專題11電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用（原卷版）

專題11電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用知識梳理考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種常見情況導(dǎo)線切割磁感線結(jié)論：只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流磁鐵與回路相對運動磁場發(fā)生變化2.深刻理解楞次定律中“阻礙”的含義，巧判感應(yīng)電流的方向推論例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化——“增反減同”3.“三定則、一定律”的比較定則或定律適用的現(xiàn)象因果關(guān)系安培定則電流的磁效應(yīng)——電流、運動電荷產(chǎn)生的磁場因電生磁左手定則1.安培力——磁場對電流的作用力；2．洛倫茲力——磁場對運動電荷的作用力因電受力右手定則導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因動生電楞次定律閉合回路磁通量變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因磁生電例一（2020全國2）管道高頻焊機(jī)可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機(jī)的原理如圖所示，圓管通過一個接有高頻交流電的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為（）A.庫侖 B.霍爾 C.洛倫茲 D.法拉第【答案】D【解析】由題意可知，圓管為金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，且有電阻，當(dāng)周圍的線圈中產(chǎn)生出交變磁場時，就會在導(dǎo)體內(nèi)部感應(yīng)出渦電流，電流通過電阻要發(fā)熱。該過程利用原理的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其發(fā)現(xiàn)者為法拉第。故選D。

例二（2021廣東）如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌和，與平行，是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧左側(cè)和扇形內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場，金屬桿的O端與e點用導(dǎo)線相接，P端與圓弧接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿靜止在平行導(dǎo)軌上，若桿繞O點在勻強(qiáng)磁場區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（）A.桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定B.桿受到的安培力不變C.桿做勻加速直線運動D.桿中的電流逐漸減小【答案】AD【解析】A．OP轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為因為OP勻速轉(zhuǎn)動，所以桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，故A正確；BCD．桿OP勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流由M到N通過MN棒，由左手定則可知，MN棒會向左運動，MN棒運動會切割磁感線，產(chǎn)生電動勢與原來電流方向相反，讓回路電流減小，MN棒所受合力為安培力，電流減小，安培力會減小，加速度減小，故D正確，BC錯誤。故選AD?？键c二法拉第電磁感應(yīng)定律及簡單應(yīng)用1．法拉第電磁感應(yīng)定律的三種變形表達(dá)式(1)磁通量的變化僅由面積S變化引起時，ΔΦ＝BΔS，則E＝neq\f(BΔS,Δt)。(2)磁通量的變化僅由磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化引起時，ΔΦ＝ΔBS，則E＝neq\f(ΔBS,Δt)。注意：S為線圈在磁場中的有效面積。(3)磁通量的變化是由于面積S和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的共同變化引起的，應(yīng)根據(jù)定義求E，ΔΦ＝|Φ末－Φ初|，則E＝neq\f(|B2S2－B1S1|,Δt)≠neq\f(ΔBΔS,Δt)。2.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢平動切割E＝BlvB、l、v三者互相垂直旋轉(zhuǎn)切割E＝eq\f(1,2)Bl2ω導(dǎo)體棒在垂直于磁場的平面繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動3.自感中燈泡“閃亮”與“不閃亮”問題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡“閃亮”后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變4．電磁阻尼與電磁驅(qū)動的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由于導(dǎo)體在磁場中運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力由于磁場運動引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力效果安培力的方向與導(dǎo)體運動方向相反，阻礙導(dǎo)體運動導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運動方向相同，推動導(dǎo)體運動能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能，而對外做功相同點兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場間的相對運動例一（2021·河北卷）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標(biāo)原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點開始以速度v向右勻速運動，忽略所有電阻，下列說法正確的是（）A．通過金屬棒的電流為B．金屬棒到達(dá)時，電容器極板上的電荷量為C．金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負(fù)電D．金屬棒運動過程中，外力F做功的功率恒定【答案】A【解析】C．根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯誤；A．由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長度為L=2xtanθ，x=vt則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=2Bv2ttanθ由題圖可知電容器直接與電相連，則電容器的電荷量為Q=CE=2BCv2ttanθ則流過導(dǎo)體棒的電流I==2BCv2tanθ，A正確；B．當(dāng)金屬棒到達(dá)x0處時，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E′=2Bvx0tanθ則電容器的電荷量為Q=CE′=2BCvx0tanθ，B錯誤；D．由于導(dǎo)體棒做勻速運動則F=F安=BIL由選項A可知流過導(dǎo)體棒的電流I恒定，但L與t成正比，則F為變力，再根據(jù)力做功的功率公式P=Fv，可看出F為變力，v不變則功率P隨力F變化而變化；D錯誤；例二（2021·浙江卷）一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示，充滿氖氣（）的電離室中有兩電極與長直導(dǎo)線連接，并通過兩水平長導(dǎo)線與高壓電相連。在與長直導(dǎo)線垂直的平面內(nèi)，以導(dǎo)線為對稱軸安裝一個用阻值的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)的圓環(huán)形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩端c、d與阻值的電阻連接。螺線管的橫截面是半徑的圓，其中心與長直導(dǎo)線的距離。氣體被電離后在長直導(dǎo)線回路中產(chǎn)生順時針方向的電流I，其圖像如圖乙所示。為便于計算，螺線管內(nèi)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均可視為，其中。（1）求內(nèi)通過長直導(dǎo)線橫截面的電荷量Q；（2）求時，通過螺線管某一匝線圈的磁通量；（3）若規(guī)定為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計算，畫出通過電阻R的圖像；（4）若規(guī)定為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的圖像。【答案】（1）；（2）；（3）見解析；（4）見解析【解析】（1）由電量和電流的關(guān)系可知圖像下方的面積表示電荷量，因此有代入數(shù)據(jù)解得（2）由磁通量的定義可得代入數(shù)據(jù)可得（3）在時間內(nèi)電流均勻增加，有楞次定律可知感應(yīng)電流的方向，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢由閉合回路歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)解得在電流恒定，穿過圓形螺旋管的磁場恒定，因此感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，而在時間內(nèi)電流隨時間均勻變化，斜率大小和大小相同，因此電流大小相同，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為，則圖像如圖所示（4）考慮自感的情況下，線框會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的變化，因此開始時電流是緩慢增加的，過一段時間電路達(dá)到穩(wěn)定后自感消失，電流的峰值和之前大小相同，在時間內(nèi)電路中的磁通量不變化電流要減小為零，因此自感電動勢會阻礙電流的減小，使得電流緩慢減小為零。同理，在內(nèi)電流緩慢增加，過一段時間電路達(dá)到穩(wěn)定后自感消失，在之后，電路中的磁通量不變化電流要減小為零，因此自感電動勢會阻礙電流的減小，使得電流緩慢減小為零。圖像如圖考點三電磁感應(yīng)中的圖象問題分析電磁感應(yīng)中的圖象問題的思路與方法圖象類型(1)各量隨時間變化的圖象：如B-t圖象、φ-t圖象、E-t圖象、I-t圖象、F-t圖象等(2)各量隨位移變化的圖象：如E-x圖象、I-x圖象等問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的圖象(畫圖象)(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的問題(用圖象)常用規(guī)律有關(guān)方向的判斷左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律六類公式(1)平均感應(yīng)電動勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)(2)平動切割電動勢E＝Blv(3)轉(zhuǎn)動切割電動勢E＝eq\f(1,2)Bl2ω(4)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)(5)安培力F＝BIl(6)牛頓運動定律及運動學(xué)的相關(guān)公式等常用方法排除法定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負(fù)，以排除錯誤的選項函數(shù)法根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進(jìn)行分析和判斷例一.(2020·浙江7月選考)如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以O(shè)為原點、水平向右為正方向建立x軸，在0≤x≤1.0m區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場。桌面上有一邊長L＝0.5m、電阻R＝0.25Ω的正方形線框abcd。當(dāng)平行于磁場邊界的cd邊進(jìn)入磁場時，正方形線框在沿x方向的外力F作用下以v＝1.0m/s的速度做勻速運動，直到ab邊進(jìn)入磁場時撤去外力。若以cd邊進(jìn)入磁場時作為計時起點，在0≤t≤1.0s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時間t的關(guān)系如圖2所示，在0≤t≤1.3s內(nèi)線框始終做勻速運動。(1)求外力F的大小；(2)在1.0s≤t≤1.3s內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時間t的關(guān)系；(3)求在0≤t≤1.3s內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q?！敬鸢浮?1)0.0625N(2)B＝eq\f(1,6－4t)(3)0.5C【解析】(1)根據(jù)題圖2可得t＝0時B0＝0.25T回路電流I＝eq\f(B0Lv,R)安培力FA＝eq\f(B02L2,R)v外力F＝FA＝0.0625N。(2)線框勻速出磁場，電流為0，磁通量不變，Φ1＝Φt1＝1.0s時，B1＝0.5T，磁通量Φ1＝B1L2t時刻，磁通量Φ＝BL[L－v(t－t1)]聯(lián)立得B＝eq\f(1,6－4t)。(3)0≤t≤0.5s時電荷量q1＝eq\f(B0L2,R)＝0.25C0．5s≤t≤1.0s電荷量q2＝eq\f(B1L2－B0L2,R)＝0.25C總電荷量q＝q1＋q2＝0.5C。例二(多選)(2020·山東等級考)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第一和第二象限分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內(nèi)的剛性導(dǎo)體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運動(不發(fā)生轉(zhuǎn)動)。從圖示位置開始計時，4s末bc邊剛好進(jìn)入磁場。在此過程中，導(dǎo)體框內(nèi)感應(yīng)電流的大小為I，ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時間t的關(guān)系圖象可能正確的是()【答案】BC【解析】第1s內(nèi)，ae邊切割磁感線，由E＝BLv可知，感應(yīng)電動勢不變，導(dǎo)體框總電阻一定，故感應(yīng)電流一定，由安培力F＝BIL可知，ab邊所受安培力與ab邊進(jìn)入磁場的長度成正比。第2s內(nèi)，導(dǎo)體框切割磁感線的有效長度均勻增大，感應(yīng)電動勢均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大。第3～4s內(nèi)，導(dǎo)體框在第二象限內(nèi)切割磁感線的有效長度保持不變，在第一象限內(nèi)切割磁感線的有效長度不斷增大，但兩象限磁場方向相反，導(dǎo)體框的兩部分感應(yīng)電動勢方向相反，所以第2s末感應(yīng)電動勢達(dá)到最大，之后便不斷減?。坏?s末與第1s末，導(dǎo)體框切割磁感線的有效長度相同，可知第3s末與第1s末線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等，但第3s末ab邊進(jìn)入磁場的長度是第1s末的3倍，即ab邊所受安培力在第3s末的大小等于第1s末所受安培力大小的3倍。綜上可知A、D錯誤，B、C正確。考點四電磁感應(yīng)中的動力學(xué)、動量和能量問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)、動量和能量問題解題策略動力學(xué)問題平衡態(tài)非平衡態(tài)能量問題能量轉(zhuǎn)化eq\x(\a\al(其他形式,的能量))eq\o(→,\s\up7(克服安培),\s\do5(力做功))eq\x(\a\al(電,能))eq\o(→,\s\up7(電流做功),\s\do5())eq\x(\a\al(焦耳熱或其他,形式的能量))焦耳熱Q的三種方法動量問題對于兩導(dǎo)體棒在平直的光滑導(dǎo)軌上運動的情況，如果兩棒所受的外力之和為零，則考慮應(yīng)用動量守恒定律處理問題當(dāng)題目中涉及電荷量或平均電流時，可應(yīng)用動量定理eq\x\to(BI)L·Δt＝m·Δv、q＝eq\x\to(I)·Δt來解決問題例一（2021全國甲）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍。現(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）

A.甲和乙都加速運動B.甲和乙都減速運動C.甲加速運動，乙減速運動D.甲減速運動，乙加速運動【答案】AB【解析】設(shè)線圈到磁場的高度為h，線圈的邊長為l，則線圈下邊剛進(jìn)入磁場時，有感應(yīng)電動勢為兩線圈材料相等（設(shè)密度為），質(zhì)量相同（設(shè)為），則設(shè)材料的電阻率為，則線圈電阻感應(yīng)電流為安培力為由牛頓第二定律有聯(lián)立解得加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面積無關(guān)，則甲和乙進(jìn)入磁場時，具有相同的加速度。當(dāng)時，甲和乙都加速運動，當(dāng)時，甲和乙都減速運動，當(dāng)時都勻速。故選AB。例二(2019·浙江4月選考)如圖所示，傾角θ＝37°、間距l(xiāng)＝0.1m的足夠長金屬導(dǎo)軌底端接有阻值R＝0.1Ω的電阻，質(zhì)量m＝0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝。建立原點位于底端、方向沿導(dǎo)軌向上的坐標(biāo)軸x。在0.2m≤x≤0.8m區(qū)間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。從t＝0時刻起，棒ab在沿x軸正方向的外力F作用下，從x＝0處由靜止開始沿斜面向上運動，其速度v與位移x滿足v＝kx(可導(dǎo)出a＝kv)，k＝5s－1。當(dāng)棒ab運動至x1＝0.2m處時，電阻R消耗的電功率P＝0.12W，運動至x2＝0.8m處時撤去外力F，此后棒ab將繼續(xù)運動，最終返回至x＝0處。棒ab始終保持與導(dǎo)軌垂直，不計其他電阻，求：(提示：可以用F-x圖象下的“面積”代表力F做的功，sin37°＝，g取10m/s2)(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)外力F隨位移x變化的關(guān)系式；(3)在棒ab整個運動過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q?！敬鸢浮?1)eq\f(\r(30),5)T(2)0≤x≤0.2m時，F(xiàn)＝＋x)N；0.2m≤x≤0.8m時，F(xiàn)＝＋x)N(3)0.324J【解析】(1)在x1＝0.2m處時，電阻R消耗的電功率P＝eq\f(（Blv）2,R)此時v＝kx＝1m/s解得B＝eq\r(\f(PR,（lv）2))＝eq\f(\r(30),5)T。(2)在無磁場區(qū)間0≤x＜0.2m內(nèi)，有a＝5s－1×v＝25s－2×xF＝25s－2×xm＋μmgcosθ＋mgsinθ＝＋x)N在有磁場區(qū)間0.2m≤x≤0.8m內(nèi)，有FA＝eq\f(（Bl）2v,R)＝xNF＝＋x＋x)N＝＋x)N。(3)棒ab上升過程中克服安培力做的功(梯形面積)WA1＝eq\f(0.6N,2)(x1＋x2)(x2－x1)＝0.18J撤去外力后，設(shè)棒ab上升的最大距離為s，再次進(jìn)入磁場時的速度為v′，由動能定理有(mgsinθ＋μmgcosθ)s＝eq\f(1,2)mv2(mgsinθ－μmgcosθ)s＝eq\f(1,2)mv′2解得v′＝2m/s由于mgsinθ－μmgcosθ－eq\f(（Bl）2v′,R)＝0故棒ab再次進(jìn)入磁場后做勻速運動下降過程中克服安培力做的功WA2＝eq\f(（Bl）2v′,R)(x2－x1)＝0.144JQ＝WA1＋WA2＝0.324J。例三.如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌的水平部分處于豎直向下的B＝4T的勻強(qiáng)磁場中，兩導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌足夠長且不計電阻。金屬棒a和b的質(zhì)量都為m＝1kg，連入導(dǎo)軌間的電阻Ra＝Rb＝1Ω。b棒靜止于導(dǎo)軌水平部分，現(xiàn)將a棒從h＝80cm高處自靜止沿弧形導(dǎo)軌下滑，通過C點進(jìn)入導(dǎo)軌的水平部分，已知兩棒在運動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直，且兩棒始終不相碰。求a、b兩棒的最終速度，以及整個過程中b棒中產(chǎn)生的焦耳熱(已知重力加速度g＝10m/s2)?！敬鸢浮?m/s2J【解析】設(shè)a棒下滑至C點時速度為v0，由動能定理，有：mgh＝eq\f(1,2)mv02－0，解得：v0＝4m/s；此后的運動過程中，a、b兩棒達(dá)到共速前，兩棒所受安培力始終等大反向，因此a、b兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒，有：mv0＝(m＋m)v解得a、b兩棒共同的最終速度為：v＝2m/s，此后兩棒一起做勻速直線運動；由能量守恒定律可知，整個過程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱為：Q＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)(m＋m)v2則b棒中產(chǎn)生的焦耳熱為：Qb＝eq\f(1,2)Q解得：Qb＝2J。能力訓(xùn)練1、（2021·安徽省八校高三下學(xué)期5月模擬）用導(dǎo)線繞一圓環(huán)，環(huán)內(nèi)有一用同樣導(dǎo)線折成內(nèi)接正方形線框，圓環(huán)與線框絕緣，如圖所示．把它們放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)平面（紙面）向里．當(dāng)磁場均勻減弱時A.圓環(huán)和線框中的電流方向都為順時針 B.圓環(huán)和線框中的電流方向都為逆時針C.圓環(huán)和線框中的電流大小之比為 D.圓環(huán)和線框中的電流大小比為2:12、（2021·北京市西城區(qū)三模）如圖所示，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)連接到電上，線圈B的兩端連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。實驗中觀察到，開關(guān)閉合瞬間，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則（）A.開關(guān)斷開瞬間，電流表指針不偏轉(zhuǎn)B.開關(guān)閉合瞬間，兩個線圈中的電流方向可能同為順時針或逆時針C.開關(guān)閉合，向右移動滑動變阻器的滑片，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)D.開關(guān)閉合，向上拔出線圈A的過程中，線圈B將對線圈A產(chǎn)生排斥力3.如圖所示，一個有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置1勻速運動到位置2，則()A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→aB．導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→aC．導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，受到的安培力方向水平向左4、（2021·安徽省八校三模）一長直鐵芯上繞有線圈P，將一單匝線圈Q用一輕質(zhì)絕緣絲線懸掛在P的左端，線圈P的中軸線通過線圈Q的中心，且與線圈Q所在的平面垂直．將線圈P連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E為直流電，S為開關(guān)．下列情況中，可觀測到Q向左擺動的是A.S閉合的瞬間 B.S斷開的瞬間C.在S閉合的情況下，將R的滑片向a端移動時 D.在S閉合的情況下，保持電阻R的阻值不變5.(多選)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，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A．增加線圈的匝數(shù) B．提高交流電的頻率C．將金屬杯換為瓷杯 D．取走線圈中的鐵芯6、（2021·福建省龍巖市三模）如圖甲所示，理想變壓器的一一組線圈與水平導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒AB垂直放在導(dǎo)軌上，其向左運動的速度圖像如圖乙所示。則下列各圖中能表示ab兩端的電壓uab隨時間t變化的圖像是（）A.B.C.D.7、（2021·廣東省普寧二中5月適應(yīng)性考試）如圖所示，在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，有兩根位于同一水平面內(nèi)且間距為L的平行金屬導(dǎo)軌（導(dǎo)軌足夠長，電阻不計）；兩根質(zhì)量均為m、內(nèi)阻均為r的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上（導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好），t=0時，ab棒以初速度3v0向右滑動，cd棒以初速度v0向左滑動，關(guān)于兩棒的運動情況，下列說法正確的是（）A.當(dāng)其中某根棒的速度為零時，另一根棒的速度大小為v0B.當(dāng)其中某根棒的速度為零時，另一根棒的加速度大小為C.從初始時刻到其中某根棒的速度為零過程中，導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱為D.cd棒的收尾速度大小為v08、（2021·北京市西城區(qū)三模）如圖1所示，地面上方高度為d的空間內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m的正方形閉合導(dǎo)線框abcd的邊長為l，從bc邊距離地面高為h處將其由靜止釋放，已知h>d>l。從導(dǎo)線框開始運動到bc邊即將落地的過程中，導(dǎo)線框的vt圖像如圖2所示。重力加速度為g，不計空氣阻力，以下有關(guān)這一過程的判斷正確的是（）A.t1~t2時間內(nèi)導(dǎo)線框受到的安培力逐漸增大B.磁場的高度可以用圖中陰影部分的面積表示C.導(dǎo)線框重力勢能的減少量等于其動能的增加量D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱大于9、（2021·北京市朝陽區(qū)高三下學(xué)期5月二模）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L，一端與阻值為R的電阻相連。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬棒置于導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。t=0時金屬棒以初速度v0沿導(dǎo)軌向右運動，不計空氣阻力，不計導(dǎo)軌及金屬棒的電阻。求：(1)t=0時金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E；(2)t=0時金屬棒所受安培力的大小F；(3)t=0之后的整個運動過程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q。10、（2021·北京市昌平區(qū)二模）如圖所示，邊長為L的正方形金屬線框abcd從某一高處由靜止開始下落，在下落過程中經(jīng)過一個有水平邊界且兩個水平邊界之間的距離也為L的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。已知ab邊進(jìn)入磁場時線框剛好做勻速直線運動，線框質(zhì)量為m，電阻為R，重力加速度為g，忽略空氣阻力。求：（1）ab邊進(jìn)入磁場時，線框中感應(yīng)電流的方向；（2）線框進(jìn)入磁場時的速度大小v；（3）線框穿越磁場的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱Q。11.如圖所示，在慶祝反法西斯勝利70周年閱兵盛典上，我國預(yù)警機(jī)“空警-2000”在通過天安門上空時機(jī)翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自東向西飛行。該機(jī)的翼展(兩翼尖之間的距離)為50m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量向下，大小為4.7×10－5T，則()A．兩翼尖之間的電勢差為2.9V B．兩翼尖之間的電勢差為1.1VC．飛機(jī)左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢高 D．飛機(jī)左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢低12.(多選)如圖所示，一不計電阻的導(dǎo)體圓環(huán)，半徑為r、圓心在O點，過圓心放置一長度為2r、電阻為R的輻條，輻條與圓環(huán)接觸良好。現(xiàn)將此裝置放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場中，磁場邊界恰與圓環(huán)直徑在同一直線上。現(xiàn)使輻條以角速度ω繞O點逆時針轉(zhuǎn)動，右側(cè)電路通過電刷與圓環(huán)中心和環(huán)的邊緣相接觸，R1＝eq\f(R,2)，S處于閉合狀態(tài)，不計其他電阻。則下列判斷正確的是()A．通過R1的電流方向為自下而上B．感應(yīng)電動勢大小為2Br2ωC．理想電壓表的示數(shù)為eq\f(1,6)Br2ωD．理想電流表的示數(shù)為eq\f(4Br2ω,3R)13、（2021·北京市昌平區(qū)二模）粒子加速器是借助于不同形態(tài)的電場，將帶電粒子加速到高能量的電磁裝置。粒子加速器可分為直線加速器和圓形加速器等類型。對于質(zhì)量較小的電子，由于受到相對論效應(yīng)的影響，回旋加速器就不適用了。加速電子可以用電子感應(yīng)加速器。圖是其結(jié)構(gòu)圖（上為側(cè)視圖，下為真空室俯視圖），圓形電磁鐵兩極間有一環(huán)形真空室，在交變電流的激勵下，兩極間出現(xiàn)交變磁場，交變磁場又激發(fā)出感生電場。從電子槍射入真空室的電子在感生電場力和洛倫茲力的共同作用下，在真空室內(nèi)做加速圓周運動，加速完成后，電子束被引離軌道進(jìn)入靶室。圖為一周期內(nèi)磁場的變化情況，B為正時表示B的方向豎直向上。已知電子帶負(fù)電，試簡要分析在一周期內(nèi)的哪段時間內(nèi)，電子可被加速做圓周運動？14、（2021·山東省煙臺市高三下學(xué)期適應(yīng)性練習(xí)）如圖所示，豎直面內(nèi)固定一足夠長的豎直光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端接有一個定值電阻R，整個裝置處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒可緊貼導(dǎo)軌自由滑動?，F(xiàn)讓金屬棒由靜止下滑，不計導(dǎo)軌電阻和空氣阻力，則金屬棒在運動過程中，加速度大小a與速度大小v、流過的電荷量q與位移x的關(guān)系圖像中正確的有（）A.B.C. D.15、（2021·福建省南平市高三下學(xué)期第二次質(zhì)檢）如圖甲所示，兩相距為L的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，右端連接阻值為R的電阻，導(dǎo)軌間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒ab在水平拉力F作用下，從靜止開始向左運動，金屬棒的內(nèi)阻為r，其余電阻不計，金屬