十年高考(2010-2019年)之高三物理真題精選分類匯編專題13電磁感應(yīng)(解析版)

1、專題13.電磁感應(yīng)題型一、導(dǎo)體棒的有效長度、楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合考查 1題型二、電磁感應(yīng)中的圖像類問題 10題型三、互感與自感現(xiàn)象的考查 1.3題型四、法拉第電磁感應(yīng)定律與動(dòng)力學(xué)、能量的綜合考查 1 5題型一、導(dǎo)體棒的有效長度、楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合考查1. （2019全國1）空間存在一方向與直面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為小橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成半徑為 r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心 O在MN上。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示：磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在t=0到t=ti的時(shí)間

2、間隔內(nèi)（）A.B.圖CaJ圓環(huán)所受安培力的方向始終不變圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向13C.D.、B0rS圓環(huán)中 感應(yīng)電流大小為 -4to :B0加2圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為4t0【答案】BCt0時(shí)刻，磁場的【解析】AB、根據(jù)B-t圖象，疑定律可知，線圈電流方向一直為順時(shí)針，但在 方向發(fā)生變化，故安培仁向，A的阿to時(shí)亥化，則A錯(cuò)誤，B正確；CD、由閉合電路歐姆,導(dǎo)：I =才又根第電感應(yīng)定e=包式，又根據(jù)電阻2. （2018全國3）如圖（a）,在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框 R, R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ 中通有正弦交流電流i, i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向

3、。導(dǎo)線框 R中的感應(yīng)電動(dòng)勢（ ）圖（加TA.在1 = 7時(shí)為零4TB.在時(shí)改變方向TC.在卜=5時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D.在1t 二 7時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向【答案】：AC【解析】：由圖（b）可知，導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時(shí)達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/4時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，選項(xiàng)A正確；在t=T/ 2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變， 導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向不變，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；由于在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大， 電流變化率最大，導(dǎo)致

4、導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/2時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，選項(xiàng)C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，選項(xiàng) D錯(cuò)誤。3. （2015新課標(biāo)）如圖，直角三角形金屬框 abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞 ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為 Ua、Ub、Uc.已知bc邊的 長度為1。下列判斷正確的是（）中A . Ua Uc,金屬框中無電流B. Ub Uc,金屬框中電流方向沿a-b-c-aC .Ubc=-1/2Bl2co,金屬框中

5、無電流D. Ubc=1/2Bl2w,金屬框中電流方向沿 a-c-b-a【答案】C【解析】：AB、導(dǎo)體棒bc、ac做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電動(dòng)勢的方向從b到c,或者說是從a到c,故Ua=UbUc ,磁通量一直為零，不變，故金屬框中無電流，故 A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；1 2CD、感應(yīng)電動(dòng)勢大小 E=BlV= -BL ，在整個(gè)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，磁通量一直為0,且不變，所以線框中只有感應(yīng)電動(dòng)勢沒有感應(yīng)電流；4. （2017全國1）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來

6、快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是（）可加磁場區(qū)紫調(diào)薄板jX K X jxx x ：xx|x【解析】：底盤上的紫銅薄板出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，其擾動(dòng)方向不確定，在選項(xiàng)C這種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，穿過薄板的磁通量難以改變，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒有阻尼效應(yīng)；在選項(xiàng)B、D這兩種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下擾動(dòng)時(shí)，也沒有發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象；選項(xiàng) A這種情況下，不管紫銅薄板出現(xiàn)上 下或左右擾動(dòng)時(shí)，都發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電磁阻尼效應(yīng)，選項(xiàng) A正確。5. （2017全國2）兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場，磁感

7、應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長為 0.1 m、總電阻為0.005 直J正方形導(dǎo)線框 abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t=0時(shí)刻進(jìn)入磁場。線框中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖線如圖（ b）所示（感應(yīng)電流 的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢取正）。下列說法正確的是（0.01;Io 0.2 0.4： 0,6： f/s圖(a)0.01 ,提I (b)A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 0.5 TB .導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5 m/sC.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N【答案】BC

8、 . 一、一l 0 1【解析】由EC圖象可知，線框經(jīng)過 0.2 s全部進(jìn)入磁場，則速度 v=-=m/s=0 5m/s,選項(xiàng)B正確； t 0.2E=0.01 V,根據(jù)E=BLv可知，B=0.2 T,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外，選項(xiàng)C正確；在t=0.4 s至t=0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流I =。.01 A = 2 A ,所受的R 0.005安培力大小為 F=BIL=0.04 N,選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC。6. （2017全國3）如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,

9、一圓環(huán)形金屬線框 T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿 PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是（ ）x5 * - X*/ X 黑rQ fX M r JC Mw一XT中沿逆時(shí)針方向T中沿順時(shí)針方向T中沿逆時(shí)針方向T中沿順時(shí)針方向A. PQRS中沿順時(shí)針方向,B. PQRS中沿順時(shí)針方向,C. PQRS中沿逆時(shí)針方向,D. PQRS中沿逆時(shí)針方向,【答案】D【解析】：因?yàn)?PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，穿過 T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，D正確，ABC錯(cuò)誤。7. （2012全國

10、2）如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度 3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí) B間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率忙的大小應(yīng) t為（）八 4 B02 旦 BoB0A.B. C. D.只只只2二【答案】：C【解析】：產(chǎn)生同樣大小的電流，就要產(chǎn)生同樣大小的感應(yīng)電動(dòng)勢，線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以理解為是半徑在轉(zhuǎn)1 O動(dòng)切割，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小可以表達(dá)為E1=- BR2與，而

11、磁場變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為 2_ B 二 R2r _ , m.八E2 =.，E1=E2,聯(lián)立即可求得 C選項(xiàng)正確 . ：t 28. （2014上海）如圖，勻強(qiáng)磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形。則磁場（）A逐漸增強(qiáng)，方向向外B逐漸增強(qiáng)，方向向里C逐漸減弱，方向向外D逐漸減弱，方向向里【答案】CD【解析】：感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙引起閉合回路中磁通量的變化，體現(xiàn)在面積上是增縮減擴(kuò)”，而回路變?yōu)閳A形，面積是增加了，說明磁場是在逐漸減弱.因不知回路中電流方向，故無法判定磁場方向，故CD都有可能。9. （2014全國1）在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證 由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能

12、觀察到感應(yīng)電流的是（）A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化【解析】：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.本C選項(xiàng)雖然題中的A、B選項(xiàng)都不會使電路中的磁通量發(fā)生變化，不滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，故不正確.在插入條形磁鐵瞬間電路中的磁通量發(fā)生變化，但是當(dāng)人到相鄰房間時(shí)，電

13、路已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電路中的斷電瞬間，會引起閉合電路磁通量的變化,磁通量不再發(fā)生變化，故觀察不到感應(yīng)電流.在給線圈通電、產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此 D選項(xiàng)正確.10. （2014江蘇卷）如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中.在用時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為（）X X M X1X X 9長 ；ZW XJ JrX X M XTnBa2 C. H22nBaD. AtBa2A. 2 At2nBab.21r根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知E=n管=門晉，這里的S指的是線圈在磁場中的有效面積，即 S2=a2-,故

14、 E= n(2B-B) S nBa2AtB項(xiàng)正確.11. （2014山東） 如圖所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕M、N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好，在向右勻速通過(【答案】BCD【解析】：根據(jù)安培定則可判斷出，通電導(dǎo)線在M區(qū)產(chǎn)生豎直向上的磁場,在N區(qū)產(chǎn)生豎直向下的磁場.導(dǎo)體棒勻速通過 M區(qū)時(shí)，由楞次定律可知導(dǎo)體棒受到的安培力向左.當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過N區(qū)時(shí)，由楞次定律可知導(dǎo)體棒受到的安培力也向左.選項(xiàng)B正確.設(shè)導(dǎo)體棒的電阻為 r,軌道的寬度為L,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感2 2應(yīng)電流為，則導(dǎo)體棒受到的安培力F安=81一已非，在導(dǎo)

15、體棒從左到右勻速通過M區(qū)時(shí)，磁場由弱到強(qiáng)，所以 Fm逐漸增大；在導(dǎo)體棒從左到右勻速通過N區(qū)時(shí)，磁場由強(qiáng)到弱，所以Fn逐漸減小.選項(xiàng)C、D正確.12. （2014四川） 如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小.質(zhì)量為 0.2 kg的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1 m的正方形，其有效電阻為 0.1 Q此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B=（0.4 0.2t） T,圖示磁場方向?yàn)檎较?框、擋板和桿不計(jì)形B. t=3 s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到

16、CC. t=1 s時(shí)，金屬桿對擋板 P的壓力大小為0.1 ND. t=3 s時(shí)，金屬桿對擋板 H的壓力大小為0.2 N【答案】AC【解析】 由于B= （0.4-0.2 t） T,在t=1 s時(shí)穿過平面的磁通量向下并減少，則根據(jù)楞次定律可以判斷，金屬桿中感應(yīng)電流方向從 C到D, A正確.在t=3 s時(shí)穿過平面的磁通量向上并增加，則根據(jù)楞次定律可以判斷，金屬桿中感應(yīng)電流方向仍然是從C到D,B錯(cuò)誤.由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E = *=胄Ssin 30 = 0.1V,由閉合電路的歐姆定律得電路電流I = E=1 A，在t=1 s時(shí)，B = 0.2 T,方向斜向下，電流方向從 C到RD,金屬桿對擋板 P

17、的壓力水平向右，大小為Fp= BILsin 30 =0.1 N, C正確.同理，在t=3 s時(shí)，金屬桿對擋板H的壓力水平向左，大小為 Fh= BILsin 30 = 0.1 N, D錯(cuò)誤.13. （2014安徽卷）英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時(shí)會在空間激發(fā)感生電場.如圖所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場B,環(huán)上套一帶電荷量為+ q的小球.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k小是（）A . 0B.r2qkC. 2 2qk:,若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大D. 2qk【答案】【解析】：本題考查電磁感應(yīng)、動(dòng)能定理等知識點(diǎn)，考查對

18、 變化的磁場產(chǎn)生電場”的理解能力與推理能力.由 法拉第電磁感應(yīng)定律可知，沿圓環(huán)一周的感生電動(dòng)勢E感=邛=晉S= k .2,電荷環(huán)繞一周，受環(huán)形電場的加速作用，應(yīng)用動(dòng)能定理可得W=qE感=j/qk.選項(xiàng)D正確。14. （2014全國卷）很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒.一條形磁鐵沿圓筒的中 心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊.讓條形磁鐵從靜止開始下落.條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率 （）A.均勻增大B .先增大，后減小C.逐漸增大，趨于不變D .先增大，再減小，最后不變【答案】C【解析】：本題考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律.豎直圓筒相當(dāng)于閉合電路，磁鐵穿過閉合電路，產(chǎn)生

19、感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，磁鐵受到向上的阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng)的安培力，開始時(shí)磁鐵的速度小，產(chǎn)生的感應(yīng) 電流也小，安培力也小，磁鐵加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，安培力也增大，直到安 培力等于重力的時(shí)候，磁鐵勻速運(yùn)動(dòng).所以 C正確.15. （2014廣東）如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管 P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相 同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（）A .在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)B.在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒C.在P中的下落時(shí)間比在 Q中的長D.落至底部時(shí)在 P中的速度比在 Q中的大【答案】C【解析】： 磁塊在銅管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律

20、，磁塊會受到向上的磁場力，因此A、B錯(cuò)誤；磁塊在塑料管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受重力磁塊下落的加速度小于重力加速度，且機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)的作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，磁塊落至底部時(shí)，根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功能關(guān)系，磁塊在P中的下落時(shí)間比在 Q中的長，落至底部時(shí)在 P中的速度比在 Q中的小，選項(xiàng) C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.16. （2014江蘇）如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有（）A .增加線圈的匝數(shù)B.提高交流電源的頻率C.將金屬杯換為瓷杯D.取走線圈中的鐵芯【答案】AB【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n曾知，增

21、加線圈的匝數(shù) n,提高交流電源的頻率即縮短交流電源的周期（相當(dāng)于減小 At）,這兩種方法都能使感應(yīng)電動(dòng)勢增大故選項(xiàng)A、B正確.將金屬杯換為瓷杯，則沒有閉合電路，也就沒有感應(yīng)電流；取走線圈中的鐵芯，則使線圈中的磁場大大減弱，則磁通量的變化率減小.感應(yīng)電動(dòng)勢減小.故選項(xiàng) C、D錯(cuò)誤.題型二、電磁感應(yīng)中的圖像類問題17. （2019全國2）如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為0,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直，在 ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入

22、磁場開第T計(jì)時(shí)，至ij MN離開磁場區(qū)域?yàn)橹?，流過PQ的電流隨時(shí)間變（A. -;-B.; C.匕的圖像可能正確的是（）D.-U-k y【答案】AD【解析】：由于PQ進(jìn)入磁場時(shí)加速度為零， AB.若PQ出磁場時(shí)MN仍然沒有進(jìn)入磁場，則 PQ出磁場后 至MN進(jìn)入磁場的這段時(shí)間，由于磁通量 4不變，無感應(yīng)電流。由于 PQ、MN同一位置釋放，故 MN進(jìn)入 磁場日與PQ進(jìn)入磁場時(shí)的速度相同， 所以電流大小也應(yīng)該相同， A正確B錯(cuò)誤；CD.若PQ出磁場前MN 已經(jīng)進(jìn)入磁場，由于磁通量 。不變，PQ、MN均加速運(yùn)動(dòng)，PQ出磁場后，MN由于加速故電流比 PQ進(jìn)入 磁場時(shí)電流大，故 C正確D錯(cuò)誤；18. （20

23、19全國2）如圖，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌,兩相同的光滑導(dǎo)體棒 ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t=0時(shí)，棒ab以初速度v0向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用Vl、V2表示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是 （）【解析】：ab棒向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，則受到向左的安培力，從而向左做減速運(yùn)動(dòng)，；金0,故AC正確，BD錯(cuò)屬棒cd受向右的安培力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，隨著兩棒的速度差的減小安培力減小，加速度減小，當(dāng)兩棒速 度相等時(shí)，感應(yīng)電流為零，最終兩棒共速，一起做勻速運(yùn)動(dòng)，故最終電路中電流為 誤。19. （2

24、012全國2）如圖，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知在 1=0到1工1的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某 種變化，而線框中感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平 向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是（）In1 【解析】：由題可得，線框中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場垂直于紙面向里;由楞次定律可得：如果原磁場增強(qiáng)時(shí)，原磁場方向應(yīng)垂直于紙面向外，由安培定則可知，導(dǎo)線電流方向應(yīng) 該向下，為負(fù)的，且電流越來越大；由楞次定律可知：如果原磁場方向垂直于紙面向里，則

25、原磁場減弱，直線電流變小，由安培定則可知，直 線電流應(yīng)豎直向上，是正的；A、圖示電流使線框中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，但線框在水平方向受到的合力始終水平向左，故A錯(cuò)誤;B、圖示電流使線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，故 B錯(cuò)誤；C、由圖示可知，直線電流按 A所示變化，感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向，由楞次定律可知，在i大于零時(shí)，為阻礙磁通量的減小，線框受到的合力水平向左，在 i小于零時(shí)，為阻礙磁通量的增加，線框受到的合力水平向右，故C正確；D、圖示電流不能使線框中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向，故 D錯(cuò)誤；故選：C.20.（2013.山東）將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面（紙面）內(nèi)，回路的

26、ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場I中?；芈返膱A形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場n ,以向里為磁場n的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。用 F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖像是D【答案】：BB的變化度一定,【解析】：分析一個(gè)周期內(nèi)的情況：在前半個(gè)周期內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度由法拉第電磁感應(yīng)定律得知，圓形線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定不變，則感應(yīng)電流恒定不變，ab邊在磁場中所受的安培力也恒定不變，由楞次定律可知，圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，通過ab的電流方向從b-a,由左手定則判斷得知，ab所受的安培力方向水平向左，為

27、負(fù)值；同理可知，在后半個(gè)周期內(nèi)，安培力大小恒定不變，方向水平向右.故 B正確.21. （2011年山東）如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d,置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處。磁場寬為3h,方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放c, c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動(dòng)能，、分別表示c、d相對釋放點(diǎn)的位移。圖乙中正確的是（）圖乙【答案】：BD12【斛析】：c導(dǎo)體棒洛入磁場之刖做自由洛體運(yùn)動(dòng)，加速度恒為g,有h=gt , v = gt , c棒進(jìn)入磁場以速2度v做勻速直

28、線運(yùn)動(dòng)時(shí)，d棒開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，與 c棒做自由落體運(yùn)動(dòng)的過程相同，此時(shí)c棒在磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程為 卜=vt =gt2 =2h , d棒進(jìn)入磁場而c還沒有傳出磁場的過程，無電磁感應(yīng)，兩導(dǎo)體棒僅受到重力作用，加速度均為g,知道c棒穿出磁場，B正確。c棒穿出磁場，d棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此時(shí)d棒速度大于c進(jìn)入磁場是切割磁感線的速度，故電動(dòng)勢、電流、安培力都大于c剛進(jìn)入磁場時(shí)的大小，d棒減速，直到穿出磁場僅受重力，做勻加速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合勻變速直線 運(yùn)動(dòng)v2 -v； =2gh ,可知加速過程動(dòng)能與路程成正比，D正確。題型三、互感與自感現(xiàn)象的考查22. （2017年北京）圖

29、1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，Li和L2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)Si瞬間，燈Ai突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2,燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈 A3立即變亮, 最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是LL圖1版A.圖1中，Ai與Li的電阻值相同B.圖1中，閉合Si,電路穩(wěn)定后，Ai中電流大于Li中電流C.圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D.圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器 R中電流相等【答案】C【解析】斷開開關(guān) Si瞬間，燈Ai突然閃亮，由于線圈 Li的自感，通過Li的電流逐漸減小，且通過 Ai,即 自感電流會大于原來通過 Ai的電流，說明閉合 Si,電路穩(wěn)

30、定時(shí)，通過 Ai的電流小于通過Li的電流，Li的 電阻小于Ai的電阻，AB錯(cuò)誤；閉合S2,電路穩(wěn)定時(shí)，A2與A3的亮度相同，說明兩支路的電流相同，因 此變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；閉合開關(guān) S2, A2逐漸變亮，而 A3立即變亮，說明L2中電流與變 阻器R中電流不相等，D錯(cuò)誤。23. （2018全國1）如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處 沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁 針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開關(guān)閉合并保持一段

31、時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】AD【解析】：開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛赡舷虮?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，左側(cè)線圈中磁通量不變，線圈中感應(yīng)電動(dòng)，勢和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線中電流為零，小磁針恢復(fù)到原來狀態(tài)，選項(xiàng) BC錯(cuò)誤；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后再斷開后的瞬間，左側(cè)

32、的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛杀毕蚰?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。24. （2014新課標(biāo)全國卷1）如圖（a）所示，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上.在 ab線圈中通以變化的電流， 用示波器測得線圈 cd間電壓如圖（b）所示.已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是（）25【解析】：本題考查了電磁感應(yīng)的圖像.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab線圈電流的變化率與線圈cd上的波形圖一致，線圈 cd上的波形圖是方波，ab線圈

33、電流只能是線，f變化的，所以 C正確.題型四、法拉第電磁感應(yīng)定律與動(dòng)力學(xué)、能量的綜合考查25. （2019北京）如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長為L,總電阻為R, ad邊與磁場邊界平行。從 ad邊剛進(jìn)入磁場直至 bc邊剛要進(jìn)入的過程中，線框在 向左的拉力作用下以速度 v勻速運(yùn)動(dòng)，求：BXXKXKX（1）感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E;（2）拉力做功的功率 P;（3） ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。【答案】(1) E =BLv ； (2)2222. 3B L v - B L vP -；(3) Q :R4【解析】：由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢綜合閉合電路歐姆定

34、律和2 一Q = I 2Rt 解題。從ad邊剛進(jìn)入磁場到 bc邊剛要進(jìn)入的過程中，只有ad邊切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為:E =BLv ;(2)線框進(jìn)入過程中線中g(shù)中的電流為：I =Ead邊安培力為：fa = bil由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，所以有拉力與安培力大小相等，方向相反，即 F = Fa所以拉力的功率為：P = Fv = FaV聯(lián)立以上各式解得:2,2 2B L v(3)線框進(jìn)入過程中線中g(shù)中的電流為：I =-R進(jìn)入所用的時(shí)間為：t L- vad邊的電阻為：Rad = 42 _,焦耳熱為：Q = I Radt聯(lián)立解得：Q2. 3B L v26. (2019天津)如圖所示，固定在水平面上間

35、距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為I、電阻均為R ,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ的質(zhì)量為m ,金屬導(dǎo)軌足夠長，電阻忽略不計(jì)。(1)閉合S,若使PQ保持靜止，需在其上加多大水平恒力F ,并指出其方向;（2）斷開S, PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為u的加速過程中流過 PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。Bkl. 12 2.【答案】（1） F=,方向水平向右；（2） W =

36、m - kq 3R23,則：t【解析】：（1）設(shè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為 E,由法拉第電磁感應(yīng)定律 E設(shè)PQ與MN并聯(lián)的電阻為閉合S時(shí)，設(shè)線圈中的電流為I ,根據(jù)閉合電路歐姆定律得設(shè)PQ中的電流為Ipq ,有IRQ -Irq 2設(shè)PQ受到的安培力為 2,保持PQ靜止，由受力平衡，有 I nniiv聯(lián)立式得BklF = 氫3R方向水平向右。（2）設(shè)PQ由靜止開始到速度大小為u的加速過程中，PQ運(yùn)動(dòng)的位移為x,所用時(shí)間為At,回路中的磁通量變化為，平均感應(yīng)電動(dòng)勢為E，有其中設(shè)PQ中的平均電流為I,有-E2R根據(jù)電流的定義得：t由動(dòng)能定理，有1 2f x w m -0?2聯(lián)立？?？ 式得1 一 2 2

37、W = mkq ?2327. (2015海南)如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距 l ,左端與一電阻 R相連；整個(gè)系統(tǒng)置于 勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,方向豎直向下。一質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在,水平外力作用下 沿導(dǎo)軌以速度v勻速向右滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為重力加速度大小為 g,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求(1)電阻R消耗的功率;(2)水平外力的大小?！敬鸢浮浚阂娊馕觥窘馕觥浚?1)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E = BLv,根據(jù)歐姆定律，閉合回路中的感應(yīng)電流為I=-Rr21 2 2電阻R消耗的功率為P = I 2

38、R ,聯(lián)立可得P =-向右的外力，三力平衡，故有F安十Nmg = F ,R(2)對導(dǎo)體棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力,_ BlvB212v,F安=BIl =B l ,故 F =+ mgRR28. (2014新課標(biāo))半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒 AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心 O,裝置的俯視圖如圖所示.整個(gè)裝C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間置位于一勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下.在內(nèi)圓導(dǎo)軌的接有一阻值為 R的電阻(圖中未畫出).直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)

39、體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)的導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽n略.重力加速度大小 g.求(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小:(2)外力的功率.【答案】(1)從C端流向D端2rB R1242(2【解析】(1)在用時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過的面積為_1_ 22 AS=2coAt(2r)2-r2(D根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為=吟 At根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端.端.由歐姆定律可知，通過電阻R的感應(yīng)電流的大小因此，通過電阻 R的感應(yīng)電流的方向是從 C端流向DI滿足2rB R w 23(2)在豎直萬向有mg 2N = 0 式中，由于質(zhì)量分布均勻，

40、內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的正壓力大小相等，其值為N,兩導(dǎo)軌對運(yùn)行的導(dǎo)體棒的滑動(dòng)摩擦力均為f = ND在At時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓軌上掃過的弧長為11 = r 3 At 和 12= 2r wAt克服摩擦力做的總功為Wf= f(li+ I2)在At時(shí)間內(nèi)，消耗在電阻 R上的功為Wr= I2R At 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，外力在At時(shí)間內(nèi)做的功為W= Wf+ Wr?外力的功率為P=W?由至12式得39 co2B2r4P = 2mg|w+ 4R?29. (2014安徽)如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5 T,其方向垂直于傾角。為30的斜面向上.絕緣斜面上固定有 A形狀的光滑金屬導(dǎo)軌的 MPN(

41、電阻忽略不計(jì))，MP和NP長度土勻?yàn)?.5 m,MN連線水平，長為3 m .以MN中點(diǎn)O為原點(diǎn)、OP為x軸建立一維坐標(biāo)系 Ox.一根粗細(xì)均勻的金屬桿 CD,長度d為3 m , 質(zhì)量m為1 kg、電阻R為0.3 Q,在拉力F的作用下，從 MN處以恒定速度 v= 1 m/s在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動(dòng)(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好).g取10 m/s2.(1)求金屬桿CD運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E及運(yùn)動(dòng)到x= 0.8 m處電勢差Ucd； (2)推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖2中畫出Fx關(guān)系圖像;(3)求金屬桿CD從MN處運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱.【答案】(1)0

42、.6 V (2)略(3)7.5 J【解析】(1)金屬桿CD在勻速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv(l=d), E= 1.5 V(D 點(diǎn)電勢高)當(dāng)x= 0.8 m時(shí)，金屬桿在導(dǎo)軌間的電勢差為零.設(shè)此時(shí)桿在導(dǎo)軌外的長度為l外，則OP xl 外二OPd得l外=1.2 m 由楞次定律判斷 D點(diǎn)電勢高，故CD兩端電勢差Ucb=Bl 外v, Ucd = 0.6 V(2)桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置x關(guān)系是OP x 31= op d = 32x對應(yīng)的電阻Ri為Ri=：R,電流I = Bv dRi桿受的安培力 F安=BIl = 7.5- 3.75x根據(jù)平衡條件得 F= F安+mgsin 0F= 12.5-3.75

43、x(0 FW 2)畫出的Fx圖像如圖所示.外力F所做的功 Wf等于Fx圖線下所圍的面積，即 5+12.5Wf = -2-切 J=17.5 J而桿的重力勢能增加量AEp= mgsin 0故全過程產(chǎn)生的焦耳熱Q= WF- AEp= 7.5 J30. (2014江蘇)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L,長為3d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為 9,在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為 d的薄絕緣涂層.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,方向與 導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在

44、兩導(dǎo)軌間的電阻為R,其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度為 g.求： (1)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)4(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v;(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.mgRsin 0【答案】tan 0 (2)皆2 (3)2mgdsin 0m3g2R2sin2 02B4L4【解析】(1)在絕緣涂層上受力平衡mgsin 9=科mgos。解得 產(chǎn)tan a(2)在光滑導(dǎo)軌上感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv 感應(yīng)電流 I = E安培力 F安=8口受力平衡5安=mgsin。解得RmgRsin 0v= B2L2(3)摩擦生熱Qt= mgCos 012能重寸恒te律3mgdsin 0= Q+Qr + 2mv后

45、r/日八 c ，.八 m3g2R2sin 0解得 Q=2mgdsin。一一短414.仁30。的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距31. (2014天津)如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角L = 0.4 m.導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域I和H ,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN , I中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，n中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁場感應(yīng)度大小均為B= 0.5 T.在區(qū)域I中，將質(zhì)量mi = 0.1 kg,電阻Ri=0.1 詡金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域n中將質(zhì)量m2=0.4 kg,電阻R2=0.1的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑.cd在滑動(dòng)過程

46、中始終處于區(qū)域n的磁場中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10 m/s2,問(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；(2) ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度v多大；從cd開始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過程中，cd滑動(dòng)的距離x=3.8 m,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量 Q是 多少?【答案】:(1)由a流向b (2)5 m/s (3)1.3 J【解析】(1)由右手定則可以直接判斷出電流是由a流向b.(2)開始放置ab剛好不下滑時(shí)，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其為Fmax,有Fmax=m1gsin。設(shè)ab剛好要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢為 E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有E= BLv

47、 設(shè)電路中的感應(yīng)電流為 I,由閉合電路歐姆定律有I = EdI R1+R2 設(shè)ab所受安培力為F安，有F安=ILB 此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F 安=migsin 0+ F max綜合式，代入數(shù)據(jù)解得 v= 5 m/s (3)設(shè)cd棒的運(yùn)動(dòng)過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒有12分m2gxsin 0= Q 總 + 2m2v R1又Q = R1 + R2Q總 解得Q= 1.3 JR= 0.1 m的圓形金屬導(dǎo)32. (2014浙江)某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示.一個(gè)半徑為軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA, A端與導(dǎo)軌接觸良好， O端固定

48、在圓心處的轉(zhuǎn)軸上.轉(zhuǎn)軸R.的左端有一個(gè)半徑為 r = R的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng).圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線，下端掛 3B=著一個(gè)質(zhì)量為 m= 0.5 kg的鋁塊.在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度 0.5 T. a點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過電刷與 O端相連.測量a、b兩點(diǎn)間的電勢差U可算得鋁塊速度.鋁塊由 靜止釋放，下落 h=0.3 m時(shí)，測得U = 0.15 V.(細(xì)線與圓盤間沒有滑動(dòng)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2)測U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的 芷極”還是 負(fù)極”?(2)求此時(shí)鋁塊的速度大??；(3)求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失.【答案】(1)正極 (2)2 m/s (3)0.5 J【解析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律