專題08電磁感應的綜合運用

A-?？碱}不丟分

命題點01楞次定律及法拉第電磁感應定律的理解及應用

命題點02自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅動和電磁阻尼

命題點03電磁感應中的圖象問題

命題點04“單桿+導軌”模型

命題點05“雙桿+導軌”模型

B?拓展培優(yōu)拿高分

C-挑戰(zhàn)真題爭滿分

【命題點01楞次定律及法拉第電磁感應定律的理解及應用】

【針對練習1】（2024?河南?統(tǒng)考二模）如圖所示，一個質量為機、電阻為R邊長為工的正方形金屬線框

abed,放在光滑絕緣水平面上，空間存在一磁感應強度為2、方向豎直向下的有界勻強磁場，磁場的左右邊

界剛好和線框的。6邊、cd邊重合?，F(xiàn)在線框cd的中點加一水平向右的恒力尸，使線框從圖示位置由靜止

開始水平向右運動。已知經(jīng)過時間f,線框的邊剛好向右運動到磁場的右邊界處，此時線框的速度大小

為V。若在同一時間:內，線框內產(chǎn)生的熱量與一恒定電流/在該線框內產(chǎn)生的熱量相同，則關于該恒定電

流/的表達式，下列正確的是（）

XX：

I

XX；

L

b

；XX!

ixx：

【答案】D

【詳解】對線框根據(jù)能量守恒有

1

FL=Q+—mv￡7

y2

線框內產(chǎn)生的熱量與一恒定電流/在該線框內產(chǎn)生的熱量相同，則恒定電流產(chǎn)生的熱量為

Q=I2Rt

解得

2FL—mv2

I=---------------

J2Rt

故選D。

【針對練習2】（2023?河南開封?統(tǒng)考一模）如圖所示，金屬導體圓環(huán)用絕緣支架固定在鐵架臺上，圓環(huán)面

水平。在圓環(huán)正上方，一質量為加，可視為質點的小磁鐵通過細線吊在鐵架臺的橫桿上，細線與圓環(huán)的軸

線重合，小磁鐵距鐵架臺底面的高度為鼠現(xiàn)剪斷細線，小磁鐵沿圓環(huán)軸線下落到鐵架臺底面上。不計空氣

阻力，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.小磁鐵落在鐵架臺底面上時的速度大小為/項

B.小磁鐵下落的整個過程中，加速度先小于g后大于g

C.在小磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)對小磁鐵的作用力先豎直向上后豎直向下

D.在小磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應電流先逆時針后順時針（從上往下看）

【答案】D

【詳解】A.小磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流，則小磁鐵的機械能不守恒，所以有

1,

mgh>—mv6

則小磁鐵落在鐵架臺底面上時的速度V小于演無故A錯誤；

BC.根據(jù)楞次定律中“來拒去留”可知，小磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)產(chǎn)生的感應電流總是要阻礙小磁鐵

與圓環(huán)間的相對運動，所以圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上，則加速度始終小于g,故BC錯誤；

D.小磁鐵在圓環(huán)上方下落時，圓環(huán)磁通量增加，則產(chǎn)生的感應磁場方向豎直向上，根據(jù)右手螺旋定則判斷

可知，圓環(huán)中的感應沿逆時針方向。小磁鐵在圓環(huán)下方下落時，圓環(huán)磁通量減小，產(chǎn)生的感應磁場方向豎

直向下，則根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，圓環(huán)中的感應沿順時針方向，故D正確。

故選D。

【針對練習3】（2023?浙江紹興?統(tǒng)考模擬預測）如圖所示，/OC是光滑的直角金屬導軌，豎直，。。水

平。質量分布均勻的金屬棒仍長度為L質量為〃?，電阻為七兩端置于導軌內。設金屬桿與豎直導軌夾

角為仇當外30。時靜止釋放金屬桿。已知空間存在著磁感應強度大小為2的勻強磁場，方向垂直紙面向里,

不計金屬導軌的電阻，則（）

A.回路中感應電流方向始終為逆時針方向

B.整個過程中，棒產(chǎn)生的焦耳熱為，igZ

C.當Q60。時，若。點速度大小為v,則6點速度大小為2V

D.在430。到外45。過程中通過ab棒的電荷量為28/

87?

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)幾何關系金屬桿下滑過程，圍成的面積先增大后減小，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，感

應電流方向先逆時針再順時針，故A錯誤；

B.整個過程中，金屬棒重力勢能減少量為

11

AEp=—mgLcos30°<—mgL

根據(jù)能量守恒可知，整個過程中，棒產(chǎn)生的焦耳熱不可能等于"gL故B錯誤；

C.當外60。時，。和6兩點沿桿方向的速度相等，有

17cos600=vbcos300

解得

V3

故C錯誤；

D.在0=30。到A45。過程中，產(chǎn)生的平均感應電流

11

E△①B?(-g-Lcos45°-Lsin45°—2-LcosSO0-Lsin30°)(2—V3)BL2

/RRXtRXt8/?At

通過棒的電荷量

2-V3?

Q=IM=——BL2

“8R

故D正確。

故選D。

【命題點02自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅動和電磁阻尼】

金針對絨單軟

【針對練習4】（2023?黑龍江哈爾濱?哈九中?？既＃﹫D甲是電動公交車無線充電裝置，供電線圈設置在

充電站內，受電線圈和電池系統(tǒng)置于車內。供電線路與220V交流電源相連，將受電線圈靠近供電線圈，無

需導線連接，蓄電池便可以充電（如圖乙所示），下列說法正確的是（）

電

池

系

統(tǒng)

供電線圈

A.供電線圈和受電線圈無導線連接，所以傳輸能量時沒有損失

B.用塑料薄膜將供電線圈包裹起來之后，仍能為蓄電池充電

C.無線充電的原理是利用供電線圈發(fā)射電磁波傳輸能量

D.充電時，供電線圈的磁場對受電線圈中的電子施加磁場力的作用，驅使電子運動

【答案】B

【詳解】AC.供電線圈和受電線圈是利用互感傳輸能量，不是發(fā)射電磁波，由于線圈存在電阻，傳輸過程

有漏磁等，故傳輸能量時有損失，AC錯誤；

B.磁場能穿過塑料，故用塑料薄膜將供電線圈包裹起來之后，仍能為蓄電池充電，B正確；

D.充電時，供電線圈產(chǎn)生的變化磁場穿過受電線圈，引起受電線圈磁通量變化，產(chǎn)生感應電流，D錯誤。

故選B。

【針對練習5]（2023?北京門頭溝?統(tǒng)考一模）某課外研究性學習小組在“如何防止電梯墜落的研究”中，設計

的防止電梯墜落的應急安全裝置如圖所示。在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁鋪設閉合金屬線圈A

和B。下列說法正確的是（）

A.電梯突然墜落時，該裝置可使電梯停在空中

B.電梯突然墜落時，該裝置不可能起到阻礙電梯下落的作用

C.電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，線圈A、B中電流方向相反

D.電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，已穿過線圈A,所以線圈A不會阻礙電梯下落

【答案】C

【詳解】A.感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，若電梯停在空中，線圈不會產(chǎn)生感

應電流，電梯上的磁鐵不會受到感應電流的作用，所以電梯不可能停在空中，A錯誤；

B.若電梯突然墜落時，線圈內的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應電流，感應電流會阻礙磁鐵的相對運動,

可起到阻礙電梯下落的作用，B錯誤；

C.當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應電流的方向從上向下看是逆時針方向，

B中向上的磁場增強，感應電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應電流方向相反，C正

確；

D.結合A的分析可知，當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，D錯誤。

故選Co

【針對練習6】（多選）（2023?廣東汕頭?金山中學?？既＃┤鐖D所示為某種售貨機硬幣識別系統(tǒng)簡圖。虛

線框內存在磁場，從入口A進入的硬幣沿斜面滾落，通過磁場區(qū)域后，由測速器測出速度大小，若速度在

某一合適范圍，擋板B自動開啟，硬幣就會沿斜面進入接受裝置；否則擋板C開啟，硬幣進入另一個通道

拒絕接受。下列說法正確的是（）

?

硬

幣

投

入

口

A.磁場能使硬幣的速度增大得更快

B.由于磁場的作用，硬幣的機械能不守恒

C.硬幣進入磁場的過程會受到來自磁場的阻力

D.如果沒有磁場，則測速器示數(shù)會更大一些

【答案】BCD

【詳解】AC.根據(jù)題意可知，硬幣進入磁場和離開磁場時，穿過硬幣的磁通量發(fā)生變化，硬幣中產(chǎn)生感應

電流，感應電流會阻礙硬幣的相對運動，即硬幣進入磁場的過程會受到來自磁場的阻力，若磁場阻力大于

硬幣重力沿斜面的分力，硬幣將做減速運動，若磁場阻力等于硬幣重力沿斜面的分力，硬市幣將勻速進入

磁場，若磁場阻力小于硬幣重力沿斜面的分力，硬幣繼續(xù)加速運動，但速度增加變慢，綜上所述，磁場能

使硬幣的速度增大變慢，故A錯誤，C正確；

B.根據(jù)題意可知，硬幣進入磁場和離開磁場時，穿過硬幣的磁通量發(fā)生變化，硬幣中產(chǎn)生感應電流，感應

電流會阻礙硬幣的相對運動，對硬幣做負功，使硬幣的機械能減小，故B正確；

D.如果沒有磁場，對硬幣沒有阻礙作用，由動能定理可知，硬幣到達測速器位置時速度更大一些，故D

正確。

故選BCDo

【命題點03電磁感應中的圖象問題】

。針對縛鏟

【針對練習7】（2023?全國?校聯(lián)考模擬預測）如下圖，abcdef為“日”字形導線框，其中abdc和cd/e均為邊

長為/的正方形，導線防、cd、ef的電阻相等，其余部分電阻不計。導線框右側存在著寬度略小于/的勻強磁

場，磁感應強度為B,導線框以速度"勻速穿過磁場區(qū)域，運動過程中線框始終和磁場垂直且無轉動。線框

穿越磁場的過程中，好兩點電勢差（/如隨位移變化的圖像正確的是（）

XXX

XXX

XXX

XXX

XXX

XXX

2Blv

3

Blv

~T

0

B.3/x

5b

2Blv\______________

3

x

D.3

【詳解】由于勻強磁場的寬度略小于I,導線ab在磁場內時cd、e/在磁場外時，導線ab充當電源，口油表示

路端電壓

1

Uab=}Bl?

導線cd在磁場內時ab、ef在磁場外時，導線cd充當電源，Uab是外電路并聯(lián)電壓，路端電壓

1

Ucd=}Blv

導線ef在磁場內時ab、cd在磁場外時，導線ef充當電源，"既是外電路并聯(lián)電壓，路端電壓

1

Uef=^Blv

故選Ao

【針對練習8】（多選）如圖甲所示，矩形導線框abed固定在勻強磁場中，磁場的方向與導線框所在的平面

垂直，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直紙面向里為磁場正方向，順時針方向為感應電

流i正方向，水平向右為ad邊所受安培力F的正方向。下列圖像正確的有（）

【詳解】AB.由圖乙可知，。?1s內，磁場方向向里，磁場及磁通量均勻增大，根據(jù)楞次定律，判斷感應

電流方向為逆時針，為負方向；1?3s,磁感應強度3隨時間f變化的斜率為負值，感應電流方向與0?1s

內相反；同理，3~4s內，感應電流方向與0?1s內相同，故A錯誤，B正確；

CD.根據(jù)磁感應強度大小的變化規(guī)律，利用“增縮減擴"，可判斷ad邊所受安培力方向，0?1s內向右均勻

增大，1?2s內向左均勻減小，2?3s內向右均勻增大，3?4s內向左均勻減小，故C錯誤，D正確。

故選BDo

【針對練習9】（多選）（2023?黑龍江哈爾濱?哈爾濱三中?？家荒＃┤鐖D所示，邊長為工的正方形區(qū)域存在

垂直紙面向外的勻強磁場，等腰直角三角形線框力BC以速度v勻速進入磁場區(qū)域，且=若從C點

進入磁場開始計時，單位長度線框的電阻相同，則B、C兩點電勢差4c和BC邊所受安培力FBC（規(guī)定FBC

向上為正）隨時間變化的圖像正確的是（）

【答案】BD

【詳解】AB.由右手定則可知感應電流方向由。指向￡即C的電勢高，則沖。<0,即開始時CZSC<0,

故B正確，A錯誤；

CD.由對稱性可知，0?1s和2s?3s是對稱的過程，圖像也對稱，故C錯誤，D正確。

故選BDo

【命題點04“單桿+導軌”模型】

【針對練習101（多選）（2023?安徽淮南?統(tǒng)考二模）如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌固定放置

在足夠高的水平臺面上，導軌間距L=1m。質量zn=1kg,電阻r=2。的直導體棒放在導軌上，且始終與

導軌垂直，導體棒通過一根輕質細繩繞過定滑輪與一質量也為m=1kg的重物相連。導軌左端與阻值R=2Q

的電阻相連，導軌電阻不計，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度8=2T。在t=0時刻，由

靜止釋放導體棒和重物，直導體棒由靜止開始向右做直線運動（導軌足夠長，輕質細繩始終與導軌共面且

平行），g=10m/s2。下列說法中正確的是（）

八B...........

HlI【V-q

□

A.重物向下做加速度減小的加速運動，最終做勻速直線運動

B.當導體棒速度f=8m/s時，導體棒加速度a=2m/s2

C.導體棒最終做勻速直線運動的速度為v=10m/s

D.導體棒最終做勻速直線運動的速度為u=12m/s

【答案】AC

【詳解】A.重物和導體棒整體受力分析有

mg—BIL=2ma

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

BLv

I-----

R+r

可知隨著速度的增大，重物的加速度減小，所以重物向下做加速度減小的加速運動，最終做勻速直線運動,

故A正確；

B.當導體棒速度u=8m/s時，根據(jù)A項可知

B2L2V

mq------=2ma

vR+r

解得

a—lm/s2

故B錯誤；

CD.導體棒最終做勻速直線運動時有

B2L2V）

mq------=0

vR+r

解得

v'=10m/s

故C正確，D錯誤；

故選AC。

【針對練習11］（多選）如圖，距地面〃高處水平放置間距為乙的兩條光滑平行金屬導軌，導軌左端接有電

動勢為￡的電源，質量為加的金屬桿靜置于導軌上，與導軌垂直且電接觸良好，空間有豎直向下的磁感應

強度為3的勻強磁場.現(xiàn)將開關S閉合，一段時間后金屬桿從導軌右端水平飛出，測得其平射程為力下列

說法正確的是（）

A.金屬桿離開導軌后到落地前感應電動勢保持不變

B.金屬桿離開導軌前做勻加速直線運動

C.電源消耗的電能為若信

BLy2h

D.從閉合開關到金屬桿剛要落地時，金屬桿受到的沖量為a+嚓

【答案】AC

【詳解】A.設金屬桿離開軌道時的速度為為，金屬桿離開導軌后到落地前感應電動勢為

E=BLVQ

因為離開軌道后做平拋運動，其水平速度見保持不變，所以感應電動勢保持不變，A正確；

B.開關閉合后，由左手定則可知，金屬桿受到向右的安培力做加速運動，隨著速度的增加，金屬桿切割磁

感線產(chǎn)生的感應電動勢增大，因為感應電動勢與原電動勢方向相反，電路中的電流減小，金屬桿受到的安

培力減小，根據(jù)牛頓第二定律，金屬桿的加速度減小，金屬桿做變加速直線運動，B錯誤；

C.根據(jù)平拋運動

1,

h^29t

d=vQt

解得，平拋運動的初速度為

"。=喧

金屬桿離開軌道前，根據(jù)動量定理

B1L-At=TTIVQ

又因為

q=7?At

電源消耗的能量為

川電=qE

解得

C正確；

D.設金屬桿落地時速度為小根據(jù)動能定理

11,

mgh=—mv￡7——mvQ2

根據(jù)動量定理

/總=mv—0

解得

2

/總=小心八+q五d

D錯誤。

故選ACo

【針對練習121（多選）（2022?寧夏石嘴山?石嘴山市第三中學?？寄M預測）如圖所示，電阻不計的水平U

形光滑導軌上接一個阻值為扁的電阻，放在豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，一個半徑為八

質量為小、電阻為r的半圓形硬導體棒4c（直徑與導軌垂直，并接觸良好），在水平向右的恒定外力F的作用

下，由靜止開始運動，當速度為。時，位移為d,下列說法正確的是（）

A.此;時4c兩端電壓為U4c=2BL-

B.此時桿克服安培力做功的功率為P=^空

Ro+r

C.此過程中導體棒4C的平均速度小于1

D.此過程中通過電阻Ro的電荷量為￡?=潛

【答案】BD

【詳解】A.導體力C有效切割的長度等于半圓的直徑23半圓形導體棒4C切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的大

小為

E=B-2L'v=2BLv

4c相當于電源，其兩端電壓為外電壓，由歐姆定律得

R

UoE_2BLVR0

AC

~R0+r~R0+r

A錯誤；

B.此時桿克服安培力做功的功率為

2BLv4B2L2V2

P=BI-2Lv=B---------2Lv

&+rRo+r

B正確;

C.若導體棒做勻加速運動，則平均速度等于多但是由于導體棒力C做加速度減小的加速運動，根據(jù)運動圖

像可知，此過程中的位移大于做勻加速過程的位移，則此過程中導體棒AC的平均速度大于3c錯誤;

D.根據(jù)

△中

可知此過程中通過電阻&的電荷量為

2BLd

D正確。

故選BDo

【命題點05“雙桿+導軌”模型】

。針對綽單。'

【針對練習13】（多選）（2023?廣西?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，兩足夠長的光滑平行金屬導軌固定在絕

緣水平面上，導軌間距為乙導軌間有方向豎直向下的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為8,質量均為小

有效電阻均為R的金屬棒就和cd垂直于導軌放置，均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)給M棒一個方向水平向左、大小為火

的初速度，下列說法正確的是（）

A.從ab棒開始運動到回路無電流的過程中，回路產(chǎn)生的焦耳熱為警

O

B.從防棒開始運動到回路無電流的過程中，回路產(chǎn)生的焦耳熱為厚

C.最終回路無電流通過后，兩棒間的距離比靜止時增大鬻

DL

D.最終回路無電流通過后，兩棒間的距離比靜止時增大粽

【答案】BC

【詳解】AB.ab棒存在方向水平向左、大小為孫的初速度，此時磁通量改變，電路產(chǎn)生感應電流，在安培

力的作用下，cd棒向左運動，最終閉合回路間的磁通量不發(fā)生改變，即金屬棒ab和cd共速，由水平方向上

動量守恒，可得

mvQ=2mvr

解得

%

=y

根據(jù)能量守恒可得

11

—mvQ7=—x2mv{7+Q

解得

2

mVn

Q=―-

?4

故A錯誤，B正確；

CD.金屬棒受到的安培力為

B2L2^V

F安=BIL

2R

根據(jù)動量定理可得

B217MtB2L2^X

—安=f

解得

mRv（）

△x二4

故C正確，D錯誤；

故選BCo

【針對練習14】（多選）（2023?河北?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，水平光滑導軌間距分別為5、6,寬、窄

八、

導軌區(qū)域磁感應強度分別為BB2,A、B兩導桿質量分別為GA桿B右端通過一條輕繩受質量為m

的重物牽連。并由靜止開始運動。設回路中總電阻為Ro假設各導軌無限長。則下列說法正確的是（）

A.桿A做加速度減小的加速運動，桿B做加速度減小的減速運動

B.A產(chǎn)生的電動勢與桿B產(chǎn)生的電動勢之比為二者速度之比%:為

C.桿A和桿B經(jīng)足夠長時間后的加速度之比為82乙2：8*1

D.若開始到某時刻過程生熱為。，此時兩桿的速度分別為必和獨，則重物機械能損失量為5小人取2+

2mB^B2+Q

【答案】CD

【詳解】B.桿A產(chǎn)生的電動勢為

EA=

桿B產(chǎn)生的電動勢

EB=B2L2VB

可見電動勢之比并不是速度之比，故B錯誤；

A.電路中感應電動勢

BiLiV

E=B2L2VB-A

由牛頓第二定律得

EE

=（m+m）a,

mg-KBBB1K-L1=mAaA

剛開始B的加速度大于A的加速度，因此B的速度增量大于A的速度增量，電路中電流變大，可得桿A

做加速度變大的加速運動，桿B做加速度減小的加速運動，最后電路中電流恒定，做勻加速運動，故A錯

誤；

C.根據(jù)題意，經(jīng)足夠長時間后回路中電流恒定，則

（恒定值）

B2L2VB-Big=k

則有

則

^l^laA—2aB

所以桿A和桿B最終的加速度之比為

O-A-aB=B2L2；B/i

故C正確；

D.若開始到某時刻過程生熱為。，由能量守恒定律可得重物機械能損失量為

11

E損=2mAVA2+2mBVB2+Q

故D正確。

故選CDo

【針對練習15】（多選）（2023?山東?模擬預測）如圖所示，固定在水平面內的光滑不等距平行軌道處于豎

直向上、大小為8的勻強磁場中，段軌道寬度為2乙6c段軌道寬度是L仍段軌道和6c段軌道都足夠

長，將質量均為加、接入電路的電阻均為式的金屬棒M和N分別置于軌道上的成段和6c段，且與軌道垂

直。開始時金屬棒M和N均靜止，現(xiàn)給金屬棒M—水平向右的初速度%），不計導軌電阻，則（）

A.M棒剛開始運動時的加速度大小為比粵

mR

B.金屬棒M最終的速度為等

C.金屬棒N最終的速度為中

D.整個過程中通過金屬棒的電量為粵

DDL

【答案】CD

【詳解】A.由法拉第電磁感應定律以及閉合電路歐姆定律得

E

E=B-2Lv0,1=—

Zn.

由牛頓第二定律得

2BIL=ma

聯(lián)立解得

2B2L2V

a=----------0

mR

故A錯誤；

BC.最終回路中的電流為0,有

2BLI>M—BLVN

對金屬棒M和N分別應用動量定理得

—2BILAt=—mv0

BILAt=mvN

聯(lián)立解得

%

%=亍

2v

=-0

故B錯誤；C正確；

D.又

q=ZAt

聯(lián)立解得

2mv0

q=5BL

故D正確。

故選CD?

Y=--?w*g2j*

冒:B.柘展培休隼高分

一、單選題

1.1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“阿拉果圓盤實驗”，實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正

上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示，實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤

中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后，下列說法正確的是（）

銅圓盤u［二

I

A.因為穿過圓盤的磁通量不變，圓盤上沒有感應電流

B.穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化從而產(chǎn)生沿圓盤邊緣的環(huán)形電流

C.圓盤內局部面積的磁通量變化產(chǎn)生感應電流，從而產(chǎn)生磁場導致磁針轉動

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成了環(huán)形電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉動

【答案】C

【詳解】A.穿過圓盤的磁通量不變，但是圓盤局部面積的磁通量發(fā)生變化，所以在圓盤上有不同的感應電

流，從而產(chǎn)生渦流，所以A錯誤；

B.穿過整個圓盤的磁通量沒有發(fā)生了變化，所以沿圓盤邊緣沒有產(chǎn)生環(huán)形電流，所以B錯誤；

C.圓盤內局部面積的磁通量變化產(chǎn)生感應電流，從而產(chǎn)生磁場導致磁針轉動，所以C正確；

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成了環(huán)形電流而產(chǎn)生的磁場，由安培定則可判斷出磁場的方向在中

心方向豎直向下，其它位置關于中心對稱，則此電流產(chǎn)生的磁場不會導致磁針轉動，所以D錯誤；

故選Co

二、多選題

2.如圖甲所示，在.MN、。尸之間存在一勻強磁場，t=0時，一正方形光滑金屬線框在水平向右的外力廠作

用下緊貼VN從靜止開始做勻加速運動，外力尸隨時間變化的圖線如圖乙所示。已知線框的質量〃尸1kg,

電阻R=2d則（）

MXXQ

X

X

X

A.磁場寬度為4m

B.勻強磁場的磁感應強度為2T

C.線框穿過磁過程中，通過線框的電荷量為2c

D.線框進入磁場過程中，磁場力的沖量大小為lN-s

【答案】AD

【詳解】A.當t=0時線框的速度為零，沒有感應電流，線框不受安培力，根據(jù)牛頓第二定律，線框的加

速度

F,

a——=2m/s

m

磁場的寬度等于線框在。?2s內的位移

11

d=-ati2=-x2x22m=4m

212

A正確；

B.根據(jù)圖像t=Is時線框全部進入磁場，進入磁場的位移正好等于線框的邊長

1,

2

L——at2=1m

當線框全部進入磁場的瞬間受到的安培力

BLBLvB2L2VB212at2

尸安=-^―=—^一=—1^―

線框全部進入磁場的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律得

F—尸安=ma

B2L2at

4------------2=ma

R

解得

B=V2T

B錯誤；

C.線框穿過磁場過程中，通過線框的電荷量

Q=^t=—

K

線框穿過磁場過程中磁通量的變化量為零，通過線框的電荷量為零，c錯誤;

D.根據(jù)動量定理

Ft1—IF=mv—0=mat]

3xlN.s-IF=1x2xlN.s

解得

1=lN.s

F安

D正確。

故選ADo

3.如圖所示，傾角為。的足夠長光滑金屬導軌放置在磁感應強度為2的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌

平面斜向上，導軌底端有一根質量為優(yōu)的導體棒垂直于導軌放置，導軌上端接有阻值為火的電阻，除

夫外其他電阻不計。給一個沿導軌平面向上且垂直于血W的初速度孫，向上滑動距離x時到達最高點，

回到導軌底端時速度大小為V。己知導軌寬度為L,重力加速度為g,在運動過程中與導軌接觸良好,

且不發(fā)生轉動。對導體棒從底端向上滑動到最高點和從最高點向下滑回底端這兩個過程，以下說法正確的

是（）

A.向上滑動過程中的平均感應電動勢為,BL為

B.從底端出發(fā)到返回底端所用的時間為當

C.向下滑動的過程中通過電阻R的電荷量為萼

D.從底端向上滑動到最高點電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為:機（詔-v2）

【答案】BC

【詳解】A.金屬棒在上滑過程中，不是勻變速直線運動，平均速度不等于1％,平均感應電動勢不等于（BL%,

故A錯誤;

B.根據(jù)動量定理，上滑過程

—8/上Lt上-mgsinet上=0—mv0

__△巾上_BLx

/上=匹=心

下滑過程

mgsindt-^—8/下Lt下=mv—0

—△力下BLx

下Rt下Rt下

聯(lián)立得，從底端出發(fā)到返回底端所用的時間為

故B正確；

C.向下滑動的過程中通過電阻尺的電荷量為

△eBLx

q-F

故C正確；

D.全過程中電阻尺產(chǎn)生的焦耳熱為動能的減小量，即

11

Q--mvg——mv2

但上升過程中在某一位置的速度大于下滑過程中同一位置的速度，所以上滑過程同一位置的安培力比下滑

過程大，上滑過程中克服安培力做的功多，產(chǎn)生的熱量較多，上滑過程中產(chǎn)生的焦耳熱大于全過程的一半,

也就是大于（爪（詔-廬），故D錯誤。

故選BCo

4.如圖所示，鏈球比賽屬田徑中的投擲競遠運動，鏈球由金屬材料制造，長度為以某次比賽在濰坊舉行,

鏈球出手前某時刻恰好繞豎直軸水平轉動（俯視逆時針轉動），角速度為。，手到轉軸的距離為Z,場地附近

空間的地磁場可看作是勻強磁場，其水平分量和豎直分量分別為ER、By.則此時（）

A.手握的一端電勢比拴球的一端低

B.手握的一端電勢比拴球的一端高

C.兩端的電勢差約為型等

D.兩端的電勢差約為色吟碼

【答案】BD

【詳解】AB.由題可知，鏈球在轉動過程中切割地磁場的豎直分量，由右手定則可知手握的一端電勢比拴

球的一端高，故B正確，A錯誤；

CD.由

E=BLv

得

（JL）L+to（L1）By3（L?+2ZL）

E=ByL——-——一

故D正確，C錯誤。

故選BDo

5.如圖所示的紙面內有一根豎直向下的長直導線，導線中通有向下的恒定電流，從靠近導線的位置以水平

向右的速度拋出一金屬圓環(huán)，圓環(huán)運動過程中始終處于紙面內。不計空氣阻力，以下說法正確的是（）

A.圓環(huán)中會產(chǎn)生順時針方向的電流

B.圓環(huán)中感應電流的大小始終不變

C.圓環(huán)的水平速度一直在減小

D.圓環(huán)在豎直方向的加速度始終等于重力加速度

【答案】CD

【詳解】A.根據(jù)右手螺旋定則可知導線右邊的磁場方向垂直紙面向外，圓環(huán)水平向右的速度拋出，離通電

直導線越遠，磁場強度越小，故線圈中的磁通量向外變小，根據(jù)楞次定律，可判斷出圓環(huán)的感應電流為逆

時針方向的電流，A錯誤；

C.圓環(huán)在水平向右運動的過程中，根據(jù)楞次定律的推論“來阻去留”，可知圓環(huán)水平速度一直在減小，C正

確；

B.豎直方向的分運動不改變線圈的磁通量，通電直導線周圍的磁感應強度隨距離越遠，磁感應強度越小，

由直線電流外磁感應強度變化規(guī)律知磁感應強度隨距離的增大變化的越來越慢，且圓環(huán)水平方向的速度也

越來越小，故圓環(huán)的磁通量的變化率越來越小，圓環(huán)中感應電流的大小不斷減小，B錯誤；

D.圓環(huán)拋出后，圓環(huán)的感應電流在豎直方向上的安培力合力為零，故圓環(huán)在豎直方向的加速度始終等于重

力加速度，D正確。

故選CD。

6.如圖甲所示，水平面內的粗糙導軌處于豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=2T,導軌間距乙=

1m,導軌左右兩側各接有阻值R=4Q的定值電阻。一質量為機=0.5kg,電阻值r=2。的金屬棒在外界拉

力的作用下，從處由靜止開始沿導軌向右加速運動，運動過程中流過金屬棒的感應電流的大小隨金屬

棒的位移變化的圖像如圖乙所示。己知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)4=0.1,重力加速度g取10m/s2,導

軌電阻不計，則金屬棒從位置九W處開始運動x=1m位移的過程中（）

L

圖乙

A.金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱是0.25JB.整個裝置中產(chǎn)生的總熱量為0.5J

C.外界拉力做功為2.0JD.金屬棒在1m處的動能為0.25J

【答案】AD

【詳解】A.根據(jù)圖像可得，金屬棒從位置九W處開始運動x=1m位移時，金屬棒的感應電流的大小0.5A,

結合圖像的面積關系可得，此過程中金屬棒克服安培力所做的功為

1

W安=8〃?％=BL?/%=2x1x5x1x0.5J=0.5J

則電路中導體電阻產(chǎn)生的焦耳熱為

Qi="安=0.5J

電路中兩電阻R并聯(lián)，所以金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱為

V

Q=7T誨Qi"

故A正確；

B.此過程中金屬棒與導軌間的摩擦產(chǎn)生的熱量為

Q2=1imgx=0.1x0.5X10x1J=0.5J

則整個裝置中產(chǎn)生的總熱量為

Q總=Qi+<?2=U

故B錯誤；

D.x=1m位移時，金屬棒的感應電流的大小0.5A,則此時的感應電動勢為

E=/（r+0.5R）=2V

此時金屬棒的速度為

E

v=—=lm/s

BL

則此時金屬棒的動能為

1,

2

Ek——mv—0.25J

故D正確；

C.根據(jù)功能關系可得，外界拉力做功為

WF=Q總+Ek=1.25J

故C錯誤。

故選ADo

7.如圖所示，兩電阻為零的光滑導軌水平放置在垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度大小為B,導軌

間距最窄處為一狹縫（狹縫寬度不計），取狹縫所在處。點為坐標原點，狹縫右側兩導軌與x軸夾角均為仇

導軌左端通過單刀雙擲開關S可以與電容C或電阻R相連，導軌上有一足夠長且不計電阻的金屬棒與無軸垂直,

在外力F（大小未知）的作用下從。點開始以速度"向右勻速運動，若某時刻開關S接1,外力用Fi表示，通

過金屬棒電流的大小用。表示；若某時刻開關S接2,外力用吃表示，通過金屬棒電流的大小用乃表示。關

于外力、電流大小隨時間變化的圖象關系正確的是（）

【答案】AD

【詳解】AB.由題知金屬棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關系切割長度為

L=2x-tan0

x=vt

則產(chǎn)生的感應電動勢為

E=2Bv2ttanO

當開關S接1時，通過金屬棒的電流為

E2Bv2ttan6

Ii=-=-------------

1RR

則可得

4B2v3tan20

%=BLIi=—

由于具有初速度，則開始計時時力、B不為零，不過原點。故選項A正確，選項B錯誤;

CD.當開關S接2時，通過金屬棒的電流為

與=半=2FCv2tan0

zAt

則可得

232

F2—BLI2—4BCvttan0

由于具有初速度，則開始計時時心、尸2不為零，不過原點。選項D正確，選項C錯誤。

故選AD。

8.如圖，平行光滑導軌左側48和/引是半徑為R的四分之一圓弧，BE、3的處于同一水平面，NC和/。

間距為L和。E間距為2￡,AC.AC、DE、仕勻足夠長，/C和?U和通過導線連接，其

中右側導軌平面處在豎直向上的勻強磁場中，左側大小為，右側大小為務，現(xiàn)

38DDBiBX=B2=BO

將長度為2￡的導體棒尸。垂直導軌放置于DE和DE上，將長度為￡的導體棒垂直導軌放置于4r端，

靜止釋放導體棒MN,導體棒運動的過程始終與導軌垂直且接觸良好。已知導體棒兒W和PQ材料、橫截面

積均相同，導體棒質量為根,電阻為r,重力加速度為g,不計導軌電阻，下列說法正確的是（）

A.導體棒進入磁場瞬間，導體棒P。的加速度大小高，證

B.尸。棒的最終速度為,丁^證

C.磁場方向不變，若BI=2B2,從釋放MN至兩導體棒穩(wěn)定運動的整個過程中導體棒尸。上產(chǎn)生的焦

耳熱為扣gR

D.磁場方向不變，若/、為大小可調，則兩棒的最終速度之比％=今

VpQZb1

【答案】BC

【詳解】A.導體棒從4r端下滑到8皮位置時，設其速度為巧，由機械能守恒定律可得

1

mgR=—mv{7

解得

V1=j2gR

在導體棒兒W進入磁場瞬間，產(chǎn)生的感應電動勢

E]=BL"1=BLy/2gR

由題意可知導體棒尸。的電阻為2r,則此刻回路中的感應電流為

,EiBLyjlgR

/1=—=-------

3r3r

則此刻導體棒PQ所受安培力大小為

2B2L2J2gR

F=2BLL=----—■

3r

由牛頓第二定律可知，此刻導體棒P。的加速度

FB2L2d2gR

d=----=---------------

2m3rm

故A錯誤；

B.設經(jīng)過時間t兩導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢大小相等，設此刻導體棒MN、P。的速度分別為

v2,則有

BLv\=2BLV2

解得

u1=2V2

而在整個過程中對導體棒MN由動量定理有

-BIL-t=mv\—mvr

對導體棒尸。由動量定理有

2BIL-t—2mv2

聯(lián)立以上各式解得

1=呼功=苧

顯然，在兩導軌最夠長的情況下，導體棒兒W、尸。會達到穩(wěn)定狀態(tài)，分別以1/1、功做勻速直線運動，故B

正確；

C.磁場方向不變，若81=2^2,則穩(wěn)定后設導體棒MN、尸。的速度分別為U；、14，則有

2B?Lv1=2B2LV2

在整個過程中對導體棒由動量定理有

—2B2/A-ti=mv1—mvr

對導體棒PQ由動量定理有

2B2IL-t=2mv2

聯(lián)立以上各式解得

1"3

設整個過程中產(chǎn)生的熱量為Q,由能量守恒可得

1?1,212

—mv{=—mvi+-(2m)v2+Q

解得

6

Q=§mgR

由此可知導體棒PQ上產(chǎn)生的焦耳熱為

,24

Q'=§Q=§mgR

故C正確;

D.磁場方向不變，若當、為大小可調，在始終滿足

B/VMN—2B2Lvp（2

的情況下，可知兩棒的最終速度之比為

?MN_”2

VPQBi

故D錯誤。

故選BC?

9.實驗小組設計了如圖所示的裝置研究變壓器，導體棒成的兩個端點分別搭接在兩個豎直放置、半徑相

等的光滑金屬圓環(huán)上，兩圓環(huán)所在空間處于方向豎直向下的勻強磁場中，圓環(huán)通過電刷與導線c、d相接。

c、d兩個端點接在匝數(shù)比犯：3=5：1的理想變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動變阻器&,導體

棒仍繞與ab平行的水平軸（即兩圓環(huán)的中心軸，軸與環(huán)面垂直）。。'以角速度①勻速轉動。如果滑動變

阻器連入電路的阻值為R時，電流表的示數(shù)為/,仍棒、圓環(huán)及接觸電阻均不計，下列說法正確的是（）

A.滑動變阻器上消耗的功率為尸=25尸尺

B.變壓器原線圈兩端的電壓。尸5"

C.取ab在環(huán)的最低端時片0,則導體棒ab中感應電流的表達式是i=魚/sin3t

D.若c、d間改接電阻叱后電流表的示數(shù)不變，則ab棒轉過90。的過程中流過ab棒的電荷量可能為變”

a)R

【答案】AD

【詳解】A.由變壓器原副線圈兩端的電流公式g=工，得

72九1

12=5/

滑動變阻器上消耗的功率，即副線圈功率

P=1爾=25/2R

A正確；

B.由變壓器原副線圈兩端的電壓公式瞿=也可知，

n2

Ui=5U2

又由歐姆定律

U2=I2R=5IR

所以

%=25IR

B錯誤；

C.ab在環(huán)的最低端時t=0,則導體棒ab中感應電流的表達式是

i=迎/cos3t

C錯誤；

D.在cd端接電阻夕后，原電路的電壓仍然不變，是

Ui=25IR=IR'

電流表的示數(shù)不變，可知電阻

R'=257?

交流電的電流最大值

lBS0)

揚F

旋轉90度，磁通量變化為

V2//?'25mlR

A(b=BS=-----=-------

33

所以電量

4025物R

"R'a）R'

q也可以寫成

V2/

q=p

D正確。

故選ADo

10.如圖所示，固定在水平絕緣桌面上的光滑金屬導軌PQ、MN,寬處間距為乙窄處間距為,3導軌所在

區(qū)域分布有磁感應強度大小為3、方向豎直向下的勻強磁場。由同種材料制成、橫截面積相同的金屬桿cd

（長為￡）和勿（長為分別垂直導軌寬處和窄處靜止放置，兩桿與導軌始終接觸良好。現(xiàn)給金屬桿力

水平向右、大小為孫的初速度，不考慮桿〃進入導軌窄處后的運動過程。已知金屬桿^的質量為沉、電阻

為凡不計導軌電阻。在金屬桿cd開始運動后的足夠長時間內，下列說法正確的是（）

XXXX/?X

CD

M—^----------------------1J

xwXXXX

A.回路中的最大電流為粵B.金屬桿cd的最小速度為|為

C.回路中產(chǎn)生的焦耳熱為:小詔D.通過桿某一橫截面的電荷量為警

3JDL

【答案】AC

【詳解】A.當cd桿剛開始運動時，回路中的總電動勢

E=BLv0

此時回路中的總電動勢最大，結合題述和電阻定律可知，加桿質量為2爪、電阻為2R,故回路中的最大電

流為

EBLVQ

/=獲=3R

故A正確；

B.當E=0時，回路中沒有電流，金屬桿cd、ef不再受到安培力，開始做勻速直線運動，此時金屬桿cd

的速度最小，有

1

BLUcd—B--Lvef=0

可知

1

%d=2Vef

設從開始到達到這一狀態(tài)所用時間為K根據(jù)動量定理有

_,_1

—BILt=2m(ycd—v0),BI-—Lt=mvef

解得

12

v

cd=鏟=-V0

故B錯誤；

C.由能量守恒定律可得

111

Q=2x2mvl--x2mv^d--mv^f

解得

21

Q=

故C正確；

D.由動量定理可知

—BLlt=2m(ycd—v0)

則

4

BqL=—mv0

解得

4mv0

q=3BL

故D錯誤。

故選AC。

一、單選題

1.(2023?湖北?統(tǒng)考高考真題)近場通信(NFC)器件應用電磁感應原理進行通訊，其天線類似一個壓平的

線圈，線圈尺寸從內到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長分別為1.0cm、1.2cm

和1.4cm,圖中線圈外線接入內部芯片時與內部線圈絕緣。若勻強磁場垂直通過此線圈，磁感應強度變化率

為103T/S,則線圈產(chǎn)生的感應電動勢最接近（）

天線

A.0.30VB.0.