2013物理（真題+模擬新題）分類(lèi)匯編專(zhuān)題12L單元電磁感應(yīng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精L單元電磁感應(yīng)L1電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律圖X21-12．[2013·湖北省孝感市二統(tǒng)］如圖X21。1所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直徑與磁場(chǎng)寬度相同的金屬圓形線(xiàn)框以一定的初速度斜向勻速通過(guò)磁場(chǎng)．在必要的時(shí)間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速運(yùn)動(dòng),則()A．金屬框內(nèi)感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針再順時(shí)針B．金屬框內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C．水平拉力方向與速度同向D．水平拉力方向與速度方向無(wú)關(guān)2．ABD[解析]金屬圓形線(xiàn)框的磁通量先增加后減少,由楞次定律可知框內(nèi)感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針再順時(shí)針，選項(xiàng)A正確；由切割有效長(zhǎng)度為直徑時(shí)最大，可知金屬框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)歷兩次先增大后減小的過(guò)程，選項(xiàng)B正確；水平拉力方向與安培力的方向相反；水平拉力方向與速度方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確．19．L1[2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ］在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，觀(guān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)和邏輯推理等方法都起到了重要作用．下列敘述符合史實(shí)的是(）A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系B．安培根據(jù)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性，提出了分子環(huán)流假說(shuō)C．法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線(xiàn)附近的固定導(dǎo)線(xiàn)圈中，會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流D．楞次在分析了許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后提出,感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化19．ABD[解析］奧斯特觀(guān)察到電流的磁效應(yīng),表明電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，揭示了電與磁的聯(lián)系,A正確；安培根據(jù)通電螺線(xiàn)管和條形磁鐵磁場(chǎng)的相似性,提出了分子環(huán)流假說(shuō),符合物理史實(shí)，B正確;法拉第發(fā)現(xiàn)處于變化的磁場(chǎng)中的閉合線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤;D項(xiàng)的敘述符合楞次定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,D正確．12．L1、J1、E6 [2013·天津卷］超導(dǎo)現(xiàn)象是20世紀(jì)人類(lèi)重大發(fā)現(xiàn)之一，日前我國(guó)已研制出世界傳輸電流最大的高溫超導(dǎo)電纜并成功示范運(yùn)行．（1)超導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻可以降到幾乎為零，這種性質(zhì)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究．將一個(gè)閉合超導(dǎo)金屬圓環(huán)水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)垂直于圓環(huán)平面向上,逐漸降低溫度使環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場(chǎng)，若此后環(huán)中的電流不隨時(shí)間變化，則表明其電阻為零．請(qǐng)指出自上往下看環(huán)中電流方向，并說(shuō)明理由．(2）為探究該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限ρ，研究人員測(cè)得撤去磁場(chǎng)后環(huán)中電流為I,并經(jīng)一年以上的時(shí)間t未檢測(cè)出電流變化．實(shí)際上儀器只能檢測(cè)出大于ΔI的電流變化，其中ΔII，當(dāng)電流的變化小于ΔI時(shí)，儀器檢測(cè)不出電流的變化，研究人員便認(rèn)為電流沒(méi)有變化．設(shè)環(huán)的橫截面積為S,環(huán)中定向移動(dòng)電子的平均速率為v，電子質(zhì)量為m、電荷量為e。試用上述給出的各物理量，推導(dǎo)出ρ的表達(dá)式．（3）若仍使用上述測(cè)量?jī)x器，實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間依舊為t，為使實(shí)驗(yàn)獲得的該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限ρ的準(zhǔn)確程度更高，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕慕ㄗh，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)現(xiàn)方法．12．[解析]（1)逆時(shí)針?lè)较颍啡ゴ艌?chǎng)瞬間，環(huán)所圍面積的磁通量突變?yōu)榱?，由楞次定律可知，環(huán)中電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)與原磁場(chǎng)方向相同，即向上．由右手螺旋定則可知，環(huán)中電流的方向是沿逆時(shí)針?lè)较颍?2)設(shè)圓環(huán)周長(zhǎng)為l、電阻為R，由電阻定律得R＝ρeq\f(l，S）①設(shè)t時(shí)間內(nèi)環(huán)中電流釋放焦耳熱而損失的能量為ΔE，由焦耳定律得ΔE＝I2Rt②設(shè)環(huán)中單位體積內(nèi)定向移動(dòng)電子數(shù)為n，則I＝nevS③式中n、e、S不變，只有定向移動(dòng)電子的平均速率的變化才會(huì)引起環(huán)中電流的變化．電流變化大小取ΔI時(shí)，相應(yīng)定向移動(dòng)電子的平均速率變化的大小為Δv,則ΔI＝neSΔv④設(shè)環(huán)中定向移動(dòng)電子減少的動(dòng)能總和為ΔEk，則ΔEk＝nlSeq\b\lc\［\rc\］（\a\vs4\al\co1（\f(1，2）mv2－\f（1，2）m（v－Δv)2）)⑤由于ΔII,可得ΔEk＝eq\f(lmv，e)ΔI⑥根據(jù)能量守恒定律，得ΔE＝ΔEk⑦聯(lián)立上述各式,得ρ＝eq\f(mvSΔI,etI2）⑧（3)由ρ＝eq\f(mvSΔI，etI2)看出，在題設(shè)條件限制下,適當(dāng)增大超導(dǎo)電流,可以使實(shí)驗(yàn)獲得ρ的準(zhǔn)確程度更高，通過(guò)增大穿過(guò)該環(huán)的磁通量變化率可實(shí)現(xiàn)增大超導(dǎo)電流．L2法拉第電磁感應(yīng)定律、自感5．［2013·福建省寧德市質(zhì)檢］如圖X21-4所示，電路中的A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線(xiàn)圈，C是電容很大的電容器．當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí)，A、B燈泡發(fā)光情況是(）圖X21。4A．S剛閉合后,A燈亮一下又逐漸變暗，B燈逐漸變亮B．S剛閉合后，B燈亮一下又逐漸變暗,A燈逐漸變亮C．S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，A燈和B燈一樣亮D．S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開(kāi)，B燈立即熄滅，A燈逐漸熄滅5．A[解析]S剛閉合后，A燈亮一下又逐漸變暗，B燈逐漸變亮，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，A燈熄滅，B燈亮．S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開(kāi)，電容器C通過(guò)B燈放電，B燈逐漸熄滅,由于L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),與A燈構(gòu)成閉合電路,A燈逐漸熄滅，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．17．L2［2013·全國(guó)卷］紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的圓相切于O點(diǎn)，兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，且不隨時(shí)間變化．一長(zhǎng)為2R的導(dǎo)體桿OA繞O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為ω。t＝0時(shí)，OA恰好位于兩圓的公切線(xiàn)上，如圖所示，若選取從O指向A的電動(dòng)勢(shì)為正，下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是(）17．C[解析］只研究金屬棒向右轉(zhuǎn)動(dòng)90°的一段過(guò)程即可：切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L＝2Rsinωt，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(1,2）BLv＝eq\f（1,2)BL（Lω）＝eq\f(1，2)B(2Rsinωt）2ω＝2BR2ωsin2ωt，可見(jiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該按照三角函數(shù)的規(guī)律變化，可以排除A和B，再根據(jù)右手定則，金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正，可排除D,只有C正確．17．L2［2013·北京卷]如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為（）A．c→a,2∶1B．a(chǎn)→c，2∶1C．a(chǎn)→c，1∶2D．c→a，1∶217．C［解析］由右手定則可知,導(dǎo)體棒MN中產(chǎn)生的電流的方向?yàn)镹→M,所以流過(guò)R的電流的方向?yàn)閍→c,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤．由E＝BLv可知，兩次產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)之比為1∶2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．15．L2［2013·浙江卷］磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測(cè)線(xiàn)圈．當(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其E－t關(guān)系如右圖所示．如果只將刷卡速度改為eq\f(v0,2),線(xiàn)圈中的E－t關(guān)系圖可能是（)15．D［解析］磁卡磁條的磁化區(qū)通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)圈時(shí)，檢測(cè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)刷卡速度由v0變成eq\f（v0,2）時(shí)，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小由E＝Blv0變?yōu)镋′＝eq\f（Blv0，2）；刷卡器的長(zhǎng)度一定，當(dāng)刷卡速度由v0變成eq\f(v0，2）時(shí),刷卡時(shí)間由t0變?yōu)?t0,故D選項(xiàng)正確．16．L2 ［2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ]如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框;在導(dǎo)線(xiàn)框右側(cè)有一寬度為d（d〉L）的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線(xiàn)框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下．導(dǎo)線(xiàn)框以某一初速度向右行動(dòng)．t＝0時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合,隨后導(dǎo)線(xiàn)框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域．下列v－t圖像中，可能正確描述上述過(guò)程的是（)16．D[解析］由于線(xiàn)框在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程要切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故線(xiàn)框受到安培力的作用做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；安培力F安＝eq\f（B2L2v,R),因v在減小，故F安在減小，加速度a＝eq\f（F安，m）在減小，即線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤；由于d>L,若線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)中仍有速度，則線(xiàn)框?qū)?huì)在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)直至右邊滑出磁場(chǎng)，線(xiàn)框出磁場(chǎng)過(guò)程仍做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確.L3電磁感應(yīng)與電路的綜合1．［2013·安徽省池州市期末]一足夠長(zhǎng)的銅管豎直放置,將一截面與銅管的內(nèi)截面相同、質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)，不考慮磁鐵與銅管間的摩擦，磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度可能是(）A．逐漸增大到定值后保持不變B．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小，然后又越來(lái)越大C．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小，到一定值后保持不變D．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小到一定值之后在一定區(qū)間變動(dòng)圖X22.11．A[解析]永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)下落，速度增大，在銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅管阻礙磁鐵下落,磁鐵速度逐漸增大到定值后保持不變,選項(xiàng)A正確．7．[2013·河南鄭州市一模］如圖X22。9所示，在xOy平面內(nèi)有一扇形金屬框abc，其半徑為r，ac邊與y軸重合，bc邊與x軸重合，且c為坐標(biāo)原點(diǎn)，ac邊與bc邊的電阻不計(jì)，圓弧ab上單位長(zhǎng)度的電阻為R。金屬桿MN長(zhǎng)度為L(zhǎng),放在金屬框abc上，MN與ac邊緊鄰．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面垂直并充滿(mǎn)平面．現(xiàn)對(duì)MN桿施加一個(gè)外力（圖中未畫(huà)出）,使之以c點(diǎn)為軸順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω.求：圖X22。9(1)在MN桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)桿的電流I與轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ間的關(guān)系；（2)整個(gè)電路消耗電功率的最小值是多少？7．(1）eq\f（πBr2ω,2πR0＋2θ（π－2θ）rR）(2)eq\f（2B2r4ω2，8R0＋πrR）[解析］（1）電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(1，2）Br2ω設(shè)金屬桿的電阻為R0，則電路總電阻R總＝R0＋eq\f（R(rθ)R\b\lc\[\rc\］(\a\vs4\al\co1(r\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f（π,2）－θ)))）,\f(π,2）rR）＝R0＋eq\f(θ（π－2θ）rR,π）桿中電流I與桿轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ的關(guān)系為I＝eq\f（E,R總）＝eq\f(πBr2ω，2πR0＋2θ(π－2θ)rR)。(2）由于總電阻R總＝R0＋eq\f（R(rθ）R\b\lc\［\rc\]（\a\vs4\al\co1（r\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(π,2）－θ）))），\f(π,2)rR)，圓弧總長(zhǎng)度rθ＋req\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（π,2)－θ））是定值,所以，當(dāng)rθ＝req\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（π，2）－θ))時(shí)，即θ＝eq\f(π,4)時(shí)，總電阻R總有最大值．此時(shí)，R總＝R0＋eq\f（πrR，8）。此時(shí),電路消耗電功率的最小值是P＝eq\f(E2，R總)＝eq\f（2B2r4ω2,8R0＋πrR）.17．L3 ［2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]如圖，在水平面（紙面）內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌．空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)．用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的平分線(xiàn)垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸．下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線(xiàn),可能正確的是（）ABCD17．A[解析]考查電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題，此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)設(shè)法找縱軸與橫軸的函數(shù)解析式．設(shè)金屬棒單位長(zhǎng)度電阻為R0,∠bac＝2θ，則當(dāng)MN棒切割磁感線(xiàn)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，回路的總電阻R＝R0（L＋eq\f(L，sinθ))，電路中的電流i＝eq\f(E,R)＝eq\f（Bv,1＋\f(1,sinθ）),即i與t無(wú)關(guān),A正確．7．J2、L3 ［2013·四川卷]如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、不可形變的正方形導(dǎo)線(xiàn)框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B＝kt(常量k>0)．回路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央,定值電阻R1＝R0、R2＝eq\f（R0,2).閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線(xiàn)MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則（）A．R2兩端的電壓為eq\f(U,7)B．電容器的a極板帶正電C．滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍D．正方形導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為kL27．AC[解析］R2先與滑動(dòng)變阻器右半部分并聯(lián)，后與左半部分串聯(lián)，再與R1串聯(lián)，R2所在并聯(lián)電路的電阻占外電阻的eq\f（1，7)，故R2兩端的電壓為eq\f（U，7)，A對(duì)；通過(guò)R2的電流與通過(guò)滑動(dòng)變阻器右半部分的電流相等,故通過(guò)滑動(dòng)變阻器左半部分的電流是通過(guò)R2的電流的2倍，其熱功率是R2的4倍,滑動(dòng)變阻器右半部分又與R2的熱功率相等，所以滑動(dòng)變阻器的熱功率是R2的5倍，C對(duì);由楞次定律、安培定則可判斷a極板帶負(fù)電，B錯(cuò)；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝eq\f（SΔB,Δt）＝kS，其中回路面積為圓的面積，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為kπr2，D錯(cuò)．13．L3L4［2013·江蘇卷](15分)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線(xiàn)圈abcd，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直．已知線(xiàn)圈的匝數(shù)N＝100，邊長(zhǎng)ab＝1.0m、bc＝0。5m,電阻r＝2Ω。磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0~1s內(nèi)從零均勻變化到0。2T．在1～5s內(nèi)從0。2(1)0.5s時(shí)線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向；（2)在1～5s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量q;（3)在0~5s內(nèi)線(xiàn)圈產(chǎn)生的焦耳熱Q.13．[解析］(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝eq\f(NΔΦ1，Δt1）磁通量的變化ΔΦ1＝ΔB1S解得E1＝Neq\f(ΔB1S,Δt1）代入數(shù)據(jù)得E1＝10V感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a(2）同理可得E2＝Neq\f(ΔB2S，Δt2）感應(yīng)電流I2＝eq\f(E2，r）電量q＝I2Δt2解得q＝Neq\f（ΔB2S，r)代入數(shù)據(jù)得q＝10(3)0~1s內(nèi)的焦耳熱Q1＝Ieq\o\al(2，1)rΔt1且I1＝eq\f(E1，r）1～5s內(nèi)的焦耳熱Q2＝Ieq\o\al（2,2）rΔt2由Q＝Q1＋Q2,代入數(shù)據(jù)得Q＝100JL4電磁感應(yīng)與力和能量的綜合3．L4 ［2013·天津卷］如圖所示,紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線(xiàn)框abcd，ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線(xiàn)框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng),兩次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng),線(xiàn)框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過(guò)線(xiàn)框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線(xiàn)框上產(chǎn)生的熱量為Q2,通過(guò)線(xiàn)框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則(）A．Q1〉Q2，q1＝q2B．Q1〉Q2，q1>q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1>q23．A［解析]線(xiàn)框上產(chǎn)生的熱量與安培力所做的功相等，W＝FL1，F(xiàn)＝BIL，I＝eq\f(E，R),E＝BLv，由以上四式得Q＝W＝FL1＝eq\f（B2L2v,R)L1＝eq\f(B2L2vL1,R)＝eq\f(B2Sv,R)L，由數(shù)學(xué)表達(dá)式可以看出,切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度L越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量Q越多；通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q＝It＝eq\f（E,R)t＝eq\f(BLv,R）·eq\f（L1，v)＝eq\f(BS，R)，與切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度L無(wú)關(guān)，A正確．7．L4[2013·重慶卷](15分)小明在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)了一種可測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn),其裝置如圖所示．在該實(shí)驗(yàn)中，磁鐵固定在水平放置的電子測(cè)力計(jì)上，此時(shí)電子測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為G1,磁鐵兩極之間的磁場(chǎng)可視為水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其余區(qū)域磁場(chǎng)不計(jì)．直銅條AB的兩端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R.若讓銅條水平且垂直于磁場(chǎng)，以恒定的速率v在磁場(chǎng)中豎直向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為G2，銅條在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng).（1)判斷銅條所受安培力的方向，G1和G2哪個(gè)大？（2）求銅條勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受安培力的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?．[解析]（1)當(dāng)銅條AB向下運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則可判斷電流方向?yàn)锽→A，那么通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中也會(huì)受到安培力的作用．再根據(jù)左手定則，可判斷安培力的方向豎直向上．在銅條AB靜止時(shí),沒(méi)有感應(yīng)電流，也就不受安培力的作用，此時(shí)的G1就是磁鐵的的重力．當(dāng)銅條AB向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到安培力的方向豎直向上,根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵也受到向下的安培力的作用,那么，G2就是重力和安培力的合力，即G2>G1.（2)由（1)分析可知安培力的大小F＝G2－G1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，安培力的大小F＝BIL由閉合電路的歐姆定律知I＝eq\f(E，R）＝eq\f（BLv，R),即F＝BIL＝eq\f（B2L2v，R）＝G2－G1解之得B＝eq\f（1，L）eq\r(\f(\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(G2－G1))R，v）)。25．K1、E1、L4［2013·浙江卷］（22分）為了降低潛艇噪音,提高其前進(jìn)速度，可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳．潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器,每組由6個(gè)相同的、用絕緣材料制成的直線(xiàn)通道推進(jìn)器構(gòu)成,其原理示意圖如下．在直線(xiàn)通道內(nèi)充滿(mǎn)電阻率ρ＝0。2Ω·m的海水,通道中a×b×c＝0。3m×0。4m×0。3m的空間內(nèi)，存在著由超導(dǎo)線(xiàn)圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝6.4T、方向垂直通道側(cè)面向外．磁場(chǎng)區(qū)域上、下方各有a×b＝0.3m×0.4m的金屬板M、N,當(dāng)其與推進(jìn)器專(zhuān)用直流電源相連后，在兩板之間的海水中產(chǎn)生了從N到M，大小恒為I＝1。0×103(1）求一個(gè)直線(xiàn)通道推進(jìn)器內(nèi)磁場(chǎng)對(duì)通電海水的作用力大小，并判斷其方向．(2)在不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下，簡(jiǎn)述潛艇如何轉(zhuǎn)彎？如何“倒車(chē)"?(3）當(dāng)潛艇以恒定速度v0＝30m/s前進(jìn)時(shí),海水在出口處相對(duì)于推進(jìn)器的速度v＝3425．［解析］（1）將通電海水看成導(dǎo)線(xiàn),所受磁場(chǎng)力F＝IBL代入數(shù)據(jù)得：F＝IBc＝1.0×103×6。4×0。3N＝1.92N用左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)海水作用力方向向右（或與海水出口方向相同）(2)考慮到潛艇下方有左、右2組推進(jìn)器，可以開(kāi)啟或關(guān)閉不同個(gè)數(shù)的左、右兩側(cè)的直線(xiàn)通道推進(jìn)器，實(shí)施轉(zhuǎn)彎．改變電流方向,或者磁場(chǎng)方向，可以改變海水所受到磁場(chǎng)力的方向,根據(jù)牛頓第三定律，使?jié)撏А暗管?chē)”．(3)電源提供的電功率中的第一部分:牽引功率P1＝F牽v0根據(jù)牛頓第三定律:F牽＝12IBL當(dāng)v0＝30mP1＝F牽v0＝12×1。92×103×30W＝6.9×105W第二部分：海水的焦耳熱功率對(duì)單個(gè)直線(xiàn)推進(jìn)器，根據(jù)電阻定律：R＝ρeq\f(l，S）代入數(shù)據(jù)得：R＝ρeq\f(c，ab）＝0.2×eq\f(0。3，0。3×0.4）Ω＝0.5Ω由熱功率公式，P＝I2R代入數(shù)據(jù)得：P單＝I2R＝5。0×105WP2＝12×5。0×105W＝6.0×106W第三部分:單位時(shí)間內(nèi)海水動(dòng)能的增加值設(shè)Δt時(shí)間內(nèi)噴出的海水質(zhì)量為mP3＝12×eq\f（ΔΕk，Δt)考慮到海水的初動(dòng)能為零,ΔΕk＝Εk＝eq\f（1，2）mveq\o\al(2,水對(duì)地)m＝ρmbcv水對(duì)地ΔtP3＝12×eq\f(ΔΕk,Δt）＝12×eq\f（1,2)ρmbcveq\o\al（3,水對(duì)地)＝4.6×104W18．l4［2013·福建卷］如圖，矩形閉合導(dǎo)體線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線(xiàn)框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻．線(xiàn)框下落過(guò)程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線(xiàn)OO′平行，線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)方向垂直．設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖像不可能反映線(xiàn)框下落過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律（)18．A[解析]當(dāng)線(xiàn)圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由eq\f(B2L2v0，R）＝mg得勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0＝eq\f（mgR，B2L2）.設(shè)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,（1）當(dāng)v>v0時(shí)，因eq\f(B2L2v，R)>mg，則線(xiàn)圈做減速運(yùn)動(dòng)，且由eq\f(B2L2v，R)－mg＝ma可知加速度a在減小，當(dāng)a＝0時(shí)速度達(dá)到最小并保持勻速運(yùn)動(dòng),A不可能，B可能;(2)當(dāng)v＝v0時(shí)，因eq\f（B2L2v，R)＝mg，則線(xiàn)圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，D可能；（3)當(dāng)v<v0時(shí)，因eq\f（B2L2v,R)〈mg，則線(xiàn)圈繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng),且由mg－eq\f（B2L2v，R)＝ma可知加速度a在減小，在a＝0前速度可以一直增大,C可能．13．L3L4［2013·江蘇卷]（15分）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線(xiàn)圈abcd，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直．已知線(xiàn)圈的匝數(shù)N＝100，邊長(zhǎng)ab＝1。0m、bc＝0。5m，電阻r＝2Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1s內(nèi)從零均勻變化到0。2T．在1~5s內(nèi)從0。2T（1)0.5s時(shí)線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向;（2）在1~5s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量q;（3）在0～5s內(nèi)線(xiàn)圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。13．［解析］（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝eq\f(NΔΦ1,Δt1）磁通量的變化ΔΦ1＝ΔB1S解得E1＝Neq\f（ΔB1S,Δt1）代入數(shù)據(jù)得E1＝10V感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a（2）同理可得E2＝Neq\f(ΔB2S,Δt2）感應(yīng)電流I2＝eq\f(E2，r)電量q＝I2Δt2解得q＝Neq\f（ΔB2S，r)代入數(shù)據(jù)得q＝10(3）0~1s內(nèi)的焦耳熱Q1＝Ieq\o\al(2，1)rΔt1且I1＝eq\f(E1,r)1～5s內(nèi)的焦耳熱Q2＝Ieq\o\al(2,2）rΔt2由Q＝Q1＋Q2，代入數(shù)據(jù)得Q＝100JL5電磁感應(yīng)綜合18．L5[2013·山東卷］將一段導(dǎo)線(xiàn)繞成如圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面（紙面)內(nèi)．回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中．回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ，以向里為磁場(chǎng)Ⅱ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(）圖甲圖乙18．B[解析］0～eq\f(T,2）階段,由楞次定律可知電流方向是由b到a，由法拉第電磁感應(yīng)定律得電流大小恒定，由左手定則可知ab邊受到的安培力方向水平向左，為負(fù)值，安培力大小F安＝BIL恒定,選項(xiàng)B正確．25．L5［2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ］如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L(zhǎng).導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面．在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸．已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻．讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開(kāi)始下滑，求:（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；（2）金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系．25．［解析](1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv①平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差為U＝E②設(shè)此時(shí)電容器極板上積累的電荷量為Q，按定義有C＝eq\f(Q,U)③聯(lián)立①②③式得Q＝CBLv④（2)設(shè)金屬棒的速度大小為v時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為t，通過(guò)金屬棒的電流為i.金屬棒受到的磁場(chǎng)的作用力方向沿導(dǎo)軌向上，大小為f1＝BLi⑤設(shè)在時(shí)間間隔(t，t＋Δt)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為ΔQ,按定義有i＝eq\f(ΔQ，Δt）⑥ΔQ也是平行板電容器極板在時(shí)間間隔（t，t＋Δt）內(nèi)增加的電荷