法拉第电磁感应定律的应用--2024高二物理下学期期末真题分类汇编（新高考）含答案.pdf

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1、1法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用一、单选题一、单选题1(22-23高二下陕西西安期末)如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻r=1，电阻R=9，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示，下列说法正确的是()A.通过电阻R的电流是直流电B.感应电动势为0.6VC.感应电流为0.06AD.电阻R两端的电压为5.4V2(22-23高二下江苏扬州期中)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环规定导体环中电流的正方向如图所示，磁场方向向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，下列关于导体环中感应电流随时间变化的图像正确的是()A.B.C.D.3(

2、23-24高二上广东揭阳期末)如图甲所示，螺线管匝数n=1000，横截面积S=0.02m2，电阻r=1，螺线管外接一个阻值R=4的电阻，电阻的一端b接地。现有一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则()法拉第电磁感应定律的应用-2024高二物理下学期期末真题分类汇编（新高考）含答案2A.在04s时间内，R中有电流从a流向bB.在t=4s时穿过螺线管的磁通量为0.08WbC.在46s时间内，通过R的电流大小为10AD.在46s时间内，R两端电压Uab=40V4(22-23高二下辽宁期末)如图所示，用同种材料制成的质量相等、粗细均匀的闭合金属圆环，它们围

3、成的面积之比为4:1，把它们垂直放在磁感应强度随时间均匀变化的磁场中，下列说法正确的是()A.穿过两环的磁通量之比为2:1B.两环内的感应电动势之比为3:1C.两环内的感应电流之比为2:1D.相同时间内通过两环某截面的电荷量相等5(22-23高二下山东威海期末)如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设bc边两端电压为U，线框受到的安培力为F，线框的热功率为P，通过ab边的电荷量为q。下列关于U、F、P、q随时间t变化的关系图像正确的是()A.B.C.D.6(22-23

4、高二下广东广州期末)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内()3A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿逆时针方向C.圆环中的感应电流大小为B0rS4t0D.圆环中的感应电动势大小为B0r2t0二、多选题多选题7(23-24高二上山东青岛期末)如图甲所示，边长为a的正方形线框电阻为R，线框左半部分有垂直线框平面的匀强磁场，

5、MN分别为线框两边的中点，磁场随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向以向里为正方向，下列说法正确的是()A.0到t2时间内磁通量的变化量为2B0a2B.0到t1与t1到t2时间内线框中感应电流方向相同C.t1到t2时间内线框中M点电势始终比N点电势高D.0-t2过程，线框中感应电流恒为B0a22t2R8(23-24高二上陕西咸阳期末)如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1。在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确

6、的是()A.04s内a点电势高于b点电势B.46s内a、b间的电压为4VC.04s内通过电阻R的电荷量为6CD.46s内电阻R上产生的焦耳热为36J9(22-23高二下云南文山期末)如图所示，光滑水平面上一菱形线框abcd由粗细均匀的同种导体做成，线框平面与有界匀强磁场垂直，对角线ac与磁场边界平行。现用外力将线框沿对角线db匀速向右拉进磁场，设线框中的感应电流为I，a、c两点间的电势差为U，线框受的拉力为F，拉力的功率为P。在对4角线ac进入磁场前，上述各物理量随顶点b与磁场边界的距离x变化的图像中(曲线为抛物线)可能正确的是()A.B.C.D.10(22-23高二下云南保山期末)如图所示，

7、在竖直平面内有两根相互平行、电阻忽略不计的光滑金属导轨(足够长)，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，在导轨间接有阻值R=2.0的电阻，一根质量为m=0.4kg的金属棒ab垂直导轨放置其上，金属棒的电阻r=1.0。整个装置处于垂直导轨所在平面的匀强磁场中，磁感应强度B=5T、方向垂直于导轨所在平面向里。现让金属棒沿导轨由静止开始运动(金属棒始终与导轨良好接触)，金属棒下滑高度为h=1.2m时恰好能达到最大速度，重力加速度为g=10m/s2。则()A.金属棒由静止先匀加速运动、后匀速运动B.金属棒能达到的最大速度为3m/sC.金属棒由静止下滑1.2m所用时间为0.8sD.由静止开始到达到最大速度

8、的过程中，通过电阻R的电荷量为0.8C11(22-23高二下广西桂林期末)如图所示，宽为L的两固定光滑金属导轨水平放置，空间存在足够宽的竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量均为m、电阻值均为r的两导体棒ab和cd静置于导轨上，导轨电阻可忽略不计。现给cd一水平向右的初速度v0，对它们之后的运动过程说法正确的是()5A.ab的加速度越来越小，cd的加速度也越来越小B.回路产生的焦耳热为16mv20C.通过ab的电荷量为mv0BLD.两导体棒间的距离最终变化了mv0rB2L2三、解答题三、解答题12(23-24高二上山西运城期末)如图所示，相距为L=0.1m的两条水平虚线间存在垂直纸面向里

9、的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。一质量为m=0.1kg、电阻为R=0.02、边长为L=0.1m的正方形金属框从磁场上方某处自由下落，之后匀速进入磁场区域，重力加速度g取10m/s2，求：(1)金属框自由下落的高度h；(2)穿过磁场区域的过程中，金属框中产生的焦耳热Q。13(23-24高二上湖北荆门期末)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角为=30的斜面上，导轨间距L=1m，导轨底端接有阻值R=4的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。长为L=1m的金属杆垂直导轨放置，金属杆质量m=1kg，电阻为r=2，杆在平行导轨向上的恒力F作用下从静止开始沿导轨

10、向上运动，当运动距离x=6m时，达到最大速度vm=6m/s不计其他电阻，重力加速度g=10m/s2，求：(1)当杆的速度v=3m/s时杆两端的电压，并指出a、b两端哪点电势高；(2)恒力F；(3)杆达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。614(22-23高二上四川雅安期末)如图所示，间距为L=1.5m的光滑平行金属导轨固定在水平地面上，现垂直导轨放置一个有效电阻为r=1的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻，阻值分别为R1=3，R2=6，其他电阻不计，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.1T，当直导体棒在导轨上以v=6m/s的速度向右匀速运动时，求：(1)流过R1和R

11、2的电流大小；(2)导体棒克服安培力做功的瞬时功率。15(22-23高二下广西桂林期末)如图甲所示，N=100匝的线圈(图中只画了1匝)，其总电阻r=5，线圈两端与一个R=20的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的变化磁场，穿过线圈的磁通量日按图乙所示规律变化。(1)判断通过电阻R的电流方向(用“ab”或“ba”作答)；(2)求线圈产生的感应电动势E；(3)求电阻R两端的电压U。16(23-24高二上福建福州期末)如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行光滑金属导轨，金属棒与导轨间接触良好，其间距为L，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强

12、磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。则金属棒穿过磁场区域的过程中，求解：(1)通过电阻R的电流方向和通过金属棒的电荷量；(2)金属棒产生的焦耳热；(3)金属棒滑过d2时的速度。717(22-23高二下广东珠海期末)阻拦系统的基本原理如图所示。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值也为R的导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与轨道接触良好。着舰时，质量为M的飞机迅速钩住导体棒与ab相连的绳索后关闭动力，导体棒立即获得了与飞机相同的水平速

13、度v0。飞机和导体棒一起减速滑行了距离x后停下。已知除安培力外，飞机和导体棒一起做减速运动时的阻力为 f，绳索与导体棒绝缘，不考虑绳索的长度变化。求：(1)导体棒刚运动时，其两端的电势差U；(2)从飞机与ab导体棒共速到它们停下来的过程中，回路中产生的焦耳热Q。18(22-23高二下天津和平期末)如图所示，沿水平固定的平行导轨之间的距离为L=1m，导轨的左侧接入定值电阻R(大小未知)，图中虚线的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。质量为m=1kg、阻值r=1导体棒PQ垂直导轨放置，由t=0时刻开始在导体棒上施加水平方向F=4N的恒力使导体棒向右做匀加速运动，导体棒进入磁场后立

14、即保持外力的功率不变，经过一段时间导体棒以v=4m/s的速度做匀速直线运动，已知整个过程导体棒的速度随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终与导轨保持良好的接触且没有发生转动。重力加速度g=10m/s2。求：(1)导体棒与导轨之间的动摩擦因数=？定值电阻的阻值R=？(2)前8s内导体棒与导轨间因摩擦而产生的热量Q=90J，则该过程中定值电阻R上产生的热量QR为多少？(3)在第(2)问的前提下，求导体棒减速过程中通过定值电阻R的电量q为多少？前8s内水平外力F对导体棒的冲量IF为多少？19(22-23高二下甘肃金昌期末)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.5m一端连接R=1的电

15、阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。质量为m=1kg的导体棒MN放在导轨上，其电阻r=0.25，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好并始终与导轨垂直，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右做匀速运动，速度v=5m/s，并8开始计时。求：(1)感应电动势E和M、N两点间的电势差；(2)在2s时间内，拉力做的功；(3)在2s末，撤去拉力，导体棒会逐渐减速直至停止运动。求从开始至停止的全过程中电阻R上产生的焦耳热。一、多选题一、多选题20(22-23高二下陕西榆林期末)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总

16、电阻为R=10.规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正.磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，B0=0.1T.下列说法正确的是()A.t=1s时，导体环中电流为零B.第2s内，导体环中电流为负方向C.第3s内，导体环中电流的大小为0.01AD.第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为0.01C21(22-23高二下内蒙古赤峰期末)如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成角，两道轨宽为L，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，从距离地面高度h处静止释放，下滑一段距离后达到最大速度vm。若运动过程中，金属杆ab始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆ab的电阻均忽略不计(

17、)A.金属杆先做匀加速直线运动后做匀速直线运动9B.电路产生的焦耳热等于mgh-12mv2mC.金属杆的最大速度vm=mghsinB2L2D.流过电阻R的电荷量q=BLhRsin22(22-23高二下广东韶关期末)如图所示，一半径为r、质量为m、电阻为R的n匝圆形细线圈在足够长的径向辐射状磁场中由静止开始下落，线圈下落高度h时速度达到最大值vm。已知线圈下落过程中环面始终水平且所经过位置的磁感应强度大小都相同，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则()A.线圈在磁场中做匀加速直线运动B.线圈下落过程中所经过位置的磁感应强度大小为12rnmgRvmC.线圈下落高度h的过程中产生的总焦耳热为mgh-

18、12mv2mD.线圈下落高度h所经历的时间为vmg+hvm23(22-23高二下山东威海期末)如图所示，足够长的光滑水平金属导轨置于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，右侧导轨宽度为L，左侧导轨宽度为2L。电阻相等的两导体棒a、b垂直静置于导轨上，质量分别为m和2m。现使两导体棒分别获得相反的初速度v0，在以后的运动过程中，下列说法正确的是()A.a、b棒最终停止运动B.稳定后a、b棒均以v03的速度向左运动C.通过a棒的电量为mv0BLD.a棒产生的焦耳热为mv202二、解答题二、解答题24(22-23高二下湖南期末)如图，竖直平面内的两个边长为L的正方形区域ABCD和EFGH区域分布有匀

19、强磁场和匀强磁场，磁场强度大小均为B。竖直光滑导轨AHGB中AB、BC、DA和GH部分的电阻均为R，其余部分的电阻忽略不计。金属棒ab质量为m，长为d，电阻忽略不计。将金属棒从顶端AB静止释放，下滑过程中接触良好且始终水平。已知金属棒下落距离L2时速度为v1，下落距离L时速度为v2。求：10(1)金属棒ab下落距离L2时产生的电动势E的大小；(2)金属棒ab下落距离L2时的加速度a的大小；(3)若金属棒ab进入磁场区域后电流大小始终不变，求DE的长度h以及HG段的电功率P。25(22-23高二下江西宜春期末)某兴趣小组为了研究电磁阻尼的原理，设计了如图所示的装置进行实验，水平平行导轨MN、PQ

20、间距L=0.2m，处于方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，左端连着阻值R=0.1的定值电阻，细绳绕过定滑轮一端连接质量m=0.1kg、有效电阻也为0.1的导体棒a，另一端连接质量也为0.1kg的重物b，导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好，重物b距离地面的高度为h=3m，刚开始a、b的初速度均为0，现由静止释放重物b，重物b落地前瞬间导体棒a的速度恰好达到稳定，运动过程中不考虑摩擦力的影响，取重力加速度大小g=10m/s2，求：(1)导体棒a稳定的速度v；(2)重物b从开始运动到稳定的过程中，电路产生的总焦耳热QR；(3)导体棒a从开始运动到稳定需要的时间t。26(

21、22-23高二下黑龙江牡丹江期末)如图所示，平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角=30，导轨间距为L=0.5m，上端接有R=3的电阻，在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁场区域为OOO1O1，磁感应强度大小为B=2T，磁场区域宽度为d=0.4m，放在导轨上的一金属杆ab质量为m=0.08kg、电阻为r=2，从距磁场上边缘d0处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度v=2m/s。导轨的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为g=10m/s2，求：(1)通过磁场区域的过程中通过金属杆的电荷量q；(2)金属杆通过磁场区域的过程中

22、电阻R上产生的焦耳热QR。1127(22-23高二下内蒙古赤峰期末)如图所示，宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置并固定，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，U形框架两平行导轨上放一根质量为m=0.2kg、接入导轨间电阻R=1.0的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数为=0.5。现用大小变化的牵引力F使棒从静止开始运动，当金属棒ab的电阻R产生的热量Q=5.8J时获得稳定速度，此时牵引力的大小为F=3N，此过程中通过金属棒ab的电荷量q=2.8C，框架电阻不计，重力加速度g=10m/s2，在金属棒ab从静止开始运动到刚好达到稳定速度这一过程中，求：(1)ab棒稳定速度大小

23、v；(2)若牵引力的功率恒为P=6W，则这个过程中ab棒经历的时间t；(3)ab棒牵引力F的冲量IF。28(22-23高二下湖北恩施期末)如图所示，定滑轮两边用轻绳连接线框abcd和带正电的物体A，物体A放置在倾角为=53的光滑斜面上，水平面MN下方空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，MN上方没有磁场。此时释放线框和物体A，线框刚进入磁场时，恰好匀速运动，A物体仍在磁场中且对斜面恰好没有压力。已知正方形线框abcd边长为L=0.1m，质量为M=0.05kg，电阻为R=18，匝数为n=10匝，物块A的质量m=0.05kg，带电量为q=0.1C，重力加速度为g=10m/s2，不计一切摩擦，运动过程中，

24、线框平面始终位于纸面内，A始终处于磁场中，sin53=0.8,cos53=0.6。求：(1)进入磁场前线框的加速度a的大小；(2)线框下边cd初始位置离MN面的距离h；(3)线框进入磁场过程中线框的电热功率P热。29(22-23高二下广东茂名期末)如图所示，直流电源(不计内阻)与阻值为R1的定值电阻、滑动变阻器R2以及水平放置的平行板电容器构成闭合回路，平行板电容器的板间距为d、板长为3d，板间存在12垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、带电量为-q的小球以某一水平初速度从电容器下极板左边缘无碰撞的进入电容器。已知重力加速度大小为g，电源电动势=4mgdq，小球向右飞入电容器的初速度为v0=gd

25、2，不计电场、磁场边缘效应，不计空气阻力。(1)若滑动变阻器接入电路中的阻值R2=7R1，且小球恰好做匀速直线运动，求匀强磁场的磁感应强度大小B0；(2)若小球在板间恰好做匀速圆周运动，且能从两极板间飞出，求R2接入电路中的阻值，以及磁感应强度大小的取值范围；(3)若滑动变阻器接入电路的阻值R2=7R1，匀强磁场的磁感应强度B=2mqgd，求小球在板间运动过程中偏离下极板的最大距离H。30(22-23高二下山东威海期末)如图甲所示，两根足够长的固定的平行光滑金属导轨间距为L，导轨所在平面与水平面的夹角=30，导轨上端接有阻值为R的电阻。长度均为L的金属棒ab、cd与导轨垂直接触，相距为d，电阻

26、均为R。ab被锁定在导轨上，ab、cd用不可伸长的细线连接，整个装置静止且处在垂直导轨平面向上的磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。开始时开关S断开，当磁感应强度达到B0时，细线拉力恰好为零，此时烧断细线并闭合S。已知从闭合S到cd速度达到最大的过程中通过cd的电荷量为q，重力加速度大小为g，cd的质量为m，导轨电阻不计。求(1)烧断细线前回路中的感应电流的大小；(2)从开始到烧断细线的时间；(3)从闭合开关到cd达到最大速度需要的时间；(4)从闭合开关到cd达到最大速度的时间内ab消耗的电能。1法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用一、单选题一、单选题1(22-23高二下

27、陕西西安期末)如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻r=1，电阻R=9，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示，下列说法正确的是()A.通过电阻R的电流是直流电B.感应电动势为0.6VC.感应电流为0.06AD.电阻R两端的电压为5.4V【答案】D【详解】A由图乙可知磁场均匀增大或减小的过程中，斜率的绝对值相等，可得感应电动势大小相等，根据楞次定理可知感应电流的方向不同，故通过电阻R的电流不是直流电，故A错误；B根据法拉第电磁感应定律感应电动势为E=nt=nBtS=1000611010-4V=6V故B错误；C感应电流为I=ER+r=69+1A=0.6A故C错误

28、；D电阻R两端的电压为UR=IR=0.69V=5.4V故D正确。故选D。2(22-23高二下江苏扬州期中)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环规定导体环中电流的正方向如图所示，磁场方向向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，下列关于导体环中感应电流随时间变化的图像正确的是()2A.B.C.D.【答案】C【详解】均匀变化的磁场产生恒定的电流，在01s内，磁感应强度方向竖直向下，并且均匀减小，根据楞次定律得感应电流方向为负；12s内磁场方向竖直向上，并且均匀增大，根据楞次定律得感应电流方向为负，23s内磁感应强度方向竖直向上，并且均匀减小，根据楞次定律得感应电流方向为正；在 34s内

29、，磁感应强度方向竖直向下，并且均匀增大，根据楞次定律得感应电流方向为正。故 ABD错误；C正确。故选C。3(23-24高二上广东揭阳期末)如图甲所示，螺线管匝数n=1000，横截面积S=0.02m2，电阻r=1，螺线管外接一个阻值R=4的电阻，电阻的一端b接地。现有一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则()A.在04s时间内，R中有电流从a流向bB.在t=4s时穿过螺线管的磁通量为0.08WbC.在46s时间内，通过R的电流大小为10AD.在46s时间内，R两端电压Uab=40V【答案】B【详解】A在04s内，原磁场增大，则磁通量增大，根据楞次定律

30、可知，感应磁场方向向右，再由安培定则可知R中的电流方向从b流向a，选项A错误；B由图乙可知，t=4s时磁感应强度为B=4T，则此时的磁通量为=BS=40.02Wb=0.08Wb选项B正确；C在4s6s内，感应电动势为E=nBSt=100040.022V=40V则R中电流大小为I=ER+r=404+1A=8A选项C错误；3D在4s6s内，根据楞次定律可知，R中的电流从a流向b，则R两端电压为Uab=IR=84V=32V选项D错误。故选B。4(22-23高二下辽宁期末)如图所示，用同种材料制成的质量相等、粗细均匀的闭合金属圆环，它们围成的面积之比为4:1，把它们垂直放在磁感应强度随时间均匀变化的磁

31、场中，下列说法正确的是()A.穿过两环的磁通量之比为2:1B.两环内的感应电动势之比为3:1C.两环内的感应电流之比为2:1D.相同时间内通过两环某截面的电荷量相等【答案】D【详解】A根据磁通量表达式=BS可知穿过两环的磁通量之比为1:2=S1:S2=4:1故A错误；B根据法拉第电磁感应定律可得E=t=BtS可知两环内的感应电动势之比为E1:E2=S1:S2=4:1故B错误；C根据S=r2可知两环的半径之比为r1:r2=S1:S2=2:1设材料的密度为0，横截面积为S0，则材料的质量为m=0S02r由于两环质量相等，则两环的横截面积之比为S01:S02=r2:r1=1:2根据电阻定律可得R=2

32、rS0可知两环的电阻之比为R1:R2=r1S01:r2S02=4:1根据I=ER可知两环内的感应电流之比为4I1:I2=E1R1:E2R2=1:1故C错误；D根据q=It可知相同时间内通过两环某截面的电荷量之比为q1:q2=I1:I2=1:1D正确。故选D。5(22-23高二下山东威海期末)如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设bc边两端电压为U，线框受到的安培力为F，线框的热功率为P，通过ab边的电荷量为q。下列关于U、F、P、q随时间t变化的关系图像正确的是()

33、A.B.C.D.【答案】A【详解】设磁场的虚线边界与x轴的夹角为、线框的速度为v、线框的边长为L、磁场的磁感应强度为B，和感应电动势最大的时刻为t0，则在bc边进入磁场的过程中由dc边进入磁场的部分切割磁感线，即在时间段0 t t0内有E1=Bv2ttanI1=Bv2ttan4R由dc边和ab边进入磁场的部分切割磁感线的过程中，即在时间段t0 t 2t0内有E2=BLv-Bv2(t-t0)tanI2=BLv4R-Bv2(t-t0)tan4RA设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 t t0的过程中U1=I1R=Bv2ttan4在t0 t 2t0的过程中U2=I2R=BLv4-Bv2(t

34、-t0)tan45故A正确；B设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 t t0的过程中F1=BI1vttan=BBv2ttan4Rvttan则在0 t t0的过程中F-t图像应为曲线，故B错误；C设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 t t0的过程中P1=I214R=Bv2ttan4R24R则在0 t t0的过程中P-t图像应为开口向上的抛物线，故C错误；D设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 t t0的过程中q1=4R=Bv2t2tan8R则在0 t t0的过程中q-t图像应为曲线，故D错误。故选A。6(22-23高二下广东广州期末)空间存在一方向与纸面垂直、大小

35、随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内()A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿逆时针方向C.圆环中的感应电流大小为B0rS4t0D.圆环中的感应电动势大小为B0r2t0【答案】C【详解】AB根据B-t图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针；在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向在t0时刻发生变化，t=0至t=t0时段，安培力向左

36、；t=t0至t=t1时段，安培力向右，故AB错误；CD由闭合电路欧姆定律得I=ER又根据法拉第电磁感应定律得E=t=Btr22=B0r22t0由电阻定律有R=2rS联立解得I=B0rS4t06故C正确，D错误。故选C。二、多选题多选题7(23-24高二上山东青岛期末)如图甲所示，边长为a的正方形线框电阻为R，线框左半部分有垂直线框平面的匀强磁场，MN分别为线框两边的中点，磁场随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向以向里为正方向，下列说法正确的是()A.0到t2时间内磁通量的变化量为2B0a2B.0到t1与t1到t2时间内线框中感应电流方向相同C.t1到t2时间内线框中M点电势始终比N点电势高D.

37、0-t2过程，线框中感应电流恒为B0a22t2R【答案】BC【详解】A0到t2时间内磁通量的变化量为=12B0a2-12B0a2=B0a2故A错误；B根据楞次定律，0到t1时间内磁通量向里减小，在t1到t2时间内磁通量向外增加，则0到t1与t1到t2时间内线框中感应电流方向相同，均为顺时针方向，故B正确；C根据楞次定律，t1到t2时间内线框中感应电流为顺时针方向，则M点电势始终比N点电势高，故C正确；D0-t2过程，线框中感应电流恒为I=ER=Bta221R=2B0t2a22R=B0a2t2R故D错误。故选BC。8(23-24高二上陕西咸阳期末)如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，

38、面积S1=0.4m2，电阻r=1。在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是()A.04s内a点电势高于b点电势B.46s内a、b间的电压为4V7C.04s内通过电阻R的电荷量为6CD.46s内电阻R上产生的焦耳热为36J【答案】CD【详解】AC04s内根据法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为E1=nB1S2t1=4.5V回路电流为I1=E1R+r=1.5A在04s时间内，B增大，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流

39、由 b流经电阻R回到a，a、b间的电势差为Uab=-I1R=-3V通过电阻R的电荷量为q1=I1t1=6C故A错误，C正确；BD在46s时间内，线圈产生的感应电动势为E2=nB2S2t2=9V感应电流为I2=E2R+r=3A根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由a流经电阻R回到b，a、b间的电势差为Uab=I2R=6V电阻R上产生的焦耳热为Q=I22Rt2=36J故B错误，D正确。故选CD。9(22-23高二下云南文山期末)如图所示，光滑水平面上一菱形线框abcd由粗细均匀的同种导体做成，线框平面与有界匀强磁场垂直，对角线ac与磁场边界平行。现用外力将线框沿对角线db匀速向右拉进磁场，设线框中

40、的感应电流为I，a、c两点间的电势差为U，线框受的拉力为F，拉力的功率为P。在对角线ac进入磁场前，上述各物理量随顶点b与磁场边界的距离x变化的图像中(曲线为抛物线)可能正确的是()A.B.8C.D.【答案】BC【详解】A设db与ab之间的夹角为，感应电动势为E=B2xtanv设线框的总电阻为R，感应电流为I=ER解得I=2BvxtanR电流I和x成正比，A错误；B a、c两点间的电势差为UU=IR2解得E=BvxtanB正确；C线框受的拉力为FF=BI2xtan解得F=4B2vx2tan2RC正确；D拉力的功率P=Fv=4B2v2x2tan2RD错误；故选BC。10(22-23高二下云南保山

41、期末)如图所示，在竖直平面内有两根相互平行、电阻忽略不计的光滑金属导轨(足够长)，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，在导轨间接有阻值R=2.0的电阻，一根质量为m=0.4kg的金属棒ab垂直导轨放置其上，金属棒的电阻r=1.0。整个装置处于垂直导轨所在平面的匀强磁场中，磁感应强度B=5T、方向垂直于导轨所在平面向里。现让金属棒沿导轨由静止开始运动(金属棒始终与导轨良好接触)，金属棒下滑高度为h=1.2m时恰好能达到最大速度，重力加速度为g=10m/s2。则()9A.金属棒由静止先匀加速运动、后匀速运动B.金属棒能达到的最大速度为3m/sC.金属棒由静止下滑1.2m所用时间为0.8sD.由静止

42、开始到达到最大速度的过程中，通过电阻R的电荷量为0.8C【答案】BD【详解】A金属棒向下运动过程在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力，安培力从零开始不断增大，所以金属棒由静止开始做加速度减小的加速运动，当安培力与重力达到相等时，加速度为零，金属棒的速度达到最大，之后金属棒做匀速运动，故A错误；B由平衡条件有mg=BI1LI1=BLv1R+r解得v1=3m/s故B正确；D平均感应电动势为E=t=BLht平均电流为I=ER+rQ=It解得Q=0.8C故D正确；C金属棒由静止下滑1.2m过程中，根据动量定理可得mgt-BILt=mvQ=It联立解得t=0.7s故C错误。故选BD。11(2

43、2-23高二下广西桂林期末)如图所示，宽为L的两固定光滑金属导轨水平放置，空间存在足够宽的竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量均为m、电阻值均为r的两导体棒ab和cd静置于导轨上，导轨电阻可忽略不计。现给cd一水平向右的初速度v0，对它们之后的运动过程说法正确的是()10A.ab的加速度越来越小，cd的加速度也越来越小B.回路产生的焦耳热为16mv20C.通过ab的电荷量为mv0BLD.两导体棒间的距离最终变化了mv0rB2L2【答案】AD【详解】A根据安培力的计算公式可得F=BIL=B2L2v2r根据牛顿第二定律得F=ma解得a=B2L2v2mr可知两导体棒的加速度均越来越小，故A正

44、确；B棒ab和cd在运动过程中始终受到大小相等、方向相反的安培力，系统的动量守恒，以向右的方向为正方向，则有mv0=2mv1由能量守恒定律得Q=12mv20-122mv21=14mv20故B错误；C设整个过程中通过回路的电荷量为q,对cd棒由动量定理得-BILt=-BLq=mv1-mv0解得q=mv02BL故C错误；D设最后两根杆相对运动的距离为x，根据电荷量的公式可得q=It=E2rt=2r=BLx2r结合C选项分析解得x=mv0rB2L2故D正确。故选AD。三、解答题三、解答题12(23-24高二上山西运城期末)如图所示，相距为L=0.1m的两条水平虚线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应

45、强度大小为B=1T。一质量为m=0.1kg、电阻为R=0.02、边长为L=0.1m的正方形金属框从磁场上方某处自由下落，之后匀速进入磁场区域，重力加速度g取10m/s2，求：(1)金属框自由下落的高度h；(2)穿过磁场区域的过程中，金属框中产生的焦耳热Q。11【答案】(1)0.2m；(2)0.2J【详解】(1)金属框自由下落的过程中由动能定理可得mgh=12mv2由金属框匀速进入磁场区域可知，金属框通过磁场区域时受力平衡B2L2vR=mg由联立解得h=0.2m(2)金属框匀速通过磁场区域的过程中，产生的焦耳热等于克服安培力所做的功Q=F安2L=2mgL解得Q=0.2J13(23-24高二上湖北

46、荆门期末)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角为=30的斜面上，导轨间距L=1m，导轨底端接有阻值R=4的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。长为L=1m的金属杆垂直导轨放置，金属杆质量m=1kg，电阻为r=2，杆在平行导轨向上的恒力F作用下从静止开始沿导轨向上运动，当运动距离x=6m时，达到最大速度vm=6m/s不计其他电阻，重力加速度g=10m/s2，求：(1)当杆的速度v=3m/s时杆两端的电压，并指出a、b两端哪点电势高；(2)恒力F；(3)杆达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。【答案】(1)4V，b端电势高；(2)9N；(3)4J【

47、详解】(1)当杆的速度v=3m/s时，感应电动势E=BLv=6V杆两端的电压U=RR+rE=4V由右手定则判断可知b端电势高；(2)最大速度vm=6m/s时，感应电动势12E=BLvm=12V回路中电流I=ER+r=2A导体棒受安培力F安=BIL=4N由平衡条件得F=mgsin30+F安=9N(3)杆达到最大速度的过程中，由能量守恒得Fx=mgxsin+12mv2m+Q总电阻R上产生的焦耳热为Q=RR+rQ总解得Q=4J14(22-23高二上四川雅安期末)如图所示，间距为L=1.5m的光滑平行金属导轨固定在水平地面上，现垂直导轨放置一个有效电阻为r=1的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻，

48、阻值分别为R1=3，R2=6，其他电阻不计，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.1T，当直导体棒在导轨上以v=6m/s的速度向右匀速运动时，求：(1)流过R1和R2的电流大小；(2)导体棒克服安培力做功的瞬时功率。【答案】(1)0.2A,0.1A；(2)0.27W【详解】(1)由E=BLv得E=0.9V总电阻R=R1R2R1+R2+r=3干路电流I=ER=0.3A流过R1的电流I1=R2R1+R2I=0.2A流过R2的电流I2=R1R1+R2I=0.1A13(2)导体棒受到的安培力F=ILB=0.045N克服安培力做功的功率P=Fv=0.27W15(22-23高二下广西桂林期末

49、)如图甲所示，N=100匝的线圈(图中只画了1匝)，其总电阻r=5，线圈两端与一个R=20的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的变化磁场，穿过线圈的磁通量日按图乙所示规律变化。(1)判断通过电阻R的电流方向(用“ab”或“ba”作答)；(2)求线圈产生的感应电动势E；(3)求电阻R两端的电压U。【答案】(1)ab；(2)5V；(3)4V【详解】(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，则穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈产生逆时针方向的感应电流，则通过电阻R的电流方向为ab。(2)根据法拉第电磁感应定律可得E=Nt=1000.015-0.0100.10V=5V(3)电阻R两

50、端的电压为路端电压，根据分压规律可知U=RR+rE=2020+55V=4V16(23-24高二上福建福州期末)如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行光滑金属导轨，金属棒与导轨间接触良好，其间距为L，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。则金属棒穿过磁场区域的过程中，求解：(1)通过电阻R的电流方向和通过金属棒的电荷量；(2)金属棒产生的焦耳热；(3)金属棒滑过d2时的速度。【答案】(1)从Q到N；q=BLd2R；(2)Q=12mgh(3)v=2gh2【详