2023人教版新教材高中物理选择性必修第二册同步练习-第二章 电磁感应 综合提高练

综合拔高练

五年高考练

考点1安培定则、楞次定律的综合应用

1.（2020江苏单科,3）如图所示,两匀强磁场的磁感应强度Bl和B?大小相等、方向相反。金属圆环的直径与

两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）

A.同时增大Bl减小B2

B.同时减小Bl增大员

C.同时以相同的变化率增大&和员

D.同时以相同的变化率减小Bl和B2

2.（2020课标IΠ,14）如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时

静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（）

ʌ.拨至M端或N端，圆环都向左运动

B.拨至M端或N端，圆环都向右运动

C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动

D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动

3.（2019上海单科，10）如图所示电路,若将滑动变阻器滑片向上移动,则a、b环中感应电流的方向是（）

A.a环顺时针,b环顺时针

B.a环顺时针,b环逆时针

C.a环逆时针,b环顺时针

D.a环逆时针,b环逆时针

考点2电磁阻尼

4.（2021北京，11）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,

该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是

（）

A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势

B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用

C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势

D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用

5.（2017课标I,18）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动

对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图

所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减

最有效的方案是（）

二

二

二

二

二

≡

≡

一

紫铜薄板/

ABCD

考点3自感现象

6.（2017北京理综，19）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L和L为电感线圈。实验时,断开开

关Sl瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A?逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2

与A：,的亮度相同。下列说法正确的是（）

LlL2

A.图1中,A∣与L的电阻值相同

B.图1中，闭合Sb电路稳定后,A∣中电流大于L1中电流

C图2中,变阻器R与L的电阻值相同

D.图2中，闭合为瞬间,L中电流与变阻器R中电流相等

考点4E=n詈的综合应用

7.（2021辽宁,9）（多选）如图（a）所示,两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定,顶端接有

阻值为R的电阻。垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场,t=0时磁场方向垂直纸面向里。在

t=0到t=2t。的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处;t=2t0时,释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨

接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,贝∣J（）

图(b)

A.在t=多时,金属棒受到安培力的大小为咨

B.在t=t。时,金属棒中电流的大小为典

C.在t号时,金属棒受到安培力的方向竖直向上

D.在t=3to时,金属棒中电流的方向向右

8.（2022广东,10）（多选）如图所示,水平地面（Oxy平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。

P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,MN平行于y轴,PN平行于X轴。一闭合的圆形金属线圈，圆

心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正

确的有（）

Λ.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同

B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变

C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流

D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等

9.（2022全国甲，16）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆

线框的半径与正六边形线框的边长相等,如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场

中，线框所在平面均与磁场方向垂直,正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为L、L和

则（）

A.I,<I3<I2B.I,>I3>I2

C.Iι=L>l3DJi=Iz=L

考点5E=BLV的综合应用

10.（2021广东，10）（多选）如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,be是以O为圆

心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形ObC内有方向如图的匀强磁场。金属杆OP的0端与e点用导线相接,P

端与圆弧be接触良好。初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕0点在匀强磁场区内从b

到C匀速转动时，回路中始终有电流,则此过程中，下列说法正确的有（）

A.杆OP产生的感应电动势恒定

B.杆OP受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

I）.杆MN中的电流逐渐减小

11.（2022山东，12）（多选）如图所示,xθy平面的第一、三象限内以坐标原点0为圆心、半径为√∑L的扇形区

域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在XOy平面内以

角速度3顺时针匀速转动。t=0时刻,金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响,关于金属框中感应电动

势E随时间t变化规律的描述正确的是（）

Λ.在t=0到t=白的过程中,E一直增大

B.在t=0到t=F∙的过程中,E先增大后减小

C.在t=0到t=；的过程中,E的变化率一直增大

D.在t=0到t=/的过程中,E的变化率一直减小

12.（2021河北,7）如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导轨间距最窄

处为一狭缝,取狭缝所在处。点为坐标原点。狭缝右侧两导轨与X轴夹角均为0,一电容为C的电容器与导

轨左端相连。导轨上的金属棒与X轴垂直,在外力F作用下从0点开始以速度V向右匀速运动,忽略所有电

阻。下列说法正确的是（）

A.通过金属棒的电流为2BCv'tanθ

B.金属棒到达X。时，电容器极板上的电荷量为BCvxotanθ

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定

考点6电磁感应中的图像问题

13.（2020山东，12）（多选）如图所示,平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向

相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于OXy平面内的刚性导体框abcde在

外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计时,4s末be边刚好进入磁场。

在此过程中，导体框内感应电流的大小为I,ab边所受安培力的大小为F,M二者与时间t的关系图像可能正确

的是（）

考点7电磁感应中动量守恒定律、动量定理的应用

14.（2019课标HI,19）（多选）如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金

属导轨,两相同的光滑导体棒ab、Cd静止在导轨上。t=0时,棒ab以初速度Vo向右滑动。运动过程中,ab、

cd始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用“、Vz表示,回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确

的是（）

I)

15.（2020海南，13）（多选）如图，足够长的间距d=lm的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存

在一个宽度L=Im的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B=0.5T,方向如图所示。一根质量ma=0.1kg,阻值

R=O.5Q的金属棒a以初速度v°=4m/s从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量ml,=0.2kg,

阻值R=0.5Q的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电

阻不计,则（）

_L

M4----,i~.~~.•[一N

左〃“：6右

••♦B.

PJ!_________,*•♦,___Q

A.金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动

B.金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流

C.金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为0.25J

D.金属棒a最终停在距磁场左边界0.8m处

考点8电磁感应中的动力学与能量问题

16.（2021湖南，10）（多选）两个完全相同的正方形匀质金属框,边长为L,通过长为L的绝缘轻质杆相连,构成

如图所示的组合体。距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界

水平,高度为L,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度V。水平无旋转抛出，设置合适的

磁感应强度大小B使其匀速通过磁场,不计空气阻力。下列说法正确的是（）

HΓJ-;

,，II

×XXAXX×T7

XX×/5X×XXL

A.B与Vo无关,与√77成反比

B.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变

C.通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等

D.调节H、V。和B,只要组合体仍能匀速通过磁场,则其通过磁场的过程中产生的热量不变

17.（2022全国甲，20）（多选）如图,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端

接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上,与导轨垂直,

且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为

Q,合上开关S后，（）

Sj<XMX×××

×××××

RB

×××××

×N×^^×^^×^^×

A.通过导体棒MN电流的最大值为3

B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动

C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大

D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热

18.（2021山东，12）（多选）如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域I、II中磁场方

向均垂直斜面向上，I区中磁感应强度随时间均匀增加，II区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区

域中a处由静止释放,进入II区后,经b下行至C处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。

在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（）

Λ.金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度

B.金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度

C金属棒不能回到无磁场区

D.金属棒能回到无磁场区,但不能回到a处

19.（2022湖南，10）（多选）如图，间距L=Im的U形金属导轨,一端接有0.1Q的定值电阻R,固定在高h=0.8m

的绝缘水平桌面上。质量均为0.1kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上,两导体棒与导轨接触良好且始终与

导轨垂直,接入电路的阻值均为0.1。，与导轨间的动摩擦因数均为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），

导体棒a距离导轨最右端1.74m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为0.1T。

用F=0.5N沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a,当导体棒a运动到导轨最右端时,导体棒b刚要滑动,撤去F,

导体棒a离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取10rn∕s2,不计空气阻力，不计其他电阻,下列说法正确的

是（）

A.导体棒a离开导轨至落地过程中,水平位移为0.6m

B.导体棒a离开导轨至落地前,其感应电动势不变

C.导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势

D.导体棒a在导轨上运动的过程中,通过电阻R的电荷量为0.58C

20.(2022全国乙,24)如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为1=0.40m的正方形金属框的一个

顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导

线单位长度的阻值为λ=5.0×103Q/m;在t=0到t=3.0S时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为

B(t)=O.3-0.It(SI)0求

(l)t=2.0s时金属框所受安培力的大小；

(2)在t=0到t=2.0s时间内金属框产生的焦耳热。

21.(2021全国乙,25)如图，一倾角为ɑ的光滑固定斜面的顶端放有质量M=O.06kg的U形导体框,导体框的

电阻忽略不计;一电阻R=3Q的金属棒CD的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路CDEF;EF与斜面底边

平行,长度L=O.6m。初始时CD与EF相距s(>=0.4m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离

SI=ɪm后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中

Io

做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的EF边正好进入磁场,并在匀速运动一

段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小B=IT,重力加速度大小

取g=10m/s；Sinɑ=0.6«求

(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；

(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；

(3)导体框匀速运动的距离。

D

CB

三年模拟练

应用实践

1.（2022河南新乡期末）圆盘发电机的示意图如图所示,铜盘安装在水平的铜轴上,且处于水平向右的匀强磁

场中,两块铜片C、D分别与铜轴和铜盘的边缘接触,线圈M与线圈N共用一根铁芯。当电流从灵敏电流计G

的左端接线柱流入时，指针就会向右偏转，反之左偏。当铜盘按图示箭头方向转动时，下列说法正确的是

（）

A.铜盘C处的电势高于D处的电势

B.铜盘匀速转动时，电流计G的指针向左偏转

C.铜盘加速转动时，电流计G的指针向右偏转

D.铜盘减速转动时，电流计G的指针向右偏转

2.（2021湖北武汉华中师大附中联考）（多选）高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简

化为如下过程:将磁铁的N极靠近一块正在沿逆时针方向旋转的圆形铝盘,使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即

减速,如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动,磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）

朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘减速过程的说法正确的是（）

A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场

B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场

C.磁铁与感应电流之间的作用力会使铝盘减速

D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果与对实心铝盘产生的效果相

同

3.（2021江西上饶干县三中、蓝天实验学校月考）如图所示,闭合电路中的螺线管可自由伸缩,螺线管有一定

的长度,灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到（）

--A

―11---8）--------------

A.灯泡变暗

B.灯泡变亮

C.螺线管缩短

D.螺线管长度不变

4.（2021浙江金华十校调研）（多选）如图,光滑平面内存在方向垂直平面向外的单边界磁场,其磁感应强度变

化规律满足B=B0+kt（k>0）,正方形线框固定在虚线位置AB'C'D'处时（AC'与磁场边界重合），线框中的电流为

i,则下列说法正确的是（）

A.线框固定在虚线位置时,线框中电流沿逆时针方向，且电流大小恒定

B.现令磁感应强度恒为B。,线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度3匀速转到虚线位

置,此过程中,线框中电流沿顺时针方向，且电流大小变化

C.现令磁感应强度恒为B。,线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度ω匀速转到虚线位

置的瞬间,若线框中电流大小也为i,则角速度ω=A

D.现令磁感应强度恒为B0,线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度ω匀速转到虚线位

置的瞬间,若线框中电流大小也为i,则角速度ω=-≤

“0

5.（2022福建福州第二中学期末）（多选）如图甲所示,半径为Im的带缺口刚性金属圆环导轨固定在水平面内,

在导轨上放置-质量为0∙1kg、电阻为1C的直导体棒,其长度恰好等于金属圆环的直径,导体棒初始位置

与圆环直径重合,且与导轨接触良好。己知导体棒与导轨间动摩擦因数为0.3,不计金属圆环的电阻,导体棒

2

受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m∕so现若在圆环内加一垂直于水平面向下的变化磁

场,变化规律如图乙所示,则（）

A.导体棒中的电流方向是从a到b

B.0~JtS内，通过导体棒的电流大小为0.25A

C.0~2s内,导体棒产生的热量为0.125J

D.t=πs时,导体棒受到的摩擦力大小为0.3N

6.（2021广西南宁三中期末）（多选）某铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位

置和运动状态,其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经

过安放在两铁轨间的线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心。矩形线圈宽为1∣,长为k,匝数为n,

线圈和传输线的电阻忽略不计。若火车通过线圈时,控制中心接收到线圈两端的电压信号U与时间t的关系

如图乙所示（ab、Cd均为直线），口、t2、匕、L是运动过程的四个时刻,则火车（）

甲乙

Λ.在t∣~t2时间内做匀加速直线运动

B.在t3~a时间内做匀减速直线运动

C.在t「t2时间内加速度大小为胃冷K

D.在t3~t,时间内的位移大小为智舁(t「t3)

2nBlχ

7.(2022江苏江阴高级中学月考)如图所示,足够长的金属导轨固定在水平面上,金属导轨宽度L=l.0m,导轨

上放有垂直导轨的金属杆P,金属杆质量为m=0.1kg,空间存在磁感应强度B=O.5T、竖直向下的匀强磁场。

连接在导轨左端的电阻R=3.0。，金属杆的电阻r=l.0Q,其余部分电阻不计,某时刻给金属杆一个水平向右

的恒力F,金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v-t图像,导轨与金属杆间的动摩擦因数

μ=0.5,在金属杆P运动的过程中，第一个2S内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比

为3：5,g取Ionι∕s)求：

(1)水平恒力F的大小；

(2)金属杆运动的最大加速度的大小；

(3)前4s内电阻R上产生的热量。

迁移创新

8.(2020上海虹口一模)一种可测速的跑步机的测速原理如图所示。该机底面固定有间距为L、宽度为d的

平行金属电极。电极间充满磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,左侧接有电压表和电阻R。

绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻为r的平行细金属条,跑步过程中，绝缘橡胶带跟随脚步一起运动,

金属条和电极之间接触良好且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。现在测出t时间内电压表读数恒为U,

设人与跑步机间无相对滑动。

(1)判断电阻R中的电流方向。

(2)人跑步过程中，是否匀速?给出判断的理由。

(3)求t时间内人的平均跑步速度。

(4)若跑步过程中，人体消耗的能量有20%用于克服磁场力做功,求t时间内人体消耗的能量。

绝缘橡胶带

答案全解全析

综合拔高练

五年高考练

1.B同时增大Bl减小Bz,环中的合磁通量方向垂直纸面向里,且增大，由楞次定律可知环中感应电流产生的

磁场方向垂直纸面向外，由安培定则可知环中感应电流方向为逆时针方向,A错误；同时减小Bl增大B2,环中

的合磁通量方向垂直纸面向外，且增大，由楞次定律可知环中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安

培定则可知环中感应电流方向为顺时针方向,B正确；同时以相同的变化率增大或减小Bl和B2,环中的合磁通

量始终为零,不产生感应电流,C、D错误。

2.B左侧线圈通电后相当于条形磁铁,形成的磁场相当于条形磁铁的磁场,将图中开关闭合时,线圈及金属

圆环内磁场由O开始增加,根据楞次定律可知,金属圆环将向磁场弱的方向移动，即向右移动。圆环移动方向

与开关拨至M或拨至N无关。故选B项。

3.C电路中电流沿逆时针方向，由安培定则可知,在a处的磁场方向向外,在b处的磁场方向向里；当滑动变

阻器的滑片向上移动时.,接入电路中的电阻值增大，电路中的电流减小,则穿过a向外的磁通量减小，由楞次

定律结合安培定则可知,a环产生的感应电流沿逆时针方向；同时穿过b向里的磁通量也减小，由楞次定律结

合安培定则可知,b环产生的感应电流沿顺时针方向。选项A、B、D错误,C正确。

4.D两接线柱用导线连接后，与线圈形成闭合电路，由于搬动使线圈晃动，磁通量发生变化,线圈中产生感

应电动势,C错。若两接线柱未接导线就没有形成闭合电路,有感应电动势,但不会产生感应电流,线圈在磁场

中不会受到安培力的作用,A、B选项错误。接线柱之间接上导线后形成了闭合回路,磁通量变化产生感应电

动势的同时线圈内会产生电流,通电线圈在磁场中受到安培力的阻碍作用，线圈连带表针晃动减弱,D正确。

5.A由于要求有效衰减紫铜薄板的上下及左右的微小振动，则在紫铜薄板发生微小的上下或左右振动时，

通过紫铜薄板横截面的磁通量应均能发生变化，由图可以看出，只有A图方案才能使两方向上的微小振动得

到有效衰减。

6.C在图1中，断开Sl瞬间,灯Al突然闪亮,说明断开S1前,L中的电流大于Al中的电流,故L1的阻值小于A1

的阻值,选项A、B均错误;在图2中，闭合Sz瞬间，由于Lz的自感作用,通过L的电流很小,D错误；闭合&后，

最终Az与A,亮度相同，说明两支路电流相等,故R与Lz的阻值相同,C项正确。

7.BC由图(b)得0~2t。内,BT图线的斜率不变,k=粤

tO

感应电动势恒定,为E岑=竽∙S=kl?

∆t∆t

感应电流恒定,为ι=∣

R

联立可得I=弊,故B正确；

当时,B4

金属棒所受安培力为F=BlL

联立可得此时安培力为F=察,故A错误；

由楞次定律可知0'2t。内，通过金属棒的电流方向水平向左

由图(b)得,当t=当时,磁场方向垂直于纸面向外

由左手定则判断可得,此时金属棒所受安培力方向竖直向上,C正确；

由图(b)得,当t=3t。时,磁场方向垂直于纸面向外,金属棒处于下落状态，由右手定则得金属棒中电流方向水

平向左,D错误。

8.AC长直导线中的电流产生的磁场在P、N两点的磁感应强度方向如图。过M点作X轴的平行线,与通电

导线在xθy平面内的投影交于P',则有MP,=NP,故N、M两点磁感应强度大小相等、方向相同,A项正确；圆形

线圈在初始位置时，穿过线圈的磁通量为零,沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量变化,B项错误;P点为导线

正上方的点，当线圈从P点开始竖直向上运动时,穿过线圈的磁通量始终为0,线圈中无感应电流,选项C正确;

由E卷，△t=?而XPKX*则△打《Δtn”,故线圈从P到M过程与从P到N过程的感应电动势不相等,选项D

错误。

为”、

■：®：

'Z

'、

导师点睛

将立体图转化为学生熟识的平面图,可以使试题的分析难度大大降低。

9.C设正方形线框边长为a,则圆线框半径为今正六边形线框边长为I,由法拉第电磁感应定律得E=n箸=胃S

WS由电阻定律得R=P由题意知瞿、P、S极均为定值,所以电流Iqa等,面积分别为a1字、嗒，

S截AtR/长48

周长分别为4a、πa>3a,故电流L=I2>I3,故C项正确。

导师点睛

注意三个线框的电阻值并不相等,阻值与周长成正比,运用法拉第电磁感应定律和电阻定律表示出线框

产生的电动势及线框的阻值是解题的关键。

10.AD杆OP匀速转动，由E=⅛l2ω可知杆OP产生的感应电动势恒定,选项A正确；由右手定则可知,杆OP

产生了由O到P的感应电流,则由左手定则可知MN会受到向左的安培力，在MN向左运动的过程中，由右手定

则可判定MN切割磁感线产生由N到M的感应电动势，则通过MN的电流逐渐减小，由安培力F=BIl可知,杆MN、

杆OP所受的安培力减小,杆MN做加速度减小的加速运动,故选项B、C错误,D正确•

11.BC在t=0至tɪɪ的过程中，1有先变大后变小,故E先增大后减小，故B正确,A错误。在t=0至t≠的

2ω4ω

过程中,有效切割长度1/,=-l-.EqB图3=普」由三角函数求导知识可得,E的变化率号变大,

cosωt2τi2coszωt∆tCOSSa)t

故C正确,D错误。

易混易错

电动势的变化率

从t=0至t=?的过程中，有效切割长度变大,故E变大,E的变化率需要对E求导,结合数学方法去分析

4ω

推导。

12.A金属棒切割磁感线产生的电动势E=BLv=2Bxvtan0,电容器极板上的电荷量Q=CU=CE=2CBxvtan0,

通过金属棒的电流I=幺空竿也=2BCV2tan0,选项A正确。金属棒到达X。时,Q=2BCx0vtan0.B错误。根

t—

V

据右手定则，可知金属棒中电流从下向上流,上极板带正电,C错误。外力F=Fs,F«=IBL,P=Fv=4B⅛vtχtan'θ,

则随着X的增加,P增加,D错误。

13.BC设导体框运动速度为v、方格的边长为1、导体框阻值为R,则在第1S内电流恒为I=噜、ab边所

受安培力Fall=BlXVt=竺产t,从零均匀增大;第2s内导体框切割的有效长度由21均匀增大到31,电流由

I当均匀增大到I=蜉,ab边的有效长度由1均匀增大到21,故安培力由E,产噜随时间按二次函数增大

RRR

至UFiIb=BX警X21等匕，由止匕可判断A、D一定错误,B、C可能正确。

14.AC由楞次定律可知ab棒做减速运动,Cd棒做加速运动，即Vl减小,V?增加,v「V2减小，当v∣=v2时两棒均

做匀速运动。回路中的感应电动势E=BL(VLV回路中的电流IW=吟也，回路中的导体棒ab、Cd的加速

度大小均为a=±=^=%⅛也,由于v「v2减小,可知a减小,所以ab与Cd的v-t图线斜率减小，I也非线性

mmmR

减小,慢慢趋近于0,所以A、C正确,B、D错误。

15.BD金属棒a第一次穿过磁场时受到安培力的作用，做减速运动，由于速度减小,感应电流减小，安培力减

小,加速度减小,故金属棒a做加速度减小的减速直线运动,故A错误;根据右手定则可知,金属棒a第一次穿

过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流,故B正确；电路中产生的平均感应电动势为万=警=竽,平均感应电

∆t∆t

流为7二赤，金属棒a受到的安培力为R=B7d,规定向右为正方向，对金属棒a,根据动量定理得

-B∕d∙Δt=maVa-mav0,解得金属棒a第一次离开磁场时的速度va=l.5m∕s,金属棒a第一次穿过磁场区域的过程

中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量，即Q=I,诏-呆说,得Q=O.6875J,由于两棒电阻相同,

两棒产生的焦耳热相同,则金属棒b上产生的焦耳热=0.34375J,故C错误;规定向右为正方向,两金属

,,

棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得rα,vi,=m,,va+mι,v∣,,扣就=扣,v；'+∣m∣,v⅛,得va=-0.5m/s,金属棒a向左

运动，电路中产生的平均感应电动势为于=竽=毁誉,平均感应电流为7'=总，金属棒a受到的安培力为

,,,

F'=Bfd,规定向右为正方向，对金属棒a,根据动量定理得B7d∙Δt=O-∏L,va,解得x=0.8m,故D正确。故选

B、Do

16.CD组合体下底边刚进入磁场时,竖直方向的速度v，=J砌,下底边切割磁感线，电流方向为逆时针。水

平方向速度Vt,使左右两边切割磁感线,产生的电动势相互抵消，组合体匀速通过磁场,则有比笠=mg,即B与

V。无关,B?与V77成反比,故选项A错;当下方金属框的上面一条边进入磁场时,产生的电流方向为顺时针,故选

项B错;根据能量守恒,通过磁场的过程中组合体动能不变,只有重力和安培力做功，即组合体克服安培力做

功的功率和重力做功的功率相等,故选项C正确;无论H、v。、B怎样变化,只要组合体匀速通过磁场,则其产

生的焦耳热均为Q=WC=4mgL,选项D正确。故选C、D项。

易混易错

①当由平衡条件得出Bj喂意后,注意是B?与√77成反比,并非B与√77成反比。②因为金属框边长

为L,杆长为L,磁场高度也为L,故在组合体穿过磁场过程中，总是只有一个横边在切割磁感线时受安培力，

且整个过程组合体下落的高度为4Lo

17.AD合上开关的瞬间，导体棒两端电压等于电容器两端电压且为最大值，电流也最大，1=今白,电流最大

RRC

时,导体棒MN所受的安培力最大,而导体棒速度最大时电流不是最大,所以A正确,C错误;导体棒MN先加速

后减速,不会匀速,如果导体棒MN做匀速直线运动，电阻上一直有焦耳热产生,其他能量都不变,不符合能量

守恒定律,所以B错误；由于棒运动过程切割磁感线产生反电动势，导致只有开始时通过电阻R的电流与通过

导体棒MN的电流相等,其他时候通过电阻R的电流都比通过导体棒MN的电流大,故由焦耳定律可知电阻R

上产生的焦耳热比导体棒MN上产生的焦耳热多,D正确。

易混易错

导体棒加速时通过其电流由M到N,减速时电流由N到M。

18.ΛBDI区域中始终产生感生电动势E1,金属棒未进入Il区域时做匀加速直线运动,进入∏区域后切割磁

感线,产生动生电动势,Ez=BJv

对金属棒受力分析,下行时有

F安=Bzl”型

A.B2l(El+B2lv)

ak一gsinθ+鼻嗑.

上行时有

F1(E-F1V,).

21一2gsιnAθ

故aτ>a上

则由v12ax,可知在b点下行速度大于上行速度,且出区域∏时上行速度小于下行速度,则金属棒能回到无磁

场区,但不能回到a处，故选A、B、D»

19.BDb刚要滑动时,等效电路如图

Ra=Rh=R=O.1Q

zz-

Ei-BLva,故Ib¾×ɪ

R+万2

对b,有BLL=Umg,解得va=3.0m∕s,E∣=0.30V

2

a离开导轨做平抛运动,满足h=∣gt,x=vnt,解得x=l.2m,A项错误。

a在空中运动过程中，切割磁感线的速度不变，由E=BLv,,,可知E不变,B项正确。由右手定则和左手定则可判

断b所受安培力向左,故C项错误。a在导轨上运动过程,感应电荷量Q√.Δtɪɪ.Δt=^∙∆t=唉,通过R

的电荷量q=∣Q=∣×-ζ1^1-C=O.58C,D项正确。

归纳总结

(1)分析平抛运动时要抓住两个分运动,h[gt2,x=v°t0(2)电磁感应综合问题,要抓“源、路、力、能”

分析:①等效电路分析往往是电荷量分配、热量分配问题的突破口；②感应电荷量Q=署应用很广泛。

20.答案(1)0.057N(2)0.016J

解析(1)对正方形金属框分析

由法拉第电磁感应定律得

E=排管卜愕M

由B(t)=O.3-0.It(Sl),知I胃卜0.1T/s

13,其中R=41λ

当t=2.OS时,B=O.3-0.l×2.0(T)=O.1T

金属框所受安培力大小F=BIl',其中1'=/1

代入数据解得F=O.057N

(2)根据焦耳定律有Q=FRt

R=4λ1=8X10-Q

0~2.0$内电流恒定,1=会1人

代入数据解得Q=0∙016J

易混易错

在计算感生电动势时,注意金属框只有一半面积处于磁场中；在计算安培力大小时，要注意金属框的有

效长度。

21.答案(1)0.18N(2)0.02kg0.375(ɜ)ʌm

18

解析(1)设金属棒质量为m,进入磁场时的速度大小为V,由机械能守恒定律有

∣mv2=mgsιsinɑ①

设金属棒在磁场中运动时的电动势为E,回路中电流为I,金属棒受到沿斜面向上的安培力大小为F,则

E=BLV②

中

F=BIL©

联立①②③④式并代入题给数据得

F=O.18N(S)

(2)设导体框EF边进入磁场时的速度大小为V,金属棒与导体框之间的摩擦力为臭从金属棒刚进入磁场到

EF边刚进入磁场的过程中，由动能定理有

∣M(V2-v2)=(Mgsinɑ-f)so®

设导体框在磁场中做匀速运动时所受安培力大小为F',则Mgsinɑ-f-F'=0⑦

根据②③④式，同理可知F'聋"⑧

金属棒在磁场中做匀速运动，则

mgsinɑ+f-F-0(9)

设金属棒与导体框之间的动摩擦因数为U,则

f=Umgcosɑ⑩

联立以上各式并代入题给数据得

m=0.02kg⑪

μ=0.375⑫

(3)设金属棒离开磁场后的加速度大小为a,速度达到V所需时间为t,由牛顿第二定律和运动学公式有

mgsinɑ+f=ιιιa⑬

v+at=V⑭

设导体框在磁场中做匀速运动的距离为d,则

d=Vt⑮

联立以上各式并代入题给数据得

d-m⑯

18

三年模拟练

1.D从左向右看,铜盘沿顺时针方向转动，由右手定则可知铜盘D处的电势高于C处的电势,选项A错误;铜

盘按图示方向匀速转动,会在线圈M中产生大小、方向均不变的恒定电流,线圈N中磁通量不发生变化,故不

2

产生感应电流，电流计G的指针不偏转,选项B错误;铜盘切割磁感线产生的感应电动势为E=⅛ωr,铜盘按

图示方向加速转动时，电动势方向不变,大小增大,与之相连的线圈M中的电流增大,产生的磁场向下增强,根

据楞次定律和安培定则可知线圈N中产生逆时针方向的感应电流(俯视)，电流从灵敏电流计G的右端接线柱

流入,故电流计G的指针向左偏转,选项C错误;铜盘按图示方向减速转动时,感应电动势方向不变,大小减小,

与之相连的线圈M中的电流减小,产生的磁场向下减弱,根据楞次定律和安培定则可知线圈N中产生顺时针

方向的感应电流（俯视），电流从灵敏电流计G的左端接线柱流入,故电流计G的指针向右偏转,选项D正确。

方法技巧

利用楞次定律判断感应电流方向

嬴（明确要研究的回路及原磁场8的方向‘

J［确定:磁通量Φ的变化］

,—■、、楞次定彳七—1增反减同）

=_____1'、、------Ji

感［判断］感应电流的磁场方向］

-■「安培定则'、：

四、._________-J

J仔湎感应电流的方向］

2.AC铝盘甲区域中垂直铝盘向里的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流产生的磁场方向垂直铝

盘向外,A正确;铝盘乙区域中垂直铝盘向里的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流产生的磁场方

向垂直铝盘向里,B错误;根据“来拒去留”可知,磁铁与感应电流之间有阻碍相对运动的作用力，则会使铝

盘减速,C正确;若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘,铝盘电阻发生变化,则布满小空洞的铝盘产生的感应

电流会比实心铝盘产生的感应电流弱，导致磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果比对实心铝盘产生的效果

差,D错误。故选A、Co

3.A将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，穿过线圈的磁通量增大，会产生自感现象,从而产生反向

的自感电动势,所以通过灯泡的电流减小,灯泡变暗。由于通过线圈的电流方向相同,螺线管开始时处于收缩

状态,但是插入软铁棒瞬间线圈中电流减小,线圈之