專題13電磁感應

目錄

01模擬基礎練.......................................................2

題型一：楞次定律法拉第電磁感應定律的應用..........................2

題型二：電磁感應的圖像問題........................................7

題型三：電磁感應的電路問題.......................................15

題型四：電磁感應的動力、能量綜合問題.............................22

02重難創新練......................................................30

1/34

z

題型一：楞次定律法拉第電磁感應定律的應用

1.（2024?陜西西安?一模）若陜西地區地磁場的磁感應強度的豎直分量的大小”隨距離地面高度〃的變化關

系如圖所示，一直升機將一始終保持水平的閉合金屬導線框豎直向上勻速吊起，下列說法正確的是（）

A.線框中有順時針方向的感應電流（俯視）

B.線框中的感應電流不斷減小

C.線框中的感應電流不斷增大

D.線框的四條邊有向內收縮的趨勢

【答案】A

【詳解】A.陜西地區位于北半球，地磁場的磁感應強度的豎直分量豎直向下，根據楞次定律，線框中有順

時針方向的感應電流（俯視），故A正確；

ASS_A5S\BS

BC.由法拉第電磁感應定律和4-〃圖像得，感應電動勢大小為后=且=工"=感應電流的

V

F

大小為/=1■可知感應電動勢￡保持不變，則感應電流的大小保持不變，故BC錯誤；

D.根據楞次定律，線框的四條邊有向外擴張的趨勢，故D錯誤。故選A。

2.（2024?北京大興?三模）如圖所示，一單匝粗細均勻的正方形導體線框°灰力和直角坐標系軸水平,

y軸豎直）均處于豎直平面內，線框邊長為L空間內存在垂直于紙面向里的磁場，磁感應強度在x方向均

勻分布，y方向上滿足8=穌+0（左＞0）。初始時，線框的。點與坐標原點O重合，邊與x軸重合。現給

線框一個沿著x軸正方向的速度%,線框在運動過程中始終處于平面內，其成邊與x軸始終保持平行,

空氣阻力不計。則（）

2/34

XXXXXXXX

d―0

xxxxxxxxxx

xxxxxxxxxx

xxxxxxxxxx

y"

A.下落過程中線框中有順時針方向的感應電流

B.開始時線框中產生的電動勢為及

C.開始時線框中產生的電動勢為紅2

D.若線框匝數增大為〃匝，則豎直方向最終速度不變

【答案】D

【詳解】A.根據楞次定律，則下落過程中穿過線圈的磁通量向里增加，則線框中有逆時針方向的感應電流,

故A錯誤；

BC.開始時線框中磁通量變化率為0,產生的電動勢為0,故BC錯誤；

D.線框在磁場中斜向下運動時產生逆時針方向的感應電流，線框的兩豎直受安培力等大反向，則水平方向

受力為零做勻速直線運動；水平下邊受安培力豎直向上，水平上邊受安培力豎直向下，但因下邊受安培力

大于上邊，可知豎直方向上受向上的安培力，當線框受到該安培力等于重力時，達到最終速度，若線框匝

數增大為〃匝，線框的質量變為“加g,電阻變為成，貝=始處Z其中A3="解得v=世故D

nRKL

正確。故選D。

3.（2024?四川?模擬預測）隨著時代的發展，新能源汽車已經走進了我們的生活，如圖所示是新能源汽車的

電磁阻尼減震裝置。當車輪經過一個凸起的路面時車輪立即帶動彈簧和外筒向上運動，線性電機立即產生

垂直紙面向里的勻強磁場并以速度v向下勻速通過正方形線圈，達到減震的目的。已知線圈的匝數為〃，線

圈的邊長為3磁感應強度為2,線圈總電阻為r,下列說法正確的是（）

A.圖示線圈中感應電流的方向是先順時針后逆時針

B.當磁場進入線圈時，線圈受到的安培力的方向向下

3/34

C.若車輪經過坑地時，電機立即產生垂直紙面向里的磁場，磁場向下運動也可實現減震

D.當磁場剛進入線圈時，線圈受到的安培力大小為四？

r

【答案】B

【詳解】A.磁場經過線圈，由楞次定律可得線圈中的電流方向先逆時針后順時針。故A錯誤；

B.磁場進入線圈中的電流方向為逆時針，磁場方向垂直線面向里，由左手定則可得線圈受到向下的安培力。

故B正確；

C.車輪經過坑地時，向下產生垂直紙面向里的磁場，由楞次定律可得線圈受到向下的安培力，力和速度都

向下，加速下降，沒起到減震作用。故C錯誤；

D.當磁場剛進入線圈時，線圈受到的安培力，有F=tlBIL又I=生,￡="小可得尸=匕絲故D錯誤。

rr

故選B。

4.（2024?江蘇?模擬預測）電磁彈射裝置的原理如圖甲所示，驅動線圈通過開關S與電源連接，發射線圈放

在絕緣且內壁光滑的發射導管內。閉合開關S后，在0?%時間內驅動線圈中的電流z?隨時間/的變化關系

如圖乙所示。在這段時間內，下列說法正確的是（）

A.發射線圈中感應電流產生的磁場水平向右

B.f=0時發射線圈中的感應電動勢最大

C./="時驅動線圈的自感電動勢最大

D.對調電源的正負極，發射線圈會向相反方向運動

【答案】B

【詳解】A.根據安培定則可知，驅動線圈內的磁場方向水平向右，結合題圖乙可知，驅動線圈的電流增大,

通過發射線圈的磁通量增大，根據楞次定律可知，發射線圈內部的感應磁場方向水平向左，故A錯誤；

B.f=0時驅動線圈的電流變化率最大，則此時通過發射線圈的磁通量變化得最快，發射線圈中的感應電動

勢最大，故B正確。

C.同理f=0時驅動線圈的電流變化率最大，此時發射線圈的磁通量變化得最快，驅動線圈的自感電動勢最

大，故c錯誤;

4/34

D.根據楞次定律可知對調電源的正負極后，發射線圈仍然向右運動，故D錯誤。故選B。

5.（2024?貴州?三模）一根絕緣硬質細導線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓的面積為B，小圓的面積均

為S?。垂直線圈平面方向有一隨時間/變化的磁場，磁感應強度大小3=線+紅，4和人均為常量，則線圈

中總的感應電動勢大小為（）

A.4的B.4ks[C.左圖-4sD.左（岳+4s2）

【答案】C

【詳解】由法拉第電磁感應定律可得大圓線圈產生的感應電動勢為&=等=看岳=斤5每個小圓線圈產生

的感應電動勢均為生="=竺邑=左邑由線圈的繞線方式和楞次定律可知，4個小圓線圈產生的感應電動

△tNt

勢方向相同，而大圓線圈產生的感應電動勢方向與4個小圓線圈產生的感應電動勢方向相反，所以線圈中

總的感應電動勢大小為E=|片-4蜀=4國-4叫故選C。

6.（2024?遼寧遼陽?二模）CPU卡是一種基于芯片的智能卡，內部集成了處理器、存儲器和加密模塊等多個

組件，正常工作電流約為5mA,其天線為如圖所示的線圈，線圈尺寸從內到外逐漸變大，共3匝，其邊長

分別為2.0cm、2.2cm和2.4cm,正常工作時勻強磁場垂直穿過線圈，磁感應強度的變化率為力T/S,則

CPU卡工作時的功率約為（）

B.4.2mW

C.7.3mWD.9.3mW

5/34

【答案】c

【詳解】根據法拉第電磁感應定律，可得石=4+￡+4=絲片+半片+學4=146丫功率為

~AtAt~At

p=UI=\,46Vx5mA=7.3mW故選C-

7.（2024?河北邯鄲?一模）2023年11月我國首顆高精度地磁場探測衛星投入使用，該衛星將大幅提高我國

地球磁場探測技術水平。地磁場的磁感線從地理南極出發，回到地理北極，磁感線分布如圖1所示。在地

面上不太大范圍內，地磁場都可以看成是勻強磁場。設在北京某處有一個半徑為人總電阻為R的單匝閉合

線圈，初始狀態線圈水平放置，線圈所在位置地磁場的磁感應強度大小為5,方向與線圈面成戊（戊＜45。）。

jr

若以東西方向的直徑為軸，從東向西看，把線圈逆時針轉過如圖2所示，則此過程通過回路截面的電

/北

/西一三三“東/

南，/

圖1圖2

BTIV1.、Bnr1

A.———(cosa-sina)D.c-o--s-2--a--sm?2a

R'

B兀戶「B兀戶

C.D?-------cos<7

RR

【答案】A

【詳解】線圈從圖示位置開始，以直徑為軸轉過90。的過程中，穿過線圈的磁通量變化量為

M=BScosa-BSsina=Bnr2（cosa-sina）根據法拉第電磁感應定律得E=N^-根據閉合電路歐姆定律

2

得/=今通過線圈的電荷量為q=IX聯立上式有q=N^=8"（cos。Tine）故選卜.

8.（2024?甘肅?一模）1831年，法拉第發明了第一臺發電機，示意圖如下。半徑為『的銅盤安裝在金屬軸上,

其邊緣置于一個磁鐵兩極之間的狹縫里，銅盤邊緣與軸通過導線與檢流計連接。銅盤以周期T勻速旋轉，檢

流計中有電流通過。已知狹縫沿半徑方向的長度為。，狹縫間為勻強磁場，磁感應強度為B,忽略狹縫之外

的磁場，下列說法正確的是（）

6/34

p

回口囪工更萬聲;?

-----1■---------'；--Q

o\Q

A.檢流計中電流方向從。向尸

B.若銅盤旋轉方向和磁場方向同時反向，則檢流計中電流方向也反向

C.銅盤產生的電動勢為變色二皿

T

D.銅盤產生的電動勢為

T

【答案】C

【詳解】A.根據右手定則可知，檢流計中電流方向從尸向。，故A錯誤；

B.根據右手定則可知，若銅盤旋轉方向和磁場方向同時反向，則檢流計中電流方向不變，故B錯誤;

CD.銅盤產生的電動勢為￡=8°&一"）0+'°=""2廠-。）'故c正確D錯誤。故選C。

2T

題型二：電磁感應的圖像問題

9.（2024?湖北?一模）艦載機返回航母甲板時有多種減速方式，如圖所示，為一種電磁減速方式的簡要模型。

固定在水平面上足夠長的平行光滑導軌，左端接有定值電阻，整個裝置處在勻強磁場中。現有一艦載機可

等效為垂直于導軌的導體棒仍，以一定初速度水平向右運動，導體棒和導軌的電阻不計。則導體棒運動過

程中，其速度V、加速度a隨運動時間t的關系圖像可能正確的是（）

a

XXXXXXX

RXXXXXXX

XXXXXXX

b

7/34

【詳解】AB.導體棒切割磁感線，回路中出現感應電流，導體棒仍受到向左的安培力，向右減速運動，由

DTv

F=BIL=B—^~L=ma可知,由于導體棒速度減小，則加速度減小，所以導體棒做的是加速度越來越小的

R

減速運動直至停止運動。故A錯誤；B正確；

p2T2

CD.導體棒的最大加速度為%=不？導體棒做加速度減小的減速運動，可知圖像的形狀與M圖像類

mR

似，為凹函數。故CD錯誤。故選B。

10.（2024?河南?模擬預測）如圖所示，光滑水平面上正三角形導線框在水平向右力歹的作用下，勻速

進入左側有理想邊界的勻強磁場，運動過程中6c邊始終與磁場邊界垂直，設c點剛進入磁場時為零時刻，a

點進入磁場的時刻為〃，6點進入磁場的時刻為〃，設穿過線框的磁通量為。，感應電動勢為￡,通過導線

某橫截面的電荷量為g,則。、E、F、g隨時間f變化的圖像可能正確的是

【答案】C

【詳解】A.根據題意勻速進入左側有理想邊界的勻強磁場時，有效長度為乙tan60°=Gvf磁通量為

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①=55=」小必聯立解得①二心聲〃得①0c〃可知，①-/圖像為拋物線，故A錯誤；

22

B.c點進入磁場后的感應電動勢為E=8Zv由乙=技/聯立解得￡=曲丫2/可知，￡一圖像為一直線，。點

進入磁場后，有效長度逐漸減小，則感應電動勢逐漸減小，全部進入磁場時感應電動勢為零，故B錯誤；

C.根據題意勻速進入左側有理想邊界的勻強磁場時線框受力平衡，有尸=初而/=字聯立解得

K

p2r2

尸=2AZ=3BV"方一圖像為拋物線，故C正確；

R

D.由《=〃=絲。可知qt2圖像為開口向上的拋物線，故D錯誤。故選C。

RR

11.（2024?北京海淀?二模）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌位于水平的xOy平面內，導軌與x軸平

行，左端接有電阻尺。在x>0的一側存在豎直向下的磁場，磁感應強度2隨空間均勻變化，滿足3=及+日

（歸0且為定值）。一金屬桿與導軌垂直放置，且接觸良好，在外力作用下沿x軸正方向勻速運動。片0時金

屬桿位于x=0處，不計導軌和金屬桿的電阻。圖2中關于金屬桿兩端的電壓U和所受安培力尸大小的圖像

正確的是（）

【詳解】AB.設金屬桿在標內運動的位移為x,且4-0,設兩導軌間的距離為則在。時間內金屬桿

與導軌、電阻構成的閉合回路中磁通量的變化量A①=（線+船）口-0則加內閉合回路中產生的感應電動勢

￡=詈=色等匣設金屬桿勻速運動的速度為v,則"=三代入上式，可得￡=（4+履）小不計導軌和金

屬桿的電阻，則金屬桿兩端的電壓。=￡=（4+丘）￡v可知。與x成線性關系，是一條傾斜的直線，由

U=（B0+kx）Lv,可得U=（穌+區）小=（穌+時）可知U與f成線性關系，是一條傾斜的直線，故A錯

誤，B正確；

9/34

E（B.+kx\Lv

CD.由閉合電路歐姆定律可得電路中感應電流/=丁=3^^金屬桿所受安培力：尸=瓦3代入數據

火0火0

可得尸=區±51且可知/與X不是線性關系，Rx圖像應為曲線，由尸=（.+小）仄，可得

&與

F=（B0+kvf）,為可知"與，不是線性關系,尸〃圖像應為曲線，故CD錯誤。故選B。

用

12.（2024?海南海口*一模）如圖所示，兩足夠長的光滑平行金屬導軌豎直固定放置，導軌間存在垂直紙面

的勻強磁場：兩根相同的金屬棒成、cd垂直放置在導軌上，在外力作用下處于靜止狀態。f=0時刻由靜止

釋放棒仍，一段時間后再由靜止釋放棒兩棒始終與導軌接觸良好，導軌電阻不計，兩棒的速度”、為

和加速度應八。“隨時間f變化的關系圖像可能正確的是（）

XXX

C

XXX

XXX

aXXX

XXX

XXxB

XXX

A.

O

【答案】c

【詳解】％=0時刻由靜止釋放棒彷，棒彷在重力作用下由靜止開始加速，此時金屬棒仍、cd加速度

&d=0，=螫=g之后回路中出現感應電流，棒受到的安培力與重力反向，棒/的加速度減小，棒“6

m

在安培力作用下開始加速，因為％=0,。以=。金屬棒加與金屬棒打的速度差逐漸增大，回路中的電動勢

D2r2

逐漸增大，安培力煌=丁（%-%）逐漸增大，根據牛頓第二定律知，棒歷加速度減小，一段時間后再

火總

由靜止釋放棒源,棒加速運動且加速度增大，當%=%時％,-V"不再變化，回路中的電流不再變化，

安培力不變，兩棒加速度不變，但是兩金屬棒的速度仍在增大，故C正確，ABD錯誤。故選C。

13.（2024?山東荷澤?一模）如圖所示，邊長為2L的正三角形abc區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，一邊

長為￡的菱形單匝金屬線框N5CZ）的底邊與兒在同一直線上，菱形線框的N/2C=60。。使線框水平向右

勻速穿過磁場區域，3C邊與磁場邊界6c始終共線，以3點剛進入磁場為計時起點，規定導線框中感應電

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流逆時針方向為正，則下列圖像正確的是()

【答案】A

【詳解】設線框勻速運動速度大小為v；以8點剛進入磁場為計時起點，在0?且內，NB邊逐漸進入磁場

V

切割磁感線，產生的電動勢為4=員.5畝60。=畫四線圈中的電流大小為/廣紋=畫々3/根據楞次

2R2R

T2r

定律可知，線圈中的電流方向為逆時針方向，即電流為正；在------內，整條邊在磁場中切割磁感線,

vv

0c邊逐漸進入磁場切割磁感線，線圈產生的電動勢為

BLV

E2=EAB-EDC=^-Bvivt-D)sin60。=J5BLv1也線圈中的電流大小I=^=1處一竺々

28222RR2R

根據楞次定律可知，線圈中的電流方向為逆時針方向，即電流為正；在‘2r?吆3r內，整條N3邊離開磁場區

VV

域，整條DC邊在磁場中切割磁感線，產生的電動勢恒為其=Y亞線圈中的電流大小恒為人=區='迎

2R2R

根據楞次定律可知，線圈中的電流方向為順時針方向，即電流為負；之后整個線框離開磁場區域，沒有感

應電流。故選A。

14.(2024?廣東湛江?一模)如圖所示，在區域I、II中分別有磁感應強度大小相等、垂直紙面但方向相反、

寬度均為。的勻強磁場區域。高為。的正三角形線框總從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過兩磁場區域，以

逆時針方向為電流的正方向，下列圖像中能正確描述線框照中感應電流/與線框移動距離x關系的是

()

11/34

【答案】B

【詳解】正三角形線框嚨剛進入向里的磁場I時，/的大小為零，之后隨線框進入磁場距離的增大沒利用楞

次定律可知，感應電流沿逆時針方向，為正方向，在進入過程中，歹和龍兩邊的有效切割長度變大，其有

效長度為4r效=2xtan30。感應電動勢為￡=瓦有效v感應電流為/=g=漢迦當線框臉前進。距離時，達

R3R

到最大，即/。=域型在線圈剛進入向外的磁場區域n瞬間，感應電流為零，之后隨線框進入磁場距離的

增大，利用楞次定律可知，騎線框中感應電流方向沿順時針方向，即為負。進入過程邊有效切割長度變大,

在該過程中，結合之前的分析其電流的瞬時值為/，=拽如力當前進距離為2a時，其感應電流達到最

3R

大，結合之前的分析，其最大值為/。=生性竺=2/。在剛出向外的磁場區域n瞬間，感應電流大小為零，之

后隨線框出磁場距離的增加，利用楞次定律可知，臉中感應電流方向沿逆時針方向，為正，有效切割長度

變大，在該過程中，結合之前的分析其電流的瞬時值為/"=紀迦二辿當前進距離為3a時，達到最大,

3R

其最大值為/；=空魁=/。故選B。

3R

15.（2023?江西鷹潭?模擬預測）如圖所示，在直角坐標系X。〉的第一象限中，有一等腰直角△4C。，4CD

12/34

區域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，C點在X軸上，。點在y軸上，各點間距離OC=OD=NC=/D=￡。

邊長也為￡的正方形導線框而cd的ad邊在X軸上，f=o時刻，該導線框恰好位于圖中所示位置（成邊與了

軸重合），此后導線框在外力的作用下沿尤軸正方向以恒定的速度v通過磁場區域。若規定逆時針方向為導

線框中電流的正方向，則導線框通過磁場區域的過程中，導線框中的感應電流〃外力沿x軸方向的分量尸

隨導線框的位移x變化的圖像（圖中曲線均為拋物線的一部分）中正確的是（）

【詳解】AB.導線框勻速穿過圖示的等腰直角三角形磁場區域，進入的過程中，由楞次定律可知感應電流

沿逆時針方向，為正值，由幾何關系知導線框。6邊切割磁感線的有效長度等于進入磁場的距離x,則感應

電流的大小為"絆（04x4切導線框離開磁場的過程，由楞次定律可知感應電流沿順時針方向，為負值,

由幾何關系知導線框〃邊切割的有效長度等于離開磁場的距離，同理可得感應電流大小為

i=BV（XRL）?<XV2L）故A正確,B錯誤；

CD.導線框做勻速運動，外力沿x軸方向的分量尸與導線框仍（4）邊所受安培力等大反向，由左手定則可

知安培力方向始終向左，則外力沿x軸方向的分量廠方向始終向右，則

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F=Bix=^-^（O<x<L）F=Bi（x-L）='（L〈尤V21）故CD錯誤。故選A。

16.（2023?北京通州?一模）如圖所示，邊長為工的單匝均勻金屬線框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下

以恒定速度通過寬度為。、方向豎直向下的有界勻強磁場，線框的邊長L小于有界磁場的寬度。，在整個

過程中線框的刃邊始終與磁場的邊界平行，若以/表示通過線框的電流（規定逆時針為正）、尸表示拉力、

尸表示拉力的功率、表示線框ab兩點間的電勢差，則下列反映這些物理量隨時間變化的圖像中正確的

是（）

【答案】C

【詳解】A.線框中的感應電流大小為/=當大小保持不變，由楞次定律可知，線框進入磁場時感應電流

為逆時針方向（正值），離開磁場時電流為順時針方向（負值），A錯誤；

B.進出磁場時線框所受安培力均向左，大小恒定，故拉力廠均向右，大小恒定，當線框完全進入磁場后,

拉力應為0,B錯誤；

D2T2D2r22

C.由于線框勻速運動，故滿足尸=81=23拉力的功率為尸=八=生±進出磁場時功率相同，C正確;

RR

D.進入磁場時成邊切割磁感線產生感應電動勢，相當于電源，成兩點間電壓為路端電壓，即

FA3

6〃=百,二五離開磁場時那邊相當于電源，成只是外電路的一部分，此時仍兩點間的電壓為

7?44

14/34

F11

U'=—A=-E當線框完全在磁場中運動時，雖無感應電流，但仍、立均向右切割磁感線，仍間電壓等

ah7?44

于電動勢E,對比圖像可知，D錯誤。故選C。

題型三：電磁感應的電路問題

17.（2024?山東聊城?模擬預測）傾角為6的光滑絕緣斜面下半部分存在垂直斜面向上的勻強磁場，一半徑

為r的單匝圓形金屬線圈用絕緣細繩掛在斜面上，圓心為。點，a,6是圓環上的兩點，線圈總電阻為心

如圖所示，連線恰好與磁場邊界重合，從f=0開始，磁感應強度8隨時間f變化的規律為2=公（后為

常數，且左＞0）。磁場變化過程中線圈始終未離開斜面，下列說法正確的是（）

A.線圈中電流方向為逆時針

B.。時刻穿過線圈的磁通量為兀燈―

C.兩端的電壓為----

2

D.線圈中的感應電流為她：

2R

【答案】D

【詳解】A.由楞次定律可知，線圈中電流方向為順時針。故A錯誤；

B.。時刻穿過線圈的磁通量為①=85=氣=仝"故B錯誤；

22R

C.根據法拉第電磁感應定律，可得￡=竺?衛二="成兩端的電壓為“2P萬匕2故C錯誤；

\t22Uab-E=F~

K4

D.線圈中的感應電流為/=0=獨;故D正確。故選D。

R2R

18.（2024?云南昆明?模擬預測）如圖甲，在垂直紙面向里的勻強磁場區域中有一開口很小的圓形線圈，在

線圈開口左端連接一阻值為尺=6。的電阻，一個電容為C=1.25X10-3F的電容器與R并聯。已知圓形線圈

面積為0.2n?,圓形線圈電阻為廠=4。，其余導線電阻不計，磁感應強度2隨時間t變化的關系如圖乙所示。

在0?4s內下列說法正確的是（）

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A.回路中感應電動勢大小為2V

B.回路中感應電流的大小為0.05A

C.R兩端的電壓為0.12V

D.電容器充電完成后，上極板帶電量為2.5x10-4?

【答案】C

【詳解】A.在0?4s內，根據法拉第電磁感應定律有￡=A2=A^S=±x0.2V=0.2V故A錯誤；

At4

F02

B.根據閉合電路歐姆定律可知/=^—=1A=0.02A故B錯誤；

R+r6+4

R6

C.根據串聯電路分壓規律可知R兩端的電壓為U=——E=——x0.2V=0.12V故C正確；

R+r6+4

D.由上述結論，電容器兩板的電荷量0=CU=L25xlO-3X012C=0.15X10一3c故D錯誤。故選C。

19.（2024?新疆?模擬預測）如圖所示是法拉第圓盤發電機，圓盤半徑為小圓盤處于磁感應強度為3,方向

豎直向上的勻強磁場中。圓盤左邊有兩條光滑平行足夠長傾斜導軌導軌間距為乙其所在平面與水平

面夾角為凡導軌處于垂直斜面向上磁感應強度也為3的勻強磁場中，用導線把兩導軌分別與圓盤發電機

中心和邊緣的電刷連接，圓盤邊緣和圓心之間的電阻為R。在傾斜導軌上放置一根質量為如長度也為乙

電阻為2R的成導體棒，其余電阻不計，當圓盤以某角速度。勻速轉動時，成棒剛好能靜止在斜面上，則

A.。端電勢圖于6端電勢

B.圓盤轉動的方向（從上往下看）為順時針方向

C.必間電勢差大小為:3產0

D.若圓盤停止轉動，/棒將沿導軌勻加速下滑

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【答案】c

【詳解】A.成棒剛好能靜止在斜面上，由受力可知，電流方向由6向°,故。端電勢低于6端電勢，A錯

誤；

B,由右手定則可知，圓盤轉動的方向（從上往下看）為逆時針方向，B錯誤；

C.由題可知，圓盤產生的感應電動勢為E=由閉合電路歐姆定律可知，成間電勢差大小為

2R1

U=--------E=—Br%,C正確；

2R+R3

D.若圓盤停止轉動，棒沿導軌向下做切割磁感線運動，由。6棒受力可知，棒先做加速運動后做勻速運

動，D錯誤。故選C。

20.（2024?江西?模擬預測）如圖所示，水平放置的平行光滑導軌左端連接開關K和電源，右端接有理想電

壓表。勻強磁場垂直于導軌所在的平面。ab,〃兩根導體棒單位長度電阻相同、單位長度質量也相同，ab

垂直于導軌，〃與導軌成60。角。兩棒的端點恰在導軌上，且與導軌接觸良好，除導體棒外，其余電阻不計。

下列說法正確的是（）

A.閉合開關K瞬間，兩棒所受安培力大小相等

B.閉合開關K瞬間，兩棒加速度大小相等

C.斷開開關K,讓兩棒以相同的速度水平向右切割磁感線，電壓表無示數

D.斷開開關K,固定讓cd棒以速度v沿導軌向右運動時電壓表示數為—；固定cd,讓棒以

速度V沿導軌向右運動時電壓表示數為。2,則5=&

【答案】A

【詳解】A.設帥導體棒的長度為則源導體棒為4=—紅。A"兩根導體棒單位長度電阻

cdsin60°3

相同，所以。6、cc/兩根導體棒的電阻之比為凡b：凡d=6：2閉合開關K瞬間，通過.6、cd兩根導體棒的電

流之比為&：4=2：石根據安培力公式尸=BIL可知ab、cd兩根導體棒所受安培力為冗b：Id=1：1

B.ab、cd兩根導體棒單位長度質量相同，所以。6、cd兩根導體棒的質量之比為“1bd=6：2根據牛頓

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第二定律可知，閉合開關K瞬間，ab、*兩根導體棒的加速度之比為%b：4d=2：右故B錯誤;

C.斷開開關K,讓兩棒以相同的速度水平向右切割磁感線，cd兩根導體棒的有效長度相等，設兩棒運

動的速度v,則電壓表示數為。=或丫故C錯誤；

D.斷開開關K,固定成，讓cd棒以速度v沿導軌向右運動時，則有E1=3￡v電壓表示數為

。1=〃凡&=也早固定cd,讓成棒以速度v沿導軌向右運動時，則有益=8及電壓表示數為

廉+凡2+6

U[=——E2=--r=故D錯誤；故選Ao

21.（2024?安徽?模擬預測）如圖所示，相距為上足夠長的光滑平行金屬導軌MN、尸。水平放置，在兩導軌

間左側連接一阻值為R的定值電阻用，右側連接一最大阻值為27?的滑動變阻器鳥.兩導軌間存在著豎直向

n

下的勻強磁場.一長為工、電阻值為￡的導體棒N5在外力作用下以速度v勻速向右運動.金屬導軌電阻不計,

2

導體棒N3與兩導軌接觸良好且始終垂直.現緩慢滑動耳的滑片，使此接入電路中的阻值從0開始逐漸增大。

下列說法正確的是（）

MaN

XX

&xx

xx

PBQ

A.K中的電流方向為尸到且電流大小逐漸增大

B.當此接入電路中的阻值均=R時，4中的電流最大且為得

2R

C.當凡接入電路中的阻值凡=及時，兩電阻用、尺的電功率之和最大且為”立

2R

D.當&接入電路中的阻值邑=”時，拉力廠的功率為此之

28R

【答案】C

【詳解】AB.根據右手定則可知，4中的電流方向為M到尸，鳥接入電路中的阻值從0逐漸增大，電路

總電阻也逐漸增大，由閉合電路歐姆定律/r=，E可知中電流逐漸減小，根據U=E-/Rg可知，導體棒兩

人總2

端的電壓即路端電壓逐漸增大，根據人=!可知，4中的電流逐漸增大，當與接入電路中的阻值火2=2尺時,

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H—/R--I~E----=------E---------6--E--卜―/R--

4中的電流最大且為/=_____1，R總41277?,E=BLv解得1=____2_=竺型，A、B

lm&2凡+與lm&7R

錯誤；

R尸2p2r22

c.當此=R時，外電路總電阻與卜=會與電源內阻相等，此時電源輸出功率最大且為尸=］；=黑L,c

正確；

D.導體棒勻速運動時，拉力廠的功率等于克服安培力的功率，也等于電路中的總電功率，當滑動變阻

器接入電路中的阻值&=：時，有與卜=專，R總=g+R^=.R根據法拉第電磁感應定律及閉合電路歐姆定

律，干路電流為/=h=飛丁求得拉力廠的功率為尸=/2履=絲上上，D錯誤。故選C。

22.（2024?河南?模擬預測）如圖所示，固定在水平面上的半徑為廠的金屬圓環內存在方向豎直向上、磁感

應強度大小為2的勻強磁場。長為/的金屬棒，一端與圓環接觸良好，另一端固定在豎直導電轉軸O。'上，

接入回路的電阻為R,隨軸以角速度。勻速轉動。在圓環的/點和電刷間接有阻值也為R的電阻和電容為C、

板間距為"的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止狀態。已知重力加速度為g,不計其它

B.微粒的電荷量與質量之比為智

Brco

C.電阻消耗的電功率為里空

4R

D.電容器所帶的電荷量為竺包

4

【答案】D

【詳解】A.如圖所示，金屬棒繞O。'軸切割磁感線轉動，回路中的電動勢￡=8廠?冬/。故人錯誤；

22

E

B.電容器兩極板間電壓等于與，帶電微粒在兩極板間處于靜止狀態，則Uc7解得旦=件故

2Q-=q—r=1^gmBr2co

aa

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B錯誤:

/_\2

c.電阻消耗的功率廠故c錯誤；

一R一16R

D.電容器所帶的電荷量。=eg=筆位故D正確。故選D。

23.（2024?安徽?模擬預測）（多選）如圖所示，磁感應強度大小為3、方向豎直向上的勻強磁場中放置兩個

半徑分別為￡、2c的金屬圓環，兩金屬圓環處于同一水平面內且圓心均為。點，長為2c的金屬導體棒在

兩金屬圓環上繞O點勻速轉動，6點為導體棒的中點。已知導體棒的電阻、定值電阻A和用的電阻均為尺，

導體棒始終與兩金屬圓環接觸良好且“點轉動的線速度大小為L其它電阻不計。在導體棒轉動一圈的過程

中，下列說法正確的是（）

A.導體棒上。、6兩點的電壓為半

QD2T22

B.導體棒所受安培力的功率為空上上

16R

C.通過電阻4的電荷量為上簪

D.電阻4產生的熱量為

167?

【答案】ABD

v-I—q

【詳解】A.由題意可知為=］故導體棒漏段產生的電動勢石=或T=一由閉合電路歐姆定律

可知，電路中的總電流/=百=;『故。、b兩點的電壓。=工=^—故A正確；

R4R28

B.因安培力的功率等于電源產生電能的功率，故夕=￡/=出立故B正確；

16R

c.通過電源的電荷量9=〃=些.①a=之逛故流經定值電阻4的電荷量外=旦=型;故c錯誤;

47?v7?&22R

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jAT可知，電阻4產生的熱量2,=胃工故D正確。故選ABD。

D.由或

2

24.(2024?山東泰安?模擬預測)(多選)如圖所示，兩足夠長且間距為A