRvlBIlBFPA3Q 的速度设为vQ，Q 受地球引力和缆索拉力 FQ作用 hRvmFhRMmGQQQQ22)(P、Q 角速度相等 hRlhRvvQP又 2RGMg 联立、解得：)()()(22

54、22lhRvhRhRgRmFPQQ12.12.0505上海物理上海物理2222 (14分)如下图，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，m1导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为0.2kg、电阻R不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25 (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度到达稳定时，电阻消耗的功率为，求该速度的大小；RW8(3)在上问中，假设2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向R(g取10rns2，sin370.6， cos370.8

55、)解析：1金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律： mamgmgcossin由式解得10(O.60.250.8)ms2=4ms2 a(2)设金属棒运动到达稳定时，速度为，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡v0cossinFmgmg此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率： RPFv 由、两式解得 sm10sm)8 . 025. 06 . 0(102 . 08FPv(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B vBlIRRIP2由、两式解得8 20.410 1PRBTTvl磁场方向垂直导轨平面向上13.13.0505上海物理上海物理2020 (10

56、分)如下图，带正电小球质量为，带电量为,置于光kg1012mC1016q滑绝缘水平面上的点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速运动，A当运动到点时，测得其速度, 此时小球的位移为,求此匀强电场场强E的取值范围(Bsm5 . 1Bvm15. 0s取)某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为，由动能定理qEScos0得g2m10s212Bmv。由题意可知0，所以当E 7.5104时小球将始终沿水平面做匀加速mVcos75000cos22qsmvEBmV直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处?假设有请予以补充解析：该同学所得结论有不完善之处为使小球

57、始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力,即：mgqEsin所以3425. 21015. 0222tan22BBvsgsmvmgmV1025. 1mV5410110101sin562qmgE即：mV1025. 1mV107.554E14.14.0505天津理综天津理综2323 16 分图中 MN 和 PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距 为，电阻lm40. 0不计，导轨所在平面与磁感应强度为 0.50T 的匀强磁场垂直。质量为，电阻为的金属Bmkg100 . 630 . 1杆 ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为的电阻。当杆0 .

58、31Rab 到达稳定状态时以速率匀速下滑，整个电路消耗的电功率为，重力加速度取，试求速vPW27. 02sm10率和滑动变阻器接入电路局部的阻值v2R解析：由能量守恒定律有： Pmgv 代入数据，解得： sm5 . 4v导体棒切割磁感线产生感应电动势 BlvE 设电阻与的并联电阻为，ab棒的电阻为，那么电路中总电阻1R2R并Rr rRRRRR2121又满足 EIP 由以上四式联立得： 2R15.15.0505全国高考全国高考2525 20 分 图中为电源，电动势，内阻不计。固定电阻，BV27 5001R为光敏电阻。为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距2RCm100 . 8

59、21l。为屏，与极板垂直，到极板的距离。为一圆盘，由形状相同、透光率不同m100 . 12dSm16. 02lP的三个扇形 a、b 和 c 构成，它可绕轴转动。当细光束通过扇形 a、b、c 照射光敏电阻时，的阻值分AA 2R2R别为 1 000、2 000、4500。有一细电子束沿图中虚线以速度连续不断地射入。电子电荷量m/s100 . 860vC，电子质量。忽略细光束的Ce19106 . 1kg10931m宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在上的光强发生变化时阻值立即有相应的改变。2R2R1设圆盘不转动，细光束通过 b 照射到上，求电子到达2R屏上时，它离点的距离。 计算结果

60、保存俩位有效数字 。SOy2设转盘按图中箭头方向匀速转动，每 3 转一圈。取光束照在 a、b 分界处时 t=0，试在图 2 给出的坐标纸s上，画出电子到达屏上时，它离点的距离随时间 t 的变化图线06s 间 。要求在轴上标出图线最SOyy高点与最低点的值。 不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。 解析：1设电容器两板间的电压为，电场强度大小为，电子在极板间穿行时方向上的加速度大小CUEy为 , 穿过的时间为，穿出时电子偏转的距离为, aC1t1y211RRRUdUE maeE 011vlt 21121aty 由以上各式得dlRRRmvey212112012代人数据得m108 . 431y由此