2025年高考物理壓軸訓(xùn)練14

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練14一．選擇題（共10小題）1．（2024?廣東）電磁俘能器可在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收，結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng)，每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為。磁場(chǎng)中，邊長(zhǎng)為的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開(kāi)線圈。關(guān)于圖乙中的線圈，下列說(shuō)法正確的是A．穿過(guò)線圈的磁通量為 B．永磁鐵相對(duì)線圈上升越高，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C．永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小 D．永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?．（2024?北京）如圖所示，線圈和線圈繞在同一個(gè)鐵芯上，下列說(shuō)法正確的是A．閉合開(kāi)關(guān)瞬間，線圈和線圈相互吸引 B．閉合開(kāi)關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0 C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，流過(guò)電流表的電流方向由到 D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左3．（2024?羅湖區(qū)校級(jí)模擬）電磁軌道炮是利用安培力使金屬炮彈獲得極大動(dòng)能的先進(jìn)武器。如圖所示為電磁炮的原理簡(jiǎn)圖，炮彈可看作阻值為的導(dǎo)體，放置在光滑的金屬軌道上，軌道水平放置并與電源連接。當(dāng)炮彈放入軌道后，受到垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)其的安培力作用，使其加速后射出。下列說(shuō)法正確的是A．電源輸出的電能完全轉(zhuǎn)化為了炮彈的動(dòng)能 B．安培力對(duì)炮彈做功的大小等于回路中產(chǎn)生的總焦耳熱 C．炮彈在軌道上的加速度逐漸減小 D．炮彈的末動(dòng)能和軌道長(zhǎng)度成正比4．（2024?海南）如圖所示，水平桌面上放置閉合導(dǎo)體圓環(huán)，圓環(huán)某一直徑正上方有通電直導(dǎo)線，下列情況中，閉合圓環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是A．增大通電直導(dǎo)線中的電流 B．圓環(huán)繞圖示直徑旋轉(zhuǎn) C．通電直導(dǎo)線豎直向上遠(yuǎn)離圓環(huán) D．通電直導(dǎo)線豎直向下靠近圓環(huán)5．（2024?浙江）若通以電流的圓形線圈在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其大小的數(shù)量級(jí)為?，F(xiàn)有橫截面半徑為的導(dǎo)線構(gòu)成半徑為的圓形線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，其電阻率上限為。開(kāi)始時(shí)線圈通有的電流，則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的數(shù)量級(jí)和一年后電流減小量的數(shù)量級(jí)分別為A． B． C． D．6．（2024?鯉城區(qū)校級(jí)模擬）一圓盤發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。銅盤安裝在水平的銅軸上，整個(gè)銅盤處于垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩塊銅片、分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。從左向右看，銅盤以角速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。則對(duì)通過(guò)電阻的感應(yīng)電流判斷正確的是A．方向，大小不變 B．方向，大小不變 C．方向，大小隨時(shí)間周期性變化 D．方向，大小隨時(shí)間周期性變化7．（2024?桃城區(qū)校級(jí)模擬）如圖，三個(gè)完全相同的金屬鋁球、、。球被切割為兩個(gè)半球，并用絕緣材料粘合到一起，球被切割成多個(gè)薄片，也用絕緣材料粘合到一起。空間存在豎直向上的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小自左向右逐漸減小，先后將三個(gè)小球以相同的初速度從相同位置斜拋，小球運(yùn)動(dòng)軌跡始終在紙面內(nèi)。三球落地速度大小分別為、、，運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為、、，不計(jì)空氣阻力，拋出位置離地足夠高，下列選項(xiàng)正確的是A． B． C． D．8．（2024?長(zhǎng)春一模）如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為、電阻為的正方形導(dǎo)線框，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)磁場(chǎng)，在穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，下列描述該過(guò)程的—（速度—位移）圖像中，可能正確的是A． B． C． D．9．（2024?濟(jì)南三模）如圖所示，半徑為的半圓形閉合金屬線框可繞圓心在紙面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，過(guò)點(diǎn)的邊界上方存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，初始時(shí)線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電阻為，線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，以順時(shí)針為感應(yīng)電流的正方向，下列關(guān)于線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的是A． B． C． D．10．（2024?鹽城模擬）如圖所示，在光滑水平桌面上有兩個(gè)閉合金屬圓環(huán)，在它們圓心連線中點(diǎn)正上方有一個(gè)條形磁鐵，當(dāng)給條形磁鐵一豎直向上的初速度后，磁鐵上升到最高點(diǎn)后下落，在條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將會(huì)出現(xiàn)的情況是A．磁鐵的加速度大于 B．金屬環(huán)對(duì)桌面壓力小于自身重力 C．俯視觀察，左邊金屬圓環(huán)會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流 D．兩金屬環(huán)將加速靠近（不考慮金屬環(huán)之間的作用）二．多選題（共5小題）11．（2025?邯鄲一模）如圖，質(zhì)量為的形金屬框置于水平絕緣平臺(tái)上，和邊平行，和邊垂直，左端接有阻值為的電阻。一根電阻、質(zhì)量為的光滑導(dǎo)體棒置于金屬框上，用水平恒力向右拉動(dòng)導(dǎo)體棒，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝置始終處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與金屬框始終保持良好接觸，且與邊保持平行。與足夠長(zhǎng)，兩平行導(dǎo)軌間距為，整個(gè)金屬框與水平絕緣平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑動(dòng)摩擦力可視為最大靜摩擦力且金屬框電阻可忽略，取。則以下說(shuō)法正確的是A．若，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為 B．若，則導(dǎo)體棒先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．若，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)形金屬框開(kāi)始運(yùn)動(dòng) D．若，導(dǎo)體棒和形金屬框最終將做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)12．（2024?全國(guó)）使用感應(yīng)電流大小以測(cè)量手掌張合速度的偵測(cè)器：在空心軟橡膠直筒中間置1000圈半徑為的導(dǎo)電圓環(huán)回路，且在直筒兩端各置一磁鐵，產(chǎn)生的均勻磁場(chǎng)垂直通過(guò)導(dǎo)電圓環(huán)平面。當(dāng)右手掌心朝上、手指緊握橫放的橡膠筒時(shí)，磁場(chǎng)方向朝右，以右手壓縮橡膠筒，如圖所示（含條紋之箭頭代表施力方向）。若在間使導(dǎo)電圓環(huán)半徑收縮為，則下列敘述哪些正確？A．導(dǎo)電圓環(huán)未被壓縮時(shí)每圈的初始磁通量為 B．導(dǎo)電圓環(huán)每圈的面積時(shí)變率為 C．導(dǎo)電圓環(huán)每圈的磁通量變化率為 D．導(dǎo)電圓環(huán)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)量值為 E．導(dǎo)電圓環(huán)回路的感應(yīng)電流方向與手抓握橡膠筒的四指彎曲方向相同13．（2024?選擇性）如圖，兩條“”形的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，間距為，左、右兩導(dǎo)軌面與水平面夾角均為，均處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和。將有一定阻值的導(dǎo)體棒、放置在導(dǎo)軌上，同時(shí)由靜止釋放，兩棒在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。、的質(zhì)量分別為和，長(zhǎng)度均為。導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，重力加速度大小為。兩棒在下滑過(guò)程中A．回路中的電流方向?yàn)?B．中電流趨于 C．與加速度大小之比始終為 D．兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)始終相等14．（2024?黑龍江模擬）如圖所示，在一圓盤內(nèi)有垂直圓盤平面豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，圓盤半徑為，長(zhǎng)度為的金屬棒在圓盤內(nèi)繞著圓心做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在圓盤左側(cè)連接一電容器，電容器內(nèi)有一電荷量為的帶電油滴。已知電容器兩極板的距離為，電容為，重力加速度為，若該油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是A．從上往下看，金屬棒沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng) B．電容器極板的帶電量為 C．該油滴的質(zhì)量為 D．將電容器的上極板稍微上移，該油滴將向下運(yùn)動(dòng)15．（2024?蜀山區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，質(zhì)量為、邊長(zhǎng)為、電阻為的正方形線框放在光滑絕緣的水平面上，初始時(shí)線框左邊與虛線重合。在右側(cè)（含存在豎直向下的磁場(chǎng)，以為原點(diǎn)，垂直向右建立軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小沿方向分布規(guī)律為。時(shí)，沿軸正方向給線框一大小為的沖量，一段時(shí)間后線框停止運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是A．從上往下看，時(shí)線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 B．線框在磁場(chǎng)中做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng) C．時(shí)線框的加速度大小為 D．線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止時(shí)的位移為三．填空題（共5小題）16．（2024?浦東新區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，在光滑水平金屬框架上有一導(dǎo)體棒。第一次以速度勻速向右平動(dòng)，第二次以速度勻速向右平動(dòng)，兩次移動(dòng)的距離相同，則兩種情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比和通過(guò)的電荷量之比。17．（2023?黃浦區(qū)校級(jí)一模）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬軌道、水平放置，軌道間距為。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為，長(zhǎng)度為的導(dǎo)體棒垂直于軌道放置，且與軌道接觸良好，導(dǎo)體棒和軌道電阻均可忽略不計(jì)。有一電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為的電源通過(guò)開(kāi)關(guān)連接到軌道左端，另有一個(gè)定值電阻也連接在軌道上，且在定值電阻右側(cè)存在著垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度，導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)電源的輸出功率。18．（2023?楊浦區(qū)二模）汽車中的電磁輔助減震系統(tǒng)可等效簡(jiǎn)化為如圖所示（俯視）的裝置，減震線圈處于輻射狀的水平磁場(chǎng)中。若某時(shí)刻測(cè)得線圈內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较蚯艺谠龃蟮母袘?yīng)電流，則圖中線圈此時(shí)在豎直方向做運(yùn)動(dòng)。已知線圈質(zhì)量為、周長(zhǎng)為、電阻為，線圈所處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，以豎直向下為正方向，當(dāng)線圈的加速度大小為時(shí)其速度。（重力加速度取19．（2022?徐匯區(qū)三模）如圖，相距為的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角放置，導(dǎo)軌與阻值均為的兩定值電阻、相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一質(zhì)量為、阻值也為的導(dǎo)體棒，以速度沿導(dǎo)軌勻速下滑，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則導(dǎo)體棒下滑的速度大小為，電阻消耗的熱功率為。20．（2022?普陀區(qū)二模）如圖，平行金屬導(dǎo)軌、相距，處于同一豎直平面內(nèi)，左端接有一阻值為的電阻。長(zhǎng)為的輕質(zhì)金屬桿緊貼導(dǎo)軌豎直放置，端固定有質(zhì)量為的金屬小球，端鏈接在上，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌、金屬桿與小球的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。繞端緊貼導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始傾倒，到水平位置時(shí)小球的速度為，在此過(guò)程中，電阻產(chǎn)生的熱量為，通過(guò)電阻的最大電流為。（不計(jì)小球與導(dǎo)軌碰撞的影響）四．解答題（共5小題）21．（2024?開(kāi)福區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，水平面上有相距的兩平行足夠長(zhǎng)固定軌道和，軌道的電阻不計(jì)。兩根長(zhǎng)度均為的導(dǎo)體棒和緊靠橫放于軌道上，質(zhì)量分別為和，電阻分別為和，與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩棒始終與兩導(dǎo)軌保持良好接觸。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為?，F(xiàn)垂直于棒施加的水平恒力，棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間后棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得時(shí)間內(nèi)兩棒之間的距離為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為。（1）求棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度；（2）求時(shí)間內(nèi)棒產(chǎn)生的電熱；（3）在棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去力，此時(shí)棒仍然靜止，若在棒以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)棒的電量為，求此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間。22．（2024?邗江區(qū)模擬）如圖所示，用等臂天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的左臂為掛盤，右臂掛矩形線圈，天平平衡。線圈上部處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，其變化率。線圈下部處在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，掛盤中放質(zhì)量為的砝碼時(shí)，天平再次平衡。已知線圈的水平邊長(zhǎng)，匝數(shù)匝，總電阻，重力加速度。求：（1）線圈中感應(yīng)電流的大?。唬?）未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向。23．（2024?中山區(qū)校級(jí)模擬）某同學(xué)根據(jù)電磁阻尼知識(shí)設(shè)計(jì)了如圖1所示的降落緩沖裝置基本原理圖。均勻?qū)Ь€構(gòu)成的正方形線框質(zhì)量為，邊長(zhǎng)為，總電阻為?，F(xiàn)使線框從距離磁場(chǎng)上部水平邊界處?kù)o止釋放，線圈恰好能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)。已知磁場(chǎng)下方范圍足夠大，不考慮線框之間的相互作用力，線框下落不翻轉(zhuǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為，求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。唬?）邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（3）根據(jù)緩沖的原理，物體下落過(guò)程中的加速度小于重力加速度就起到了緩沖作用。實(shí)際下落的物體可看作棱長(zhǎng)為的金屬正方體，質(zhì)量為，從側(cè)面看該物體是在水平向右的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直下落，如圖2所示，假設(shè)物體從靜止開(kāi)始就一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，金屬正方體的電阻忽略不計(jì)，則該物體下落的加速度將如何變化，并說(shuō)明能否起到緩沖作用，請(qǐng)推理論證你的結(jié)論。24．（2024?福建模擬）如圖所示，在光滑水平面上放置一矩形線框，邊的長(zhǎng)度為，邊的長(zhǎng)度為，線框的質(zhì)量為，電阻為，線框通過(guò)細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與重物相連，滑輪的質(zhì)量不計(jì)，重物的質(zhì)量為；水平面上和是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，邊界與水平面的底邊平行，和間距為，磁場(chǎng)方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，開(kāi)始時(shí)邊與邊界的距離為。現(xiàn)由靜止釋放重物，線框恰好能勻速穿過(guò)邊界，線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中邊始終與水平面的底邊平行，設(shè)水平面足夠長(zhǎng)，矩形線框不會(huì)與滑輪接觸，重力加速度為。求：（1）線框穿過(guò)邊界時(shí)速度的大小；（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框的電量；（3）線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。25．（2024?江蘇模擬）游樂(lè)場(chǎng)中跳樓機(jī)的工作原理是：先把游客和座椅拉升到離地高處，使游客隨座椅一起自由下落，當(dāng)下落到制動(dòng)開(kāi)關(guān)位置時(shí)，觸發(fā)制動(dòng)開(kāi)始減速，到達(dá)地面時(shí)速度剛好為零（制動(dòng)包含機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)）。整個(gè)裝置簡(jiǎn)化圖如圖：為安全高度限制金屬橫桿，、為豎直光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度，游客和座椅可視為質(zhì)量：、長(zhǎng)度為的水平金屬桿，金屬桿的電阻，運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌垂直，制動(dòng)開(kāi)關(guān)點(diǎn)下方區(qū)域（含點(diǎn)所在水平邊界）存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為、加速度大小，機(jī)械制動(dòng)提供的拉力，金屬桿與導(dǎo)軌始終接觸，忽略空氣阻力，與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度。求：（1）制動(dòng)開(kāi)關(guān)離地面的高度。（2）該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（3）金屬桿從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，通過(guò)金屬桿的電荷量。

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練14參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?廣東）電磁俘能器可在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收，結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng)，每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為。磁場(chǎng)中，邊長(zhǎng)為的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開(kāi)線圈。關(guān)于圖乙中的線圈，下列說(shuō)法正確的是A．穿過(guò)線圈的磁通量為 B．永磁鐵相對(duì)線圈上升越高，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C．永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小 D．永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉敬鸢浮俊究键c(diǎn)】磁通量的概念和計(jì)算公式的定性分析；楞次定律及其應(yīng)用【專題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力【分析】根據(jù)對(duì)稱性和磁通量的概念得出線圈中磁通量的大?。桓鶕?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的影響因素；根據(jù)磁通量的變化特點(diǎn)，結(jié)合楞次定律得出感應(yīng)電流的方向?！窘獯稹拷猓骸⒏鶕?jù)圖乙可知此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零，故錯(cuò)誤；、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，則磁通量的變化率越大，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，與線圈的上升高度無(wú)關(guān)，故錯(cuò)誤；、永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，線圈中垂直于紙面向外的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍收_；故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了楞次定律的相關(guān)應(yīng)用，理解磁通量的概念，結(jié)合楞次定律即可完成分析。2．（2024?北京）如圖所示，線圈和線圈繞在同一個(gè)鐵芯上，下列說(shuō)法正確的是A．閉合開(kāi)關(guān)瞬間，線圈和線圈相互吸引 B．閉合開(kāi)關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0 C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，流過(guò)電流表的電流方向由到 D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左【答案】【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用【專題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力【分析】分析線圈在右端產(chǎn)生的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律分析線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)，再判斷兩線圈的作用力關(guān)系；根據(jù)電路穩(wěn)定后磁通量不發(fā)生變化判斷感應(yīng)電流的情況；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向?！窘獯稹拷猓洪]合開(kāi)關(guān)瞬間，線圈在右端產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左與線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反，故二者相互排斥，故錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，通過(guò)線圈的磁通量保持不變，感應(yīng)電流為零，電流表的示數(shù)為零，故正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，通過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向右，磁通量減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右，因此流過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向由到，故錯(cuò)誤。故選：。【點(diǎn)評(píng)】考查電磁感應(yīng)、楞次定律的應(yīng)用問(wèn)題，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和解答。3．（2024?羅湖區(qū)校級(jí)模擬）電磁軌道炮是利用安培力使金屬炮彈獲得極大動(dòng)能的先進(jìn)武器。如圖所示為電磁炮的原理簡(jiǎn)圖，炮彈可看作阻值為的導(dǎo)體，放置在光滑的金屬軌道上，軌道水平放置并與電源連接。當(dāng)炮彈放入軌道后，受到垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)其的安培力作用，使其加速后射出。下列說(shuō)法正確的是A．電源輸出的電能完全轉(zhuǎn)化為了炮彈的動(dòng)能 B．安培力對(duì)炮彈做功的大小等于回路中產(chǎn)生的總焦耳熱 C．炮彈在軌道上的加速度逐漸減小 D．炮彈的末動(dòng)能和軌道長(zhǎng)度成正比【答案】【考點(diǎn)】安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】比較思想；尋找守恒量法；電磁感應(yīng)——功能問(wèn)題；理解能力【分析】電源輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為炮彈的動(dòng)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；安培力對(duì)炮彈做功的大小等于炮彈動(dòng)能的增量；炮彈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中切割磁感線產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，反電動(dòng)勢(shì)增大，電路中電流減小，炮彈所受到的安培力減小，加速度減小，當(dāng)炮彈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)與電源的電動(dòng)勢(shì)相等，速度最大，由此列式分析炮彈出膛時(shí)獲得的速度與軌道長(zhǎng)度的關(guān)系，即可知道炮彈出膛時(shí)的動(dòng)能與軌道長(zhǎng)度的關(guān)系。【解答】解：、電源輸出的電能并不沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為炮彈的動(dòng)能，還轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能，故錯(cuò)誤；、根據(jù)動(dòng)能定理可知，安培力對(duì)炮彈做功的大小等于炮彈動(dòng)能的增量，故錯(cuò)誤；、炮彈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中切割磁感線產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，使得電路總電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，電路電流逐漸減小，根據(jù)安培力公式可知，炮彈受到的安培力逐漸減小，合外力逐漸減小，炮彈在軌道上的加速度逐漸減小，當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)等于電源電動(dòng)勢(shì)時(shí)，回路中電流為零，炮彈不再受安培力作用，炮彈速度達(dá)到最大，則有解得可知不斷增加軌道的長(zhǎng)度，當(dāng)炮彈已經(jīng)達(dá)到最大速度后，出膛時(shí)獲得的動(dòng)能就不再增加，故正確，錯(cuò)誤。故選：。【點(diǎn)評(píng)】本題可將炮彈看成導(dǎo)體棒，炮彈做的是加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，加速度為零時(shí)速度最大。4．（2024?海南）如圖所示，水平桌面上放置閉合導(dǎo)體圓環(huán)，圓環(huán)某一直徑正上方有通電直導(dǎo)線，下列情況中，閉合圓環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是A．增大通電直導(dǎo)線中的電流 B．圓環(huán)繞圖示直徑旋轉(zhuǎn) C．通電直導(dǎo)線豎直向上遠(yuǎn)離圓環(huán) D．通電直導(dǎo)線豎直向下靠近圓環(huán)【答案】【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程【專題】比較思想；模型法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；理解能力【分析】當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。對(duì)照產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件進(jìn)行分析。【解答】解：、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化。閉合導(dǎo)體圓環(huán)某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有電流時(shí)，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在以通電導(dǎo)線的投影為對(duì)稱軸的閉合導(dǎo)體圓環(huán)前后面中，磁場(chǎng)方向相反，可知閉合導(dǎo)體圓環(huán)的磁通量為零。增大通電直導(dǎo)線中的電流，閉合導(dǎo)體圓環(huán)的磁通量依然為零，磁通量沒(méi)有變化，所以圓環(huán)中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故錯(cuò)誤；、圓環(huán)繞圖示直徑旋轉(zhuǎn)，通過(guò)圓環(huán)的磁通量變化，圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故正確；、通電直導(dǎo)線靠近或遠(yuǎn)離圓環(huán)，圓環(huán)的磁通量始終為零，圓環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故錯(cuò)誤。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，要注意明確只有在閉合回路中磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中才可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。5．（2024?浙江）若通以電流的圓形線圈在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其大小的數(shù)量級(jí)為。現(xiàn)有橫截面半徑為的導(dǎo)線構(gòu)成半徑為的圓形線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，其電阻率上限為。開(kāi)始時(shí)線圈通有的電流，則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的數(shù)量級(jí)和一年后電流減小量的數(shù)量級(jí)分別為A． B． C． D．【答案】【考點(diǎn)】電阻定律的內(nèi)容及表達(dá)式；半導(dǎo)體與超導(dǎo)現(xiàn)象；法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式【專題】信息給予題；定量思想；推理法；推理能力【分析】本題可直接根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律以及電阻計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算即可。【解答】解：線圈中電流的減小將在線圈內(nèi)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，故其中為線圈的自感系數(shù)可得：在計(jì)算通過(guò)線圈的磁通量時(shí)，以導(dǎo)線附近即處的為最大，又可認(rèn)為是無(wú)限長(zhǎng)載流導(dǎo)線所產(chǎn)生的，根據(jù)題意，則：根據(jù)電阻定律有：聯(lián)立解得：，。則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的數(shù)量級(jí)為，一年后電流減小量的數(shù)量級(jí)為。故選：。【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)于法拉第電磁感應(yīng)定律和電阻計(jì)算公式的應(yīng)用，以及學(xué)生的計(jì)算能力，對(duì)學(xué)生要求較高。6．（2024?鯉城區(qū)校級(jí)模擬）一圓盤發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。銅盤安裝在水平的銅軸上，整個(gè)銅盤處于垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩塊銅片、分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。從左向右看，銅盤以角速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。則對(duì)通過(guò)電阻的感應(yīng)電流判斷正確的是A．方向，大小不變 B．方向，大小不變 C．方向，大小隨時(shí)間周期性變化 D．方向，大小隨時(shí)間周期性變化【答案】【考點(diǎn)】右手定則；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】比較思想；等效替代法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；理解能力【分析】根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律相結(jié)合分析感應(yīng)電流的大小變化情況?！窘獯稹拷猓簩~盤看成由無(wú)數(shù)徑向分布的導(dǎo)體棒組成的，這些導(dǎo)體棒切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流從點(diǎn)流出經(jīng)流向點(diǎn)，即電流方向?yàn)?。設(shè)銅盤的半徑為，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，銅盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為可知銅盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，則通過(guò)電阻的感應(yīng)電流大小不變，故錯(cuò)誤，正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題是轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線的類型，要知道導(dǎo)體棒上各點(diǎn)切割磁感線的速度大小不同，要用平均速度來(lái)求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。7．（2024?桃城區(qū)校級(jí)模擬）如圖，三個(gè)完全相同的金屬鋁球、、。球被切割為兩個(gè)半球，并用絕緣材料粘合到一起，球被切割成多個(gè)薄片，也用絕緣材料粘合到一起?？臻g存在豎直向上的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小自左向右逐漸減小，先后將三個(gè)小球以相同的初速度從相同位置斜拋，小球運(yùn)動(dòng)軌跡始終在紙面內(nèi)。三球落地速度大小分別為、、，運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為、、，不計(jì)空氣阻力，拋出位置離地足夠高，下列選項(xiàng)正確的是A． B． C． D．【答案】【考點(diǎn)】電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理能力【分析】球運(yùn)動(dòng)中，穿過(guò)球的磁通量發(fā)生變化，都會(huì)產(chǎn)生渦流，球都會(huì)受到水平方向的安培力，但豎直方向只是重力作用，小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)情況相同，據(jù)此分析落地所用的時(shí)間；由于小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)情況相同，落地時(shí)豎直分速度也相同，球受到水平方向的安培力，始終充當(dāng)阻力，水平方向一直減速，直至水平方向速度最后減為0，由此分析小球落地的速度大小關(guān)系?！窘獯稹拷猓海N情況下，球運(yùn)動(dòng)中，穿過(guò)球的磁通量發(fā)生變化，都會(huì)產(chǎn)生渦流，球都會(huì)受到水平方向的安培力，但豎直方向只是重力作用，可見(jiàn)三種情況下，小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)情況相同，則落地所用的時(shí)間也相同，即故正確，錯(cuò)誤；．由于小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)情況相同，落地時(shí)豎直分速度也相同，由于拋出位置離地足夠高，球受到水平方向的安培力，始終充當(dāng)阻力，水平方向一直減速，直至水平方向速度最后減為0，最終球內(nèi)沒(méi)有渦流產(chǎn)生，可見(jiàn)小球落地的速度大小相等，即故錯(cuò)誤。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查電磁阻尼、運(yùn)動(dòng)合成與分解的相關(guān)知識(shí)，關(guān)鍵是抓住物體的受力特點(diǎn)，去分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，然后選擇相應(yīng)規(guī)律分析求解。8．（2024?長(zhǎng)春一模）如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為、電阻為的正方形導(dǎo)線框，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)磁場(chǎng)，在穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，下列描述該過(guò)程的—（速度—位移）圖像中，可能正確的是A． B． C． D．【答案】【考點(diǎn)】描繪線圈進(jìn)出磁場(chǎng)區(qū)域的圖像【專題】比較思想；圖析法；電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合；理解能力【分析】線圈以一定的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于切割磁感線，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而受到安培力阻礙，導(dǎo)致線圈做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)完全進(jìn)入后，沒(méi)有磁通量變化，沒(méi)有感應(yīng)電流，不受到安培力，因此做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線圈離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，磁通量又發(fā)生變化，速度變化與進(jìn)入磁場(chǎng)相似。根據(jù)動(dòng)量定理列式分析?！窘獯稹拷猓壕€圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，設(shè)某時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)的距離為，此時(shí)線圈的速度為，取向右為正方向，由動(dòng)量定理得其中：聯(lián)立可得：當(dāng)完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，不受到安培力，所以線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)線圈出磁場(chǎng)時(shí)，速度與位移的關(guān)系與進(jìn)入磁場(chǎng)相似，故錯(cuò)誤，正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題屬于力與電綜合題，關(guān)鍵要根據(jù)動(dòng)量定理推導(dǎo)出速度與位移的關(guān)系式，再分析速度的變化情況。9．（2024?濟(jì)南三模）如圖所示，半徑為的半圓形閉合金屬線框可繞圓心在紙面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，過(guò)點(diǎn)的邊界上方存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，初始時(shí)線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電阻為，線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，以順時(shí)針為感應(yīng)電流的正方向，下列關(guān)于線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的是A． B． C． D．【答案】【考點(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；楞次定律及其應(yīng)用；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】比較思想；方程法；電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合；理解能力【分析】根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式，由閉合電路歐姆定律得到感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式，再進(jìn)行選擇?！窘獯稹拷猓涸跁r(shí)間內(nèi)，時(shí)刻有效切割長(zhǎng)度為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為感應(yīng)電流瞬時(shí)值為對(duì)求導(dǎo)數(shù)得：，隨著增大，先增大后減小，則圖像切線斜率先增大后減??；在時(shí)間內(nèi)，磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流；在時(shí)間內(nèi)，電流大小變化情況與時(shí)間內(nèi)相同，方向相反；在時(shí)間內(nèi)，線框在磁場(chǎng)外，沒(méi)有感應(yīng)電流，故錯(cuò)誤，正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵要根據(jù)幾何知識(shí)確定有效切割長(zhǎng)度與時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)一步得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流與時(shí)間的關(guān)系，從而判斷圖像的形狀。10．（2024?鹽城模擬）如圖所示，在光滑水平桌面上有兩個(gè)閉合金屬圓環(huán)，在它們圓心連線中點(diǎn)正上方有一個(gè)條形磁鐵，當(dāng)給條形磁鐵一豎直向上的初速度后，磁鐵上升到最高點(diǎn)后下落，在條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將會(huì)出現(xiàn)的情況是A．磁鐵的加速度大于 B．金屬環(huán)對(duì)桌面壓力小于自身重力 C．俯視觀察，左邊金屬圓環(huán)會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流 D．兩金屬環(huán)將加速靠近（不考慮金屬環(huán)之間的作用）【答案】【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用【專題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合；推理能力【分析】根據(jù)楞次定律分析出圓環(huán)中的電流方向，從而分析出圓環(huán)和磁鐵受到的磁場(chǎng)力的方向，結(jié)合題意即可完成分析?！窘獯稹拷猓?、條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)兩個(gè)圓環(huán)的磁通量增加，金屬環(huán)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)受到向下的安培力，而磁鐵受到向上的磁場(chǎng)力，所以磁鐵向下運(yùn)動(dòng)的加速度小于，金屬環(huán)對(duì)桌面的壓力大于自身重力，故錯(cuò)誤；、穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量向上增加，根據(jù)楞次定律可知，俯視觀察，左邊金屬圓環(huán)會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流，故正確；、根據(jù)楞次定律，向上的磁場(chǎng)變大，左邊圓環(huán)有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，同理右圓環(huán)有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故應(yīng)該是遠(yuǎn)離而不是靠近，故錯(cuò)誤。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了楞次定律的相關(guān)應(yīng)用，能根據(jù)磁通量的變化特點(diǎn)得出感應(yīng)電流的方向，結(jié)合左手定則分析出安培力的方向即可完成分析。二．多選題（共5小題）11．（2025?邯鄲一模）如圖，質(zhì)量為的形金屬框置于水平絕緣平臺(tái)上，和邊平行，和邊垂直，左端接有阻值為的電阻。一根電阻、質(zhì)量為的光滑導(dǎo)體棒置于金屬框上，用水平恒力向右拉動(dòng)導(dǎo)體棒，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝置始終處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與金屬框始終保持良好接觸，且與邊保持平行。與足夠長(zhǎng)，兩平行導(dǎo)軌間距為，整個(gè)金屬框與水平絕緣平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑動(dòng)摩擦力可視為最大靜摩擦力且金屬框電阻可忽略，取。則以下說(shuō)法正確的是A．若，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為 B．若，則導(dǎo)體棒先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．若，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)形金屬框開(kāi)始運(yùn)動(dòng) D．若，導(dǎo)體棒和形金屬框最終將做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻【專題】分析綜合能力；比較思想；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；模型法【分析】金屬棒最終穩(wěn)定狀態(tài)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)金屬框棒受力平衡求一定外力作用下的超導(dǎo)體棒的最大速度；根據(jù)牛頓第二定律判斷金屬棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；對(duì)金屬框由平衡條件、安培力公式、歐姆定律等求出使框運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬棒的最大速度。用隔離法和整體法，分別對(duì)金屬棒和框牛頓第二定律求最終兩物體的加速度?！窘獯稹拷猓河捎诮饘侔襞c框之間無(wú)摩擦，當(dāng)有外力作用在棒上時(shí)，棒將加速運(yùn)動(dòng)。、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度最大時(shí)，導(dǎo)體棒受力平衡，則有：導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：感應(yīng)電流為：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為：若，代入數(shù)據(jù)得：，故正確；、對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)牛頓第二定律可得：可知隨著速度的增大，導(dǎo)體棒受到安培力逐漸增大，導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故錯(cuò)誤；、若，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為：而要使金屬框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)有：導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：感應(yīng)電流為：聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：故若，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)，形金屬框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故正確；、若，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度為金屬框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電路中的電動(dòng)勢(shì)為電路中的電動(dòng)勢(shì)變大，電流變大，當(dāng)金屬框和導(dǎo)體棒的加速度相同時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則，假設(shè)導(dǎo)體棒和形金屬框一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律解得：導(dǎo)體棒和形金屬框最終將做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，綜合性較強(qiáng)，難度較大，對(duì)學(xué)生綜合分析物理問(wèn)題的能力要求較高；本題難點(diǎn)是金屬框和導(dǎo)體棒開(kāi)始都做變加速直線運(yùn)動(dòng)，故必須抓住運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，二者加速度相等。12．（2024?全國(guó)）使用感應(yīng)電流大小以測(cè)量手掌張合速度的偵測(cè)器：在空心軟橡膠直筒中間置1000圈半徑為的導(dǎo)電圓環(huán)回路，且在直筒兩端各置一磁鐵，產(chǎn)生的均勻磁場(chǎng)垂直通過(guò)導(dǎo)電圓環(huán)平面。當(dāng)右手掌心朝上、手指緊握橫放的橡膠筒時(shí)，磁場(chǎng)方向朝右，以右手壓縮橡膠筒，如圖所示（含條紋之箭頭代表施力方向）。若在間使導(dǎo)電圓環(huán)半徑收縮為，則下列敘述哪些正確？A．導(dǎo)電圓環(huán)未被壓縮時(shí)每圈的初始磁通量為 B．導(dǎo)電圓環(huán)每圈的面積時(shí)變率為 C．導(dǎo)電圓環(huán)每圈的磁通量變化率為 D．導(dǎo)電圓環(huán)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)量值為 E．導(dǎo)電圓環(huán)回路的感應(yīng)電流方向與手抓握橡膠筒的四指彎曲方向相同【答案】【考點(diǎn)】磁通量的計(jì)算；利用磁通量計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度或線圈面積等；法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；分析綜合能力【分析】根據(jù)磁通量定義計(jì)算初始磁通量；根據(jù)線圈面積的時(shí)變率計(jì)算磁通量的時(shí)變率和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則判斷感應(yīng)電流的方向?！窘獯稹拷猓?、導(dǎo)電圓環(huán)的初始磁通量，故錯(cuò)誤；、導(dǎo)電圓環(huán)每圈的面積時(shí)變率為，故正確；、導(dǎo)電圓環(huán)每圈的磁通量時(shí)變率，故錯(cuò)誤；、導(dǎo)電圓環(huán)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)量，故正確；、當(dāng)右手壓縮橡膠筒時(shí)，導(dǎo)電圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，由安培定則可知，感應(yīng)電流的方向與手抓握橡膠筒的四指彎曲方向相同，故正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律定律，要靈活掌握物理公式，并清楚每個(gè)物理量的含義。13．（2024?選擇性）如圖，兩條“”形的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，間距為，左、右兩導(dǎo)軌面與水平面夾角均為，均處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和。將有一定阻值的導(dǎo)體棒、放置在導(dǎo)軌上，同時(shí)由靜止釋放，兩棒在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。、的質(zhì)量分別為和，長(zhǎng)度均為。導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，重力加速度大小為。兩棒在下滑過(guò)程中A．回路中的電流方向?yàn)?B．中電流趨于 C．與加速度大小之比始終為 D．兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)始終相等【答案】【考點(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；分析綜合能力【分析】根據(jù)右手定則判斷回路中的電流方向；對(duì)兩棒的受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得到兩棒的加速度大小關(guān)系；進(jìn)而可知兩棒的速度大小關(guān)系，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小關(guān)系；在兩棒加速過(guò)程中，隨著速度增大，回路的電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流均增大，兩棒受到安培力增大，兩棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒的加速度同時(shí)減小到零之后均做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由平衡條件求得感應(yīng)電流的最大值?！窘獯稹拷猓?、兩棒沿各自所在的導(dǎo)軌下滑過(guò)程中，根據(jù)右手定則判斷，可得回路中的電流方向?yàn)?，故正確；、兩棒同時(shí)由靜止開(kāi)始沿各自所在的導(dǎo)軌加速下滑，對(duì)兩棒的受力分析如下圖所示：在兩棒加速過(guò)程的某一時(shí)刻，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)棒有：對(duì)棒有：可得：，即在兩棒加速過(guò)程的任意時(shí)刻它們的加速度大小始終相等，因兩棒的初速度均為零，故任意時(shí)刻它們的速度大小始終相等。兩棒的速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角均為，可得同一時(shí)刻棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，可知兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不相等，故錯(cuò)誤；、在兩棒加速過(guò)程中，回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，隨著速度增大，回路的電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流均增大，兩棒各自受到安培力增大，兩棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，因兩棒的加速度大小始終相等，故當(dāng)兩棒的加速度同時(shí)減小到零之后均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)兩棒均做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)棒由平衡條件得：，解得感應(yīng)電流的最大值為：，故在兩棒在下滑過(guò)程中中電流趨于，故正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題為電磁感應(yīng)應(yīng)用的雙棒切割磁感線的問(wèn)題，掌握雙棒切割磁感線時(shí)回路中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何確定。分析安培力的變化，根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系確定雙棒的終極狀態(tài)。從力與運(yùn)動(dòng)的角度，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式、平衡條件、牛頓第二定律、動(dòng)量定理解答；從功與能的角度，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系、能量守恒解答。14．（2024?黑龍江模擬）如圖所示，在一圓盤內(nèi)有垂直圓盤平面豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，圓盤半徑為，長(zhǎng)度為的金屬棒在圓盤內(nèi)繞著圓心做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在圓盤左側(cè)連接一電容器，電容器內(nèi)有一電荷量為的帶電油滴。已知電容器兩極板的距離為，電容為，重力加速度為，若該油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是A．從上往下看，金屬棒沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng) B．電容器極板的帶電量為 C．該油滴的質(zhì)量為 D．將電容器的上極板稍微上移，該油滴將向下運(yùn)動(dòng)【答案】【考點(diǎn)】電容定義式的簡(jiǎn)單應(yīng)用；右手定則；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】定量思想；方程法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；推理論證能力【分析】分析負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向，確定電容器兩極板間電場(chǎng)方向，由右手定則判斷金屬棒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；金屬棒在圓盤內(nèi)繞著圓心做角速度為的勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，電容器兩極板間電壓，由求解電容器帶電量；由平衡條件求解其質(zhì)量；分析板間場(chǎng)強(qiáng)的變化，判斷負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的變化，確定負(fù)電荷的位置如何變化?！窘獯稹拷猓?、負(fù)電荷處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的電場(chǎng)力豎直向上，則電容器板間場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，由右手定則可知，從上往下看，金屬棒沿逆時(shí)針?lè)较蚯懈?，故正確；、金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，電容器兩極板間電壓，則電容器帶電量為，故錯(cuò)誤；、設(shè)該負(fù)電荷的質(zhì)量為，由平衡條件得：，又，解得，故錯(cuò)誤；、將電容器的上極板稍微上移，由知板間場(chǎng)強(qiáng)減小，由知負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力減小，負(fù)電荷將向下運(yùn)動(dòng)，故正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題是電磁感應(yīng)與電容器的結(jié)合，要掌握轉(zhuǎn)動(dòng)切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式，知道電容器板間電場(chǎng)與金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相等的，結(jié)合力學(xué)規(guī)律幫助解答。15．（2024?蜀山區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，質(zhì)量為、邊長(zhǎng)為、電阻為的正方形線框放在光滑絕緣的水平面上，初始時(shí)線框左邊與虛線重合。在右側(cè)（含存在豎直向下的磁場(chǎng)，以為原點(diǎn)，垂直向右建立軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小沿方向分布規(guī)律為。時(shí)，沿軸正方向給線框一大小為的沖量，一段時(shí)間后線框停止運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是A．從上往下看，時(shí)線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 B．線框在磁場(chǎng)中做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng) C．時(shí)線框的加速度大小為 D．線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止時(shí)的位移為【答案】【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】定量思想；推理法；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題；動(dòng)量定理應(yīng)用專題；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；分析綜合能力【分析】、利用楞次定理分析；、根據(jù)和閉合電路歐姆定律可得電流表達(dá)式，根據(jù)安培力和牛頓第二定律可得加速度表達(dá)式，則可得結(jié)論；、把0時(shí)刻速度表達(dá)式代入選項(xiàng)中的加速度表達(dá)式可得解；、線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程，利用動(dòng)量定理可得線框運(yùn)動(dòng)的位移?！窘獯稹拷猓?、線框沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，通過(guò)線框的磁通量增大，由楞次定律可知，從上往下看，時(shí)線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故項(xiàng)正確；、設(shè)線框速度為時(shí)，線框中電流，線框所受安培力，方向水平向左，與運(yùn)動(dòng)方向相反，線框做減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：，可知隨著減小加速度也在減小，故錯(cuò)誤；、時(shí)線框的速度：，把代入上式，可得，故錯(cuò)誤；、線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程，取水平向右為正方向，由動(dòng)量定理有：△，即：，其中代入數(shù)據(jù)可得線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止時(shí)的位移為：，故項(xiàng)正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了線框在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題的關(guān)鍵是知道線框左右兩邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于兩邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的差，線框所受安培力等于左右兩邊所受安培力的差。三．填空題（共5小題）16．（2024?浦東新區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，在光滑水平金屬框架上有一導(dǎo)體棒。第一次以速度勻速向右平動(dòng)，第二次以速度勻速向右平動(dòng)，兩次移動(dòng)的距離相同，則兩種情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比和通過(guò)的電荷量之比?！敬鸢浮?，?！究键c(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】定量思想；等效替代法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；分析綜合能力【分析】根據(jù)公式求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電荷量與電流的關(guān)系得到通過(guò)的電荷量與棒移動(dòng)距離的關(guān)系，再求通過(guò)的電荷量之比?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)可得兩種情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為設(shè)導(dǎo)體棒移動(dòng)的距離為。根據(jù)△，，，可得通過(guò)的電荷量，則，故通過(guò)的電荷量之比為故答案為：，?！军c(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵要熟練根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電荷量與電流的關(guān)系推導(dǎo)出，并在理解的基礎(chǔ)上記牢，經(jīng)常用到。17．（2023?黃浦區(qū)校級(jí)一模）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬軌道、水平放置，軌道間距為?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為，長(zhǎng)度為的導(dǎo)體棒垂直于軌道放置，且與軌道接觸良好，導(dǎo)體棒和軌道電阻均可忽略不計(jì)。有一電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為的電源通過(guò)開(kāi)關(guān)連接到軌道左端，另有一個(gè)定值電阻也連接在軌道上，且在定值電阻右側(cè)存在著垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度，導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)電源的輸出功率?！敬鸢浮?；?！究键c(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題【專題】電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；定量思想；方程法；推理能力【分析】閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)體棒受安培力作用，開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)與電源的電動(dòng)勢(shì)反向，當(dāng)加速度減為零時(shí)，即棒電動(dòng)勢(shì)和電源定值電阻上的電壓大小相等，速度達(dá)到最大，電路電流為0，根據(jù)閉合電路的歐姆定律結(jié)合電功率的計(jì)算公式進(jìn)行解答。【解答】解：閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)體棒受到安培力向右加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且方向和電源電動(dòng)勢(shì)相反，電流減小，安培力減小，加速度減小，當(dāng)導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)和定值電阻兩端電壓大小相等相等時(shí)，導(dǎo)體棒中電流為0，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大，所以有：，解得：；導(dǎo)體棒穩(wěn)定時(shí)電源的輸出功率為。故答案為：；?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，注意電流變化時(shí)，安培力變化，加速度變化，穩(wěn)定狀態(tài)加速度為0，做勻速運(yùn)動(dòng)．18．（2023?楊浦區(qū)二模）汽車中的電磁輔助減震系統(tǒng)可等效簡(jiǎn)化為如圖所示（俯視）的裝置，減震線圈處于輻射狀的水平磁場(chǎng)中。若某時(shí)刻測(cè)得線圈內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较蚯艺谠龃蟮母袘?yīng)電流，則圖中線圈此時(shí)在豎直方向做加速運(yùn)動(dòng)。已知線圈質(zhì)量為、周長(zhǎng)為、電阻為，線圈所處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，以豎直向下為正方向，當(dāng)線圈的加速度大小為時(shí)其速度。（重力加速度取【答案】加速；或。【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題【專題】電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；定量思想；分析綜合能力；方程法【分析】根據(jù)右手定則判斷線圈的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)電流的變化情況分析加速度方向；根據(jù)安培力的計(jì)算公式結(jié)合牛頓第二定律求解速度大小?！窘獯稹拷猓壕€圈內(nèi)有逆時(shí)針電流，由右手定則可知線圈向上運(yùn)動(dòng)；感應(yīng)電流增大，由，，可得：則線圈加速運(yùn)動(dòng)，所以線圈向上加速運(yùn)動(dòng)。由，，解得安培力的大小為：線圈的加速度大小為，若加速度方向?yàn)樨Q直向上，則，由牛頓第二定律得：解得：，方向豎直向上解得速度大小為，方向豎直向下，即若加速度方向?yàn)樨Q直向下，則，由牛頓第二定律得：解得：，方向豎直向上解得速度大小為，方向豎直向下，即故答案為：加速；或。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題，關(guān)鍵是弄清楚減震線圈的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)牛頓第二定律、安培力的計(jì)算公式等進(jìn)行分析。19．（2022?徐匯區(qū)三模）如圖，相距為的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角放置，導(dǎo)軌與阻值均為的兩定值電阻、相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一質(zhì)量為、阻值也為的導(dǎo)體棒，以速度沿導(dǎo)軌勻速下滑，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則導(dǎo)體棒下滑的速度大小為，電阻消耗的熱功率為。【答案】；【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解；判斷物體的受力個(gè)數(shù)；用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題；安培力的概念【專題】定量思想；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；方程法；分析綜合能力【分析】導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，推導(dǎo)出安培力表達(dá)式，即可求出速度；根據(jù)電功率的計(jì)算公式進(jìn)行解答。【解答】解：①導(dǎo)體棒下滑過(guò)程中，該電路的等效電路如圖所示。導(dǎo)體棒下滑時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：流過(guò)導(dǎo)體棒的電流：導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，即：，聯(lián)立解得：；②電阻消耗的熱功率：聯(lián)立解答：故答案為：；?！军c(diǎn)評(píng)】本題分析導(dǎo)體棒的受力情況是求解的關(guān)鍵，不能將滑動(dòng)摩擦力遺漏．畫(huà)出該電路的等效電路有助于分析電路中的電流與電阻消耗的功率．20．（2022?普陀區(qū)二模）如圖，平行金屬導(dǎo)軌、相距，處于同一豎直平面內(nèi)，左端接有一阻值為的電阻。長(zhǎng)為的輕質(zhì)金屬桿緊貼導(dǎo)軌豎直放置，端固定有質(zhì)量為的金屬小球，端鏈接在上，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌、金屬桿與小球的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。繞端緊貼導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始傾倒，到水平位置時(shí)小球的速度為，在此過(guò)程中，電阻產(chǎn)生的熱量為，通過(guò)電阻的最大電流為。（不計(jì)小球與導(dǎo)軌碰撞的影響）【答案】，?！究键c(diǎn)】閉合電路的歐姆定律；導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化【專題】比較思想；等效替代法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；分析綜合能力【分析】在金屬桿從豎直放置轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置的過(guò)程中，小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，運(yùn)用能量守恒定律求解電阻產(chǎn)生的熱量。在金屬桿脫離至水平位置的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒列式求出金屬桿脫離時(shí)小球的速度，由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律結(jié)合求解通過(guò)電阻的最大電流。【解答】解：在金屬桿從豎直放置轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置的過(guò)程中，由能量守恒定律得解得電阻上產(chǎn)生的熱量為金屬桿剛要離開(kāi)時(shí)有效切割長(zhǎng)度最長(zhǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流最大。設(shè)金屬桿離開(kāi)導(dǎo)軌前的瞬間小球的速度為。在金屬桿脫離至水平位置的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律金屬桿離開(kāi)導(dǎo)軌前瞬間，通過(guò)電阻的電流最大，為聯(lián)立解得：故答案為：，?！军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線的類型，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式，是平均速度大?。\(yùn)用能量守恒定律求電能是慣用的思路，要學(xué)會(huì)運(yùn)用。四．解答題（共5小題）21．（2024?開(kāi)福區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，水平面上有相距的兩平行足夠長(zhǎng)固定軌道和，軌道的電阻不計(jì)。兩根長(zhǎng)度均為的導(dǎo)體棒和緊靠橫放于軌道上，質(zhì)量分別為和，電阻分別為和，與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩棒始終與兩導(dǎo)軌保持良好接觸。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為?，F(xiàn)垂直于棒施加的水平恒力，棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間后棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得時(shí)間內(nèi)兩棒之間的距離為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為。（1）求棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度；（2）求時(shí)間內(nèi)棒產(chǎn)生的電熱；（3）在棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去力，此時(shí)棒仍然靜止，若在棒以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)棒的電量為，求此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度為；（2）求時(shí)間內(nèi)棒產(chǎn)生的電熱為；（3）此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為?！究键c(diǎn)】單桿在導(dǎo)軌上有外力作用下切割磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題【專題】推理論證能力；推理法；定量思想；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題【分析】（1）棒切割磁感線，棒靜摩擦力達(dá)到最大。由閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式和平衡條件求解棒的速度；（2）應(yīng)用功能關(guān)系、能量守恒定律和焦耳定律求解在已知時(shí)間內(nèi)棒產(chǎn)生的熱量；（3）根據(jù)動(dòng)量定理結(jié)合電荷量的經(jīng)典表達(dá)式求解棒撤去外力后到靜止的時(shí)間?！窘獯稹拷猓海?）在棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒的速度為，則電路中的電動(dòng)勢(shì)：電路中的電流為：棒受的安培力為：由題意有：由以上各式解得：（2）設(shè)在時(shí)間內(nèi)，棒產(chǎn)生的電熱為，由焦耳定律可知：可求得到：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)由功能關(guān)系：由以上各式可求得：（3）對(duì)棒以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，以向左方向?yàn)檎?，由?dòng)量定理有：流過(guò)棒的電量為：由以上各式可求得：答：（1）棒即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度為；（2）求時(shí)間內(nèi)棒產(chǎn)生的電熱為；（3）此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的導(dǎo)體棒切割磁感線的模型，此題要注意分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)此類模型導(dǎo)體棒受恒力而加速度不恒定的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)常應(yīng)用動(dòng)量定理解答，要能夠熟練對(duì)安培力的沖量的求解。22．（2024?邗江區(qū)模擬）如圖所示，用等臂天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的左臂為掛盤，右臂掛矩形線圈，天平平衡。線圈上部處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，其變化率。線圈下部處在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，掛盤中放質(zhì)量為的砝碼時(shí)，天平再次平衡。已知線圈的水平邊長(zhǎng)，匝數(shù)匝，總電阻，重力加速度。求：（1）線圈中感應(yīng)電流的大??；（2）未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向?！敬鸢浮浚?）線圈中感應(yīng)電流的大小為；（2）未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里?！究键c(diǎn)】用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻；法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；推理論證能力【分析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大?。海?）根據(jù)安培力公式求出安培力的大小，根據(jù)平衡條件求出未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，根據(jù)左手定則判斷磁場(chǎng)的方向?！窘獯稹拷猓海?）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為根據(jù)閉合電路的歐姆定律有根據(jù)楞次定律可知電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針。（2）線圈受到的安培力為根據(jù)平衡條件有代入數(shù)據(jù)解得根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶锎穑海?）線圈中感應(yīng)電流的大小為；（2）未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里?！军c(diǎn)評(píng)】熟練掌握法拉第電磁感應(yīng)定律歐姆定律和左手定則是解題的基礎(chǔ)。23．（2024?中山區(qū)校級(jí)模擬）某同學(xué)根據(jù)電磁阻尼知識(shí)設(shè)計(jì)了如圖1所示的降落緩沖裝置基本原理圖。均勻?qū)Ь€構(gòu)成的正方形線框質(zhì)量為，邊長(zhǎng)為，總電阻為?，F(xiàn)使線框從距離磁場(chǎng)上部水平邊界處?kù)o止釋放，線圈恰好能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)。已知磁場(chǎng)下方范圍足夠大，不考慮線框之間的相互作用力，線框下落不翻轉(zhuǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為，求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；（2）邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（3）根據(jù)緩沖的原理，物體下落過(guò)程中的加速度小于重力加速度就起到了緩沖作用。實(shí)際下落的物體可看作棱長(zhǎng)為的金屬正方體，質(zhì)量為，從側(cè)面看該物體是在水平向右的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直下落，如圖2所示，假設(shè)物體從靜止開(kāi)始就一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，金屬正方體的電阻忽略不計(jì)，則該物體下落的加速度將如何變化，并說(shuō)明能否起到緩沖作用，請(qǐng)推理論證你的結(jié)論?！敬鸢浮浚?）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為；（2）邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為；（3）物體下落的加速度將減小，能起到緩沖作用?！究键c(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；分析綜合能力【分析】（1）由動(dòng)能定理求出線框進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，結(jié)合動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式、歐姆定律、安培力公式和平衡條件等求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（2）根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系求解線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合安培力的計(jì)算公式進(jìn)行解答?！窘獯稹拷猓海?）從開(kāi)始下落到恰進(jìn)入磁場(chǎng)，由動(dòng)能定理得：邊以速率進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：線框中的電流為：而此時(shí)線框勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有：聯(lián)立以上各式可得：（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，邊切割磁感線相當(dāng)于電源，由右手定則可知，點(diǎn)電勢(shì)高，點(diǎn)電勢(shì)低，則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為：（3）證明：平行磁感線的前后兩個(gè)面近似看成作平行板電容器，電容為。正方體以速度切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為則正方形左右面所構(gòu)成電容器的電荷量，由于不斷變大，和也不斷變大，由后表面到前表面所構(gòu)成的充電電流所受的安培力根據(jù)牛頓第二定律有：根據(jù)加速度的定義：聯(lián)立可得：因此正方體以加速度小于做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。答：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為；（2）邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為；（3）物體下落的加速度將減小，能起到緩沖作用。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。24．（2024?福建模擬）如圖所示，在光滑水平面上放置一矩形線框，邊的長(zhǎng)度為，邊的長(zhǎng)度為，線框的質(zhì)量為，電阻為，線框通過(guò)細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與重物相連，滑輪的質(zhì)量不計(jì)，重物的質(zhì)量為；水平面上和是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，邊界與水平面的底邊平行，和間距為，磁場(chǎng)方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，開(kāi)始時(shí)邊與邊界的距離為。現(xiàn)由靜止釋放重物，線框恰好能勻速穿過(guò)邊界，線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中邊始終與水平面的底邊平行，設(shè)水平面足夠長(zhǎng)，矩形線框不會(huì)與滑輪接觸，重力加速度為。求：（1）線框穿過(guò)邊界時(shí)速度的大??；（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框的電量；（3）線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）線框穿過(guò)邊界時(shí)速度的大小為；（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框的電量；（3）線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱?！究键c(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題【專題】定量思想；電磁感應(yīng)——功能問(wèn)題；方程法；推理能力【分析】（1）線框恰好能勻速穿過(guò)邊界，根據(jù)平衡條件結(jié)合安培力的計(jì)算公式進(jìn)行解答；（2）研究線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程，根據(jù)電荷量的計(jì)算公式進(jìn)行解答；（3）研究線框由靜止釋放到剛好全部穿出磁場(chǎng)的全過(guò)程，由能量守恒定律求解線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱?！窘獯稹拷猓海?）因?yàn)榫€框恰好能勻速穿過(guò)邊界，則線框穿過(guò)邊界時(shí)受力平衡，水平方向受力如圖所示對(duì)重物，根據(jù)平衡條件可得：對(duì)線框根據(jù)平衡條件可得：由歐姆定律得：導(dǎo)線切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：聯(lián)立解得：；（2）研究線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程，根據(jù)電荷量的計(jì)算公式可得：解得：；（3）研究線框由靜止釋放到剛好全部穿出磁場(chǎng)的全過(guò)程，以線框和重物組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由能量守恒定律，得：代入數(shù)據(jù)解得：。答：（1）線框穿過(guò)邊界時(shí)速度的大小為；（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框的電量；（3）線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱?！军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。25．（2024?江蘇模擬）游樂(lè)場(chǎng)中跳樓機(jī)的工作原理是：先把游客和座椅拉升到離地高處，使游客隨座椅一起自由下落，當(dāng)下落到制動(dòng)開(kāi)關(guān)位置時(shí)，觸發(fā)制動(dòng)開(kāi)始減速，到達(dá)地面時(shí)速度剛好為零（制動(dòng)包含機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)）。整個(gè)裝置簡(jiǎn)化圖如圖：為安全高度限制金屬橫桿，、為豎直光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度，游客和座椅可視為質(zhì)量：、長(zhǎng)度為的水平金屬桿，金屬桿的電阻，運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌垂直，制動(dòng)開(kāi)關(guān)點(diǎn)下方區(qū)域（含點(diǎn)所在水平邊界）存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為、加速度大小，機(jī)械制動(dòng)提供的拉力，金屬桿與導(dǎo)軌始終接觸，忽略空氣阻力，與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度。求：（1）制動(dòng)開(kāi)關(guān)離地面的高度。（2）該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（3）金屬桿從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，通過(guò)金屬桿的電荷量。【答案】（1）制動(dòng)開(kāi)關(guān)離地面的高度為；（2）該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為；（3）金屬桿從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，通過(guò)金屬桿的電荷量為。【考點(diǎn)】動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【專題】計(jì)算題；學(xué)科綜合題；定量思想；模型法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；分析綜合能力【分析】（1）先根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出游客和座椅自由下落的高度，再由求制動(dòng)開(kāi)關(guān)離地面的高度。（2）在點(diǎn)，對(duì)金屬桿進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律列方程，結(jié)合、、求解該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律以及電荷量與電流的關(guān)系求解通過(guò)金屬桿的電荷量?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)題意，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為設(shè)游客和座椅自由下落的高度為，則有制動(dòng)開(kāi)關(guān)離地面的高度聯(lián)立解得：（2）在點(diǎn)，對(duì)金屬桿進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律，有其中感應(yīng)電流為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為聯(lián)立解得：（3）金屬桿通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，通過(guò)金屬桿的電荷量為其中，，△聯(lián)立解得：答：（1）制動(dòng)開(kāi)關(guān)離地面的高度為；（2）該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為；（3）金屬桿從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，通過(guò)金屬桿的電荷量為?！军c(diǎn)評(píng)】本題中金屬桿分自由落體運(yùn)動(dòng)和進(jìn)入磁場(chǎng)兩個(gè)過(guò)程研究，關(guān)鍵要掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式，結(jié)合牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答。

考點(diǎn)卡片1．判斷物體的受力個(gè)數(shù)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義：根據(jù)研究的問(wèn)題，選取合適的物體作為研究對(duì)象，分析研究對(duì)象受到哪些力的作用，并畫(huà)出所受力的示意圖，這一過(guò)程即為物體的受力分析。2.一般步驟：【命題方向】如圖所示，斜面B放置于水平地面上，其兩側(cè)放有物體A、C，物體C通過(guò)輕繩連接于天花板，輕繩平行于斜面且處于繃緊狀態(tài)，A、B、C均靜止，下列說(shuō)法正確的是（）A.A、B間的接觸面一定是粗糙的B.地面對(duì)B一定有摩擦力C.B、C間的接觸面可能是光滑的D.B一共受到6個(gè)力的作用分析：A、B間是否存在摩擦力可以用假設(shè)法，若沒(méi)有摩擦，A必然無(wú)法平衡，因此AB間接觸面粗糙，B與地面的作用要把ABC看成一個(gè)整體，繩子對(duì)該整體有水平方向拉力分量，因此B和地面間也存在摩擦，以C為研究對(duì)象分析可知BC不一定需要有摩擦力也能平衡，因此BC間接觸面可能為光滑。解答：A、以A為研究對(duì)象，受到重力和支持力不可能平衡，所以A一定受到B對(duì)A沿斜面向上的靜摩擦力，故A正確；B、以A、B、C為研究對(duì)象，受到重力和地面的支持力、左斜向上的輕繩的拉力，這三個(gè)力不可能平衡，所以地面對(duì)B沿水平向右的靜摩擦力，故B正確；C、以C為研究對(duì)象，受到重力和B對(duì)C的支持力、左斜向上的輕繩的拉力，這三個(gè)力可能平衡，所以B、C之間可能沒(méi)有的靜摩擦力，B、C間的接觸面可能是光滑的，故C正確；D、以B為研究對(duì)象，可能受到重力、A對(duì)B的壓力、C對(duì)B的壓力、地面對(duì)B支持力和A對(duì)B的靜摩擦力、地面對(duì)B的靜摩擦力等六個(gè)力作用，也可能受到重力、A對(duì)B的壓力、C對(duì)B的壓力、地面對(duì)B支持力、A對(duì)B的靜摩擦力、地面對(duì)B的靜摩擦力和C對(duì)B的靜摩擦力等七力作用，故D錯(cuò)誤；故選：ABC。點(diǎn)評(píng)：該問(wèn)題需要采用整體法和隔離法進(jìn)行分析，先明確問(wèn)題再尋找合適的研究對(duì)象，因此找研究對(duì)象是非常關(guān)鍵的，另外對(duì)于共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題我們通?？梢允褂眉僭O(shè)法，可以假設(shè)某一個(gè)力不存在物體是否有可能達(dá)到平衡，進(jìn)而判斷該力的存在可能與否；在分析物體受力數(shù)量時(shí)，按照重力﹣彈力﹣摩擦力的順序，看清跟物體作用的其他物體數(shù)量，再逐一進(jìn)行分析?！窘忸}思路點(diǎn)撥】受力分析中如何防止“多力”或“漏力”（1）防止“多力”：對(duì)每個(gè)力都要找出其施力物體，若某個(gè)力找不到施力物體則說(shuō)明該力不存在；研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力不能畫(huà)在圖中，另外合力與分力不能重復(fù)分析。（2）防止“漏力”：按正確的順序（即重力→彈力→摩擦力→其他力）進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的有效措施。2．共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力（1）定義：如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用，這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。（2）力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件（1）平衡狀態(tài)：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。（2）平衡條件：在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0，即F合＝0→正交分解法，其中Fx合和Fy合分別表示物體在x軸和y軸上所受的合力。4.平衡條件的推論（1）二力平衡：若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力一定等大、反向。（2）三力平衡：若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。（3）多力平衡：若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個(gè)力必定與另外（n﹣1）個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問(wèn)題a.臨界問(wèn)題（1）問(wèn)題特點(diǎn)：①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。（2）分析方法：基本方法是假設(shè)推理法，即先假設(shè)某種情況成立，然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問(wèn)題（1）問(wèn)題界定：物體平衡的極值問(wèn)題，一般指在力的變化過(guò)程中涉及力的最大值和最小值的問(wèn)題。（2）分析方法：①解析法：根據(jù)物體平衡的條件列出方程，在解方程時(shí)，采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法：根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖，畫(huà)出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型（1）“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過(guò)光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲，但實(shí)際上是同一根繩，所以由“活結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上彈力的大小一定相等，兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩，因此由“死結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上的彈力不一定相等。（2）“活桿”與“死桿”模型①“活桿”：指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿，否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示，若C為轉(zhuǎn)軸，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中，彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”：若輕桿被固定，不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示，水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端B裝有一個(gè)小滑輪，繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛重物m。滑輪對(duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力，即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?！久}方向】例1：在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中，滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì)，滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上，一根輕繩ab繞過(guò)滑輪，a端固定在墻上，b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí)，甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ，乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD，則以下判斷正確的是（）A.FA＝FB＝FC＝FDB.FD＞FA＝FB＞FCC.FA＝FC＝FD＞FBD.FC＞FA＝FB＞FD分析：對(duì)滑輪受力分析，受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力；滑輪一直保持靜止，合力為零，故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答：由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力，大小不變，即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的，根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小，則合力越大，即滑輪兩邊繩子的夾角越小，繩子拉力的合力越大，故丁圖中繩子拉力合力最大，則桿的彈力最大，丙圖中夾角最大，繩子拉力合力最小，則桿的彈力最小，甲圖和乙圖中的夾角相同，則繩子拉力合力相等，則桿的彈力相等，所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D＞FA＝FB＞FC，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向，結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2：如圖所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45°，日光燈保持水平，所受重力為G。則（）A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為GD.兩繩的拉力大小均為分析：兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力，根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng)；根據(jù)對(duì)稱性可知，左右兩繩的拉力大小相等，分析日光燈的受力情況，由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答：B．對(duì)日光燈受力分析如圖：兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這三個(gè)力是共點(diǎn)力，故B錯(cuò)誤；A．由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向，故A正確；CD．由于兩個(gè)拉力的夾角成直角，且都與豎直方向成45°角，則由力的平行四邊形定則可知：G＝，F(xiàn)1＝F2，解得：F1＝F2＝，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：AC。點(diǎn)評(píng)：本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡，解答本題的關(guān)鍵是：確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成，利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3：如圖，三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2l?，F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加力的最小值為（）A.mgB.mgC.mgD.mg分析：根據(jù)物體的受力平衡，依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答：依題得，要想CD水平，則各繩都要緊繃，根據(jù)幾何關(guān)系可知，AC與水平方向的夾角為60°，結(jié)點(diǎn)C受力平衡，則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T＝mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T，方向向左。要使CD水平，則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零，則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知，當(dāng)F2與BD垂直時(shí)，F(xiàn)2最小，F(xiàn)2的大小即為拉力大小，因此有F2min＝T?sin60°＝mg故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C。點(diǎn)評(píng)：本題考查的是物體的受力平衡，解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí)，F(xiàn)2最小，F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4：如圖甲所示，細(xì)繩AD跨過(guò)固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體，∠ACB＝30°；圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上，另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住，EG與水平方向的夾角為30°，在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體（都處于靜止?fàn)顟B(tài)），求：（1）細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比；（2）輕桿BC對(duì)C端的支持力；（3）輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析：（1）根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。（2）圖甲中對(duì)滑輪受力分析，運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支持力；（3）乙圖中，以C點(diǎn)為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對(duì)G端的支持力。解答：下圖（a）和下圖（b）中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖（a）和右圖（b）所示，根據(jù)平衡規(guī)律可求解。（1）上圖（a）中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體，物體處于平衡狀態(tài)，輕繩AC段的拉力FTAC＝FCD＝M1g；上圖（b）中由于FTEGsin30°＝M2g得FEG＝2M2g所以FTAC：FTEG＝M1：2M2。（2）上圖（a）中，根據(jù)FAC＝FCD＝M1g且?jiàn)A角為120°故FNC＝FAC＝M1g，方向與水平方向成30°，指向斜右上方。（3）上圖（b）中，根據(jù)平衡方程有FNG＝＝M2g，方向水平向右。答：（1）輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為；（2）輕桿BC對(duì)C端的支持力為M1g，指向斜右上方；（3）輕桿HG對(duì)G端的支持力大小為M2g方向水平向右。點(diǎn)評(píng)：本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn)，其次要根據(jù)平衡條件，以C、G點(diǎn)為研究對(duì)象，按力平衡問(wèn)題的一般步驟求解。【解題思路點(diǎn)撥】1.在分析問(wèn)題時(shí)，注意“靜止”和“v＝0”不是一回事，v＝0，。2.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的一般步驟（1）選取研究對(duì)象，對(duì)于有相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng)，應(yīng)明確所選研究對(duì)象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個(gè)物體（整體法或隔離法）。（2）對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)出受力分析圖。（3）對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理，對(duì)三力平衡問(wèn)題，一般根據(jù)平衡條件畫(huà)出力合成時(shí)的平行四邊形。對(duì)四力或四力以上的平衡問(wèn)題，一般建立合適的直角坐標(biāo)系，對(duì)各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。（4）建立平衡方程，對(duì)于四力或四力以上的平衡問(wèn)題，用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問(wèn)題的分