电磁感应 海淀
(2011海淀10)．在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上
放置一根导体棒ab ，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，该磁场的磁感应强度恒为B 2，方向垂直导轨平面向下，如图10甲所示。圆形金属框内的磁场磁感应强度B 1随时间t 的变化关系如图10乙所示。0～1.0s 内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力f 随时间变化的图象是图11中的
（ ）
D
(2011海淀12)．光滑平行金属导轨M 、N 水平放置，导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒PQ 。导轨左端与由电容为C 的电容器、单刀双掷开关和电动势为E 的电源组成的电路相连接，如图13所示。在
导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。先将开关接在位置a ，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置b 。导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长。则以下说法中正确的是 （ ）
A ．空间存在的磁场方向竖直向下
B ．导体棒向右做匀加速运动
C ．当导体棒向右运动的速度达到最大时，电容器的电荷量为零
D ．导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量Q ＜C
E AD
(2011海淀17)．（10分）如图19甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B 随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S =200cm 2，匝数n =1000，线圈电阻r =1.0Ω。线圈与电阻R 构成闭合回路，电阻的阻值R =4.0Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图19乙所示，求： （1）在t =2.0s 时刻，穿过线圈的磁通量和通过电阻R 的感应电流的大小；
（2）在t =2.0s 时刻，电阻R 消耗的电功率； （3）0~6.0s 内整个闭合电路中产生的热量。
17．（10分） 解：（1）根据法拉第电磁感应定律，0~4.0s 时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流。t 1=2.0s 时的感应电动势
图11
乙
图10
图13
Q
甲
乙
图19
1
041
1)(t S
B B n
t Φn
E ?-=??= （2分）
根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流
r
R E I +=
11 （1分）
解得 I 1= 0.2A （1分） （2）由图象可知，在4.0s~6.0s 时间内，线圈中产生的感应电动势
2
4
62
22t ΦΦn
t Φn
E ?-=??=
根据闭合电路欧姆定律，t 2=5.0s 时闭合回路中的感应电流
r
R E I +=
22=0.8A
电阻消耗的电功率 P 2=I 22R =2.56W （2分） （3）根据焦耳定律，0~4.0s 内闭合电路中产生的热量
Q 1=I 12(r ＋R )Δt 1=0.8 J （1分）
4.0~6.0s 内闭合电路中产生的热量
Q 2=I 22(r ＋R )Δt 2=6.4 J （2分） 0~6.0s 内闭合电路中产生的热量
Q = Q 1＋Q 2 =7.2J （1分）
（房山）14如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L ，距磁场区域的左侧L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F 向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化的图象正确的是
D
（房山）21、如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L =0.3m 。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R =0.4Ω。导轨上停放一质量m =0.1kg 、电阻r =0.2Ω的金属杆ab ，整个装置处于磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ，使之由静止开始运动，电压传感器可将R 两端的电压U 即时采集并输入电脑，获得电压U 随时间t 变化的关系如图乙所示。
（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
（2）求第2s 末外力F 的瞬时功率；
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s 所做的功为0.3J ，求回路中定值电阻R 上产生的焦耳热是多少。
（房山）21、
（1）设路端电压为U ，金属杆的运动速度为v ，则感应电动势E = BLv ，……………………1分 通过电阻R 的电流 r R E
I +=
……………………1分
电阻R 两端的电压U=r
R BLvR
IR += ……………………1分
由图乙可得 U =kt ，k =0.10V/s ……………………1分 解得()t BLR
r R k v ?+=
，……………………1分
因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，加速度()2
m/s 0.1=+=
BLR
r R k a 。……1分
（用其他方法证明也可以,只要得出加速度a=1m/s 2
即可给6分） （2）在2s 末，速度v 2=at =2.0m/s ， ……………………1分 电动势E=BLv 2，通过金属杆的电流r
R E I +=
金属杆受安培力r
R v BL BIL F +=
=2
2
)(安 ……………………1分
设2s 末外力大小为F 2，由牛顿第二定律， ma F F =-安2 ，……………………1分
故2s 末时F 的瞬时功率 P =F 2v 2……………………1分
P =0.35W ……………………1分
(3) 在2s 末， 杆的动能 2
10.2J
2
k E mv =
= ……………………1分
由能量守恒定律，回路产生的焦耳热 Q=W-E k =0.1J ……………………1分 根据 Q =I 2Rt ，有
R Q R Q
R r
=
+……………………1分
故在R 上产生的焦耳热0.067J
R R Q Q
R r
==+……………………1分
(昌平)4.如图3所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线框abcd ，线框平面与磁场垂直。在下列哪种情况，可使线框中产生感应电流
A ．线框沿纸面向右加速运动
B ．线框垂直纸面向外运动
甲 乙 a
b
P
接电脑0 0.5 1.0 1.5 2.0 a b c
d
B
C ．线框绕ad 边转动
D ．线框绕过d 点与纸面垂直的轴，沿纸面顺时针转动
C
(昌平)10.如图6，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a 开始下落。若线圈下边刚通过水平面b 、c （位于磁场中）和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则
A ．F c ＜F b ＜F d
B ．F c ＜F d ＜F b
C ．F c ＞F b ＞F d
D ． F d ＞F c ＞F b
A
(昌平)12.穿过某闭合回路的磁通量φ随时间t 变化的图象分别如图8中的①～④所示，下列说法正确的是
A ．图①有感应电动势，且大小恒定不变
B ．图②产生的感应电动势一直在变大
C ．图③在0～t 1时间内的感应电动势是t 1～t 2时间内感应电动势的2倍
D ．图④产生的感应电动势先变大再变小
C
(昌平)19.如图13所示，水平桌面上有一质量为m 的铜质矩形线圈abcd ，当一竖直放置的条形磁铁的S 极从线圈正上方快速靠近线圈时，流过ab 边的电流方向为 ；若线圈始终不动，线圈受到的支持力F N 与自身重力间的关系是F N mg （选填“＞”、“＜”或“＝”）。
(昌平)19. 从b 到a ，>
(昌平)20.（3分）用如图14所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法哪些是正确的？
A ．当把磁铁N 极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转
B ．当把磁铁N 极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转
C ．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
D ．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
AC (昌平)22．（7分）如图17所示，水平U 形光滑固定框架，宽度为L =1m ，电阻忽略不计，导体棒ab 的质量m = 0.2kg 、电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T ，方向垂直框架平面向上。现用F = 1N 的外力由静止开始向右拉ab 棒，当ab 棒的速度达到5m/s 时，求：
（1）ab 棒所受的安培力的大小； （2）ab 棒的加速度大小。
a b
c
d
图6
①
②
2③
图
8
图13
c
a
b
d
(昌平)22.（7分）
解：(1)根据导体棒切割磁感线的电动势E =BLv （1分）
由闭合电路欧姆定律得回路电流R
E I =
（1分）
ab 所受安培力 F 安= BIL = 0.4N （2分） (2)根据牛顿第二定律ma F F =-安 （2分）
得ab 杆的加速度a =
m
F F 安
- = 3m/s 2 （1分）
(东城)12．如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B ，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x 轴方向宽度均为a ，在y 轴方向足够宽。现有一高为a 的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中，线框中感应电流i 与线框移动距离x 的关系图象正确的是
C (东城)15．如图
所示，某空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，分布在半径为a
材料、粗细（远小于线圈半径）均相同的单匝线圈，半径分别为r 1和r 2，且r 1＞a ＞r 2，线圈的圆心都处于磁场的中心轴线上。若磁场的磁感应强度B 随时间均匀减弱，已知
B k t
?=?，则在任一时刻大小两个线圈中的
感应电动势之比为 ；磁场由B 均匀减到零的过程中，通过大小两个线圈导线横截面的电量之比为 。
(东城)15．22
2
a
r ；
2
12
a
r r ?
(东城)20．（12分）如图所示，两根相距为L 的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ，棒与导轨的接触电阻不计。导轨左端连有阻值为2R 的电阻。轨道平面上有n 段竖直向下的宽度为a 、间距为b 的匀强磁场（a ＞b ），磁感应强度为B 。金属棒初始位于OO ’处，与第一段磁场相距2a 。求：
（1）若金属棒有向右的初速度v 0，为使金属棒保持v 0的速度一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个
-I I 2I -I I -I I -2I
I 乙
水平向右的拉力。求金属棒不在磁场中受到的拉力F 1和在磁场中受到的拉力F 2的大小；
（2）在（1）的情况下，求金属棒从OO ’开始运动到刚离开第n 段磁场过程中，拉力所做的功； （3）若金属棒初速度为零，现对其施以水平向右的恒定拉力F ，使棒进入各磁场的速度都相同，求金属棒从OO ’开始运动到刚离开第n 段磁场整个过程中导轨左端电阻上产生的热量。
(东城)20．（12分）
（1）金属棒保持v 0的速度做匀速运动。
金属棒不在磁场中
1F f m g μ== ① 金属棒在磁场中运动时，电路中的感应电流为I ，
2F f F f BIL =+=+安 ②
由闭合电路欧姆定律
023B L v I R R
R
ε
=
=
+ ③
由②③可得 2
2
023B L v F mg R
μ=+
（4分）
（2）金属棒在非磁场区拉力F 1所做的功为
[][]1122W F a mg a μ=+=+（n-1）b （n-1）b ④
金属棒在磁场区拉力F 2所做的功为 2
2
0223B L v W F na mg na R
μ=?=
+（） ⑤
金属棒从OO ’开始运动到刚离开第n 段磁场过程中，拉力所做的功为 ()()2
2
12213nB L av W W W mg n a n b R
μ=+=++-+
???? （3分）
（3）金属棒进入各磁场时的速度均相同，等于从OO ’运动2a 位移第一次进入磁场时的速度v 1，由
动能定理有
()2
1
122
F m g a m v μ-?=
⑥ 要保证金属棒进入各磁场时的初速度（设为v 1）都相同，金属棒在磁场中做减速度运动，离开磁场后再做加速度运动。金属棒每经过一段磁场克服安培力所做的功都相同，设为W 电；棒离开每一段磁场时速度也相同，设为v 2。由动能定理有
2
2
211
1
22
F a m g a W m v m v μ?-?-=
-
电 ⑦
()221211
22
F m g b m v m v μ-?=- ⑧
由⑥⑦⑧可得
()()W F mg a b μ=-+电
Q nW =总电
整个过程中导轨左端电阻上产生的热量为 ()()223
3
nW Q n F mg a b μ==
-+电
（5分）
(朝阳)17．（8分）如图所示，平行光滑导轨MN 和M′N′置于水平面内，导轨间距为l ，电阻可以忽略不计。
导轨的左端通过电阻忽略不计的导线接一阻值为R 的定值电阻。金
属棒ab 垂直于导轨放置，其阻值也为R 。导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。当金属棒ab 在导轨上以某一速度向右做匀速滑动时，定值电阻R 两端的电压为U 。 （1）判断M 和M′哪端电势高？
（2）求金属棒ab 在导轨上滑动速度的大小。
(朝阳)17．（1）M 端电势高 （2）2U v Bl
=
(西城)10．在图2所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A 、B 中的导线
框为正方形，C 、D 中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴O 在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T 。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP 边上从P 点指向O 点的方向为感应电流i 的正方向。则在图2所示的四个情景中，产生的感应电流i 随时间t 的变化规律如图1所示的是
C
A B
B
B
C D
B B
图2
图1
(西城)18．（10分）如图所示，矩形单匝导线框abcd 竖直放置，其下方有一磁感应强度为B 的有界匀强
磁场区域，该区域的上边界PP ′水平，并与线框的ab 边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，线框质量为m ，总电阻为R 。现无初速地释放线框，在下落过程中线框
所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab 边始终与PP ′平行。重力加速度为g 。若线框恰好匀速进入磁场，求：
（1）dc 边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F ； （2）dc 边刚进入磁场时，线框速度的大小υ；
（3）在线框从开始下落到ab 边刚进入磁场的过程中，重力做的功W 。
(西城)18．解：
（1）由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg 【3分】 （2）线框dc 边刚进入磁场时，
感应电动势 E=BL 1v 【1分】 感应电流 R
E I =
【1分】
dc 边受安培力的大小 F=BIL 1 【1分】
又 F=mg
解得线框速度的大小 v=
2
1
2
L B mgR 【1分】
（3）在线框从开始下落到dc 边刚进入磁场的过程中，重力做功W 1，根据动能定理得 W 1=
2
2
1mv 【1分】
在线框从dc 边刚进入磁场到ab 边刚进入磁场的过程中，重力做功W 2，
W 2=mgL 2 【1分】
所以 W =W 1 +W 2=
41
4
2
2
3
2L
B R g m +mgL 2 【1分】
（丰台）12．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、电键K 与一个n 匝的线圈连接，线圈
置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m 、电量为+q 的小球。电键K 闭合前传感器上有示数，电键K 闭合后传感器上的示数变为原来的一半。则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是 A ．正在增强，
q mgd t 2=???
B ．正在增强，nq mgd t 2=???
C ．正在减弱，q mgd t 2=???
D ．正在减弱，nq
mgd t
2=???
B
B
（丰台）16. （10分）
如图15所示，宽度为L ＝0.40 m 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R =2.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B =0.40 T 。一根质量为m =0.1kg 的导体棒MN 放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v =0.50 m/s ，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率；
（3）当导体棒移动50cm 时撤去拉力，求整个运动过程中电阻R 上产生的热量。
（丰台）16．（10分）
解：（1）感应电动势为 E=BLv =0.40×0.40×0.5V = 8.0×10-2
V …………(2分)
感应电流为
.210
0.82
-?==
R E I A = 4.0×10-2 A …………(1分)
（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡
即有F=BIL = 0.40×4.0×10-2×0.4 N =6.4×10-3N …………(2分)
拉力的功率为Fv P = = 6.4×10-3×0.50 W = 3.2×10-3W …………(1分) （3） 导体棒移动30cm 的时间为 v
l t =
= 1.0s …………(1分)
根据焦耳定律，Q 1 = I 2R t = 0.10.204.02
??J = 3.2×10-3 J …………(1分) 根据能量守恒，Q 2=
2
21mv =
250.01.02
1??J= 1.25×10-2
J …………(1分)
电阻R 上产生的热量 Q = Q 1+Q 2 = 3.2×10-3+1.25×10-2J=1.57×10-2J …………(1分)
电磁感应
石景山11．某探究性学习小组研制了一种发电装置如图9中甲所示，图乙为其俯视图．将8块外形相同的
磁铁交错放置组合成一个高h = 0.5 m 、半径 r = 0.2 m 的圆柱体，其可绕固定轴/
OO 逆时针(俯视)转动，角速度ω = 100 rad/s ．设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B = 0.2 T 、方向都垂直于圆柱体侧表面．紧靠圆柱体外侧固定一根与其等高、电阻为R 1 = 0.5 Ω的细金属杆ab ，杆与轴/
OO 平行．图丙中阻值R = 1.5 Ω的电阻与理想电流表A 串联后接在杆a 、
b 两端．下列说法正确的是（ ）
A ．电流表A 的示数约为1.41 A
B
图15
B ．杆ab 产生感应电动势的最大值E 约为 2.83 V
C ．电阻R 消耗的电功率为2 W
D ．在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A 的总电荷量为零
D 海淀
(2011海淀20)．磁悬浮列车是一种高速运载工具，它具有两个重要系统。一是悬浮系统，利用磁力（可由超导电磁铁提供）使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触从而减小阻力。另一是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引力，图22是实验列车驱动系统的原理示意图。在水平面上有两根很长的平行轨道PQ 和MN ，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B 1和B 2，且B 1和B 2的方向相反，大小相等，即B 1=B 2=B 。在列车的底部固定着绕有N 匝相同的闭合矩形金属线圈，并且与之绝缘。整个线圈的总电阻为R ，每个矩形金属线圈abcd 垂直轨道的边长L ab =L ，且两磁场的宽度均与金属线圈ad 的边长相同（列车的车厢在图中未画出）。当两磁场B l 和B 2同时沿导轨方向向右运动时，金属框也会受到向右的磁场力，带动列车沿导轨运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M ，整个线圈的电阻为R 。
（1）假设用两磁场同时水平向右以速度v 0作匀速运动来起动列车，为使列车能随磁场运动，列车所受总的阻力大小应满足的条件；
（2）设列车所受阻力大小恒为f ，假如使列车水平向右以速度v 做匀速运动，求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量；
（3）设列车所受阻力大小恒为f ，假如用两磁场由静止沿水平向右做匀加速运动来起动列车，当两磁场运动的时间为t 1时，列车也正在以速度v 1向右做匀加速直线运动，求两磁场开始运动后到列车开始起动所需要的时间t 0。
海淀20．（12分）
解：（1）列车静止时，电流最大，列车受到的电磁驱动力最大设为F m ，此时，线框中产生的感应电动势 E 1=2NBLv 0
线框中的电流 I 1=
R
E 1
整个线框受到的安培力 F m =2NBI 1L 列车所受阻力大小为R
v L B N F f 0
2
2
2
m m 4=
< (4分)
（2）当列车以速度v 匀速运动时，两磁场水平向右运动的速度为v ′，金属框中感应电动势
)(2v v NBL E -'=
金属框中感应电流
R
v v NBL I )
(2-'=
又因为 f NBIL F ==2 求得 2
2
2
4L
B N fR v v +
=' (2分)
图22
当列车匀速运动时，金属框中的热功率为 P 1 = I 2
R 克服阻力的功率为 P 2 = fv
所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为
E = I 2
R +fv =2
2
2
2
4L
B N R f fv +
(2分)
（3）根据题意分析可得，为实现列车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静
止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a ，则t 1时刻金属线圈中的电动势 )(211v at NBL E -=
金属框中感应电流 R
v at L NB I )
(211-=
又因为安培力 R
v at L B N NBIL F )
(42112
2
2
-=
=
所以对列车，由牛顿第二定律得
Ma f R
v at L B N =--)
(4112
2
2
解得 MR
t L B N v L B N fR a -+=122
2
12
2
2
44 (2分)
设从磁场运动到列车起动需要时间为t 0，则t 0时刻金属线圈中的电动势 002N B L a t E =
金属框中感应电流 R
N B L a t
I 002=
又因为安培力 R
at L B N NBIL F 0
2
2
2
042=
=
所以对列车，由牛顿第二定律得
f R
at L B N =0
22
2
4
解得 (
)
)
4(44412
2
2
2
2
2
12
222
2
2
0v L B N fR L B N MR
t L B N fR a
L B N fR t +-=
=
(2分)
电磁感应易错题 1．如图所示，边长L=0.20m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R 0=1.0Ω，金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN 的电阻r=0.20Ω。导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B =0.50T ，方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN 与导线框接触良好，且与导线框对角线BD 垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD 连线上。若金属棒以v =4.0m/s 的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC 的位置时，求：(计算结果保留两位有效数字) （1）金属棒产生的电动势大小； （2）金属棒MN 上通过的电流大小和方向； （3）导线框消耗的电功率。 2.如图所示，正方形导线框abcd 的质量为m 、边长为l ，导线框的总电阻为R 。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd 边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面水平距离为l 。已知cd 边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g 。 （1）求cd 边刚进入磁场时导线框的速度大小。 （2）请证明：导线框的cd 边在磁场中运动的任意瞬间，导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。 （3）求从线框cd 边刚进入磁场到ab 边刚离开磁场的过程中，线框克服安培力所做的功。 3．如图所示，在高度差h ＝0.50m 的平行虚线范围内，有磁感强度B ＝0.50T 、方向水平向里的匀强磁场，正方形线框abcd 的质量m ＝0.10kg 、边长L ＝0.50m 、电阻R ＝0.50Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“I”时，cd 边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F ＝4.0N 向上提线框，该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“Ⅱ”（ab 边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd 边保持水平。设cd 边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动。（g 取10m ／s 2） 求：（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H 。 （2）线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F 做的功是多少？线框内产生的热量又是多少 ? a b d c l l
电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下 两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若 导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从 功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往 是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度 为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计，导线框一长边
及x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向及初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方
2020年高考物理试题分类汇编：电路（带详细解析） 〔新课标卷〕19.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如下图，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分不为a η、b η.由图可知a η、b η的值分不为 A 、34、14 B 、13、23 C 、12、12 D 、23、13 答案：D 解析：电源效率E U = η，E 为电源的总电压〔即电动势〕，依照图象可知U a =E 32 U b =E 3 1，因此选项D 正确。 〔上海理综〕41．中国馆、世博中心和主题馆等要紧场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×103kW 。设太阳能电池板的发电效率为18%，地球表 面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为 1.353kW ，那么所使用的太阳能电池板的总面积为 m 2。 答案：1.9×1014 〔上海理综〕42．各场馆的机器人专门引人注目。在以下图设计的机器人模块中，分不填入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼吁声就来为你服务。
答案：光；声；与〔&〕 〔上海理综〕44．在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池〔结构如图〕。 〔1〕以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤： ①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I； ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中〔填〝A〞或〝B〞〕端。读出电压U； ③重复步骤①和②，多次测量，取平均值； ④依照公式P= 运算氢燃料电池输出功率。 〔2〕在上述第②步中遗漏的操作是； 〔3〕假如该电动机的效率为η，汽车运动的速度为v，那么汽车的牵引力为。 答案：〔1〕A；UI；(2)选择恰当量程；〔3〕 UI v η 〔上海物理〕5. 在图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是 〔A〕○A变大，○V变大〔B〕○A变小，○V变大 〔C〕○A变大，○V变小〔D〕○A变小，○V变小答案：B
12年高考（2010-2019）全国1卷物理试题分类解析 专题07 力学实验 一、选择题 1.（2010年）22．(4分) 图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题： (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____。(填入正确选项前的字母) A．米尺 B．秒表 C．0～12V的直流电源 D。0～I2V的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有______。(写出两个原因) 【答案】（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。 【解析】（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。 2.（2011年）2 3.（10分） 利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电
门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。 s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950 t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4 s/t(m/ s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图： （1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t 四个物理量之间所满足的关系式是_______； (2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出s t t 图线；
电磁感应中的几种重要题型 一、四种感应电动势的表达式及应用 1、法拉第电磁感应定律 2、导体平动产生的电动势（两两垂直） 3、导体转动产生的电动势 4、线圈平动产生的电动势 5、线圈转动产生的电动势 二、1、导体电流受力分析及动态运动过程的处理 2、电磁感应中图像问题 3、电磁感应中能量问题（动能定理及能量守恒） 4、怎样求电量 5、怎样求电磁感应中非匀变速运动中的位移 6、怎样处理双轨问题及动量定理及守恒的应用 7、自感现象的处理 对应练习： 1、如图所示,有一闭合的矩形导体框,框上M、N两点间连有一电压表,整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v向右匀速平动时,M、N之间有无电势 __________. 差?__________(填“有”或“无”)，电压表的示数为 2、匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示，导轨上放一根导 线ab，磁感线垂直导轨所在的平面，欲使M所包围的小闭合线圈Array N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是（） A、匀速向右运动 B、加速向右运动 C、减速向右运动 D、加速向左运动
3、如图所示,质量为m 的跨接杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行,两轨间宽为L ,导轨与电阻R 连接.放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B ,杆的初速度为v 0,试求杆到停下来所滑行的距离及电阻R 消耗的最大电能为多少? 【2 20L B mRv ；2 0mv 2 1】 4、两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R 的电阻。将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则( ) A ．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B ．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a →b C ．金属棒的速度为v 时．所受的安培力大小为22B L v F R D ．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 5、如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。一质量为m （质量分布均匀）的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u 。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g 。则此过程 （ ） A.杆的速度最大值为 B.流过电阻R 的电量为 C.恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力F 做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量
电磁感应 1.★电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 （1）产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0。 （2）产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （3）电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 （1）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：Φ=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面；磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.★楞次定律 （1）楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割
磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 （2）对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。 ③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”。 ④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 （3）楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化； ②阻碍物体间的相对运动； ③阻碍原电流的变化（自感）。 ★★★★4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv。 （1）两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v 若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势：若v为平均速度，算出的就是平均电动势。
2020年高考物理试题分类汇编：3--4 1．（2020福建卷）.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 A．沿x轴负方向，60m/s B．沿x轴正方向，60m/s C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30m/s 答案：A 2．（1）（2020福建卷）（6分）在“用双缝干涉测光的波长” 实验中（实验装置如图）： ①下列说法哪一个是错误 ．．．．．．的_______。（填选项前的字母） A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放 上单缝和双缝 B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线 与该亮纹的中心对齐 C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距x/(1) V =- a n ②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为___mm。 答案：①A ②1.970 3．（2020上海卷）．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表 面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（ ）
（A ）频率 （B ）强度 （C ）照射时间 （D ）光子数目 答案： A 4．（2020上海卷）．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（ ） （A ）甲为紫光的干涉图样 （B ）乙为紫光的干涉图样 （C ）丙为红光的干涉图样 （D ）丁为红光的干涉图样 答案： B 5．（2020上海卷）．如图，简单谐横波在t 时刻的波形如实线所示，经过?t ＝3s ，其波形如虚线所示。已知图中x 1与x 2相距1m ，波的周期为T ，且2T ＜?t ＜4T 。则可能的最小波速为__________m/s ，最小周期为__________s 。 答案：5，7/9， 6．（2020天津卷）.半圆形玻璃砖横截面如图，AB 为直径，O 点为圆心，在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 的距离相等，两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a 、b 两束光 A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大 B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大 C ．若a 光照射某金属表面能发生光电效应，b 光也一定能 D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大 解析：当光由光密介质—玻璃进入光疏介质—空气时发生折射或全反射，b 发生全反射说明b 的入射角大于或等于临界角，a 发生折射说明a 的入射角小于临界角，比较可知在玻璃中a 的临界角大于b 的临界角；根据临界角定义有n C 1 sin = 玻璃对 （A ） （B ） （C ） （D ）
10年（2010-2019）高考全国1卷物理试题分类解析 专题15 光学 一、 选择题 1.（2010年）34．[物理——选修3-4]（1）(5分) 如图，一个三棱镜的截面为等腰直角AB C ?，A ∠为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为 。(填入正确选项前的字母) A. 62 B.2 C.3 2 D.3 【答案】A 【解析】如下图所示，根据折射率定义有，2sin 1sin ∠=∠n ，13sin =∠n ，已知∠1=450 ∠2+∠3=900，解得：n= 6 2 。 二、 计算题 1.（2011年）34.（物理选修3-4）（2）（9分） 一般圆柱形透明物体横截面积如图所示，底面AOB(图中曲线)，O 表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出。已知光线在M 点的入射角为300，∠MOA=600，∠NOB=300.求
（1）光线在M 点的折射角； （2）透明物体的折射率。 【解答】如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线。 设在M 点处，光的入射角为i ，折射角的r ，∠OMQ ＝a ，∠PNF ＝β。根据题意有 α＝300 ① 由几何关系得，∠PNO ＝∠PQO ＝r ，于是 β+r ＝300 ② 且a+r ＝β ③ 由①②③式得r ＝150 ④ (2)根据折射率公式有 r i n sin sin = ⑤ 由④⑤式得2 2 6+=n ⑥ 2.(2012年)16．
“导体棒切割磁感线”问题的题型与归类 问题一：电磁感应现象中的图象 在电磁感应现象中，回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律，也可用图象直观地表示出来．此问题可分为两类(1)由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像;(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程,确定相关的物理量. 1．判断函数图象 如果是导体切割之动生电动势问题，通常由公式：E=BLv确定感应电动势的大小随时间的变化规律，由右手定则或楞次定律判断感应电流的方向；如果是感生电动势，则由法拉弟电磁感应定律确定E的大小，由楞次定律判断感应电流的方向。 题型1-1-1：例1、如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R1,ab=bc=cd=da=l,现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行．令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=O，电流沿abcda流动的方向为正． (1)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象． (2)在图丙中画出线框中a、b两点间电势差Uab随时间t变化的图象． 分析：本题是电磁感应知识与电路规律的综合应用，要求我们运用电磁感应中的楞次定律、法拉第电磁感应定律及画出等效电路图用电路规律来求解，是一种常见的题型。 解答：(1)令I0=Blv／R，画出的图像分为三段(如下图所示) t=0～l/v,i=-I0 t= l/v～2l/v,i=0 t=2l/v～3l/v,i=-I0 (2)令U ab=Blv，面出的图像分为三段(如上图所示)
小结：要求我们分析题中所描述的物理情景,了解已知和所求的，然后将整个过程分成几个小的阶段,每个阶段中物理量间的变化关系分析明确,最后规定正方向建立直角坐标系准确的画出图形 例2、如图所示，一个边长为a ，电阻为R 的等边三角形，在外力作用下以速度v 匀速的穿过宽度均为a 的两个匀强磁场，这两个磁场的磁感应强度大小均为B ，方向相反，线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向为电流的正方向，试通过计算，画出从图示位置开始，线框中产生的感应电流I 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象 分析：本题研究电流随位移的变化规律，涉及到有效长度问题. 解答：线框进入第一个磁场时，切割磁感线的有效长度在均匀变化.在位移由0到a/2过程中，切割有效长度由0增到2 3a ；在位移由a/ 2到 a 的过程中，切割有效长度由23a 减到 0．在x=a/2时，，I=R avB 23，电流为正．线框穿越两磁场边界时，线框在两磁场中切割 磁感线产生的感应电动势相等且同向，切割的有效长度也在均匀变化．在位移由a 到3a/2 过程中，切割有效长度由O 增到23a 。 ；在位移由3a/2到2a 过程中，切割有效长度由 2 3a 减到0.在x=3a/2时，I=R avB 3电流为负．线框移出第二个磁场时的情况与进入第 一个磁场相似,I 一x 图象如右图所示． 1、长度相等、电阻均为r 的三根金属棒AB 、CD 、EF 用导线相连，如图所示，不考虑导线电阻，此装置匀速进入匀强磁场的过程（匀强磁场垂直纸面向里，宽度大于AE 间距离），AB 两端电势差u 随时间变化的图像可能是：（ ） A C E
高中物理总复习 —电磁感应 本卷共150分，一卷40分，二卷110分，限时120分钟。请各位同学认真答题，本卷后附答案及解析。 一、不定项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分． 1．图12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则（） A．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相同 C．乙图中外力做功多D．无法判断 2．图12-1，平行导轨间距为d，一端跨接一电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（） A． Bdv R B．sin Bdv R θ C．cos Bdv R θ D． sin Bdv Rθ 3．图12-3，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是（）A．所用拉力大小之比为2:1 R v a b θ d 图12-1 M v B
B ．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C ．拉力做功之比是1:4 D ．线框中产生的电热之比为1:2 4． 图12-5，条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是 （ ） A ．在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2次 B ．磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5. 两相同的白炽灯L 1和L 2，接到如图12-4的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联，当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度大于大于灯L 2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 （ ） A ．最大值仍为U m ，而频率大于f B ．最大值仍为U m ，而频率小于f C ．最大值大于U m ，而频率仍为f D ．最大值小于U m ，而频率仍为f 6．一飞机，在北京上空做飞行表演．当它沿西向东方向做飞行表演时(图12-6)，飞行员左右两机翼端点哪一点电势高( ) A ．飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B ．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C ．两机翼电势一样高 D ．条件不具备，无法判断 7．图12-7，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是( ) A ．有顺时针方向的感应电流 B ．有逆时针方向的感应电流 C ．有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D ．无感应电流 8．图12-8，a 、b 是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b 棒的质量是a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a 棒以4.5J 的初动能，使之向左运动，不 L 1 L 2 图12-4 v 0 a b 图12-8 图12-6 S N O 图12-5 图12-7
θ F 2020普通高校招生考试试题汇编-相互作用 1（2020安徽第1题）．一质量为m 的物块恰好静止在倾 角为θ的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F ， 如图所示。则物块 A ．仍处于静止状态 B ．沿斜面加速下滑 C ．受到的摩擦力不便 D ．受到的合外力增大 答案：A 解析：由于质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，说明斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，斜面与物块的动摩擦因数μ=tan θ。对物块施加一个竖直向下的恒力F ，使得合力仍然为零，故物块仍处于静止状态，A 正确，B 、D 错误。摩擦力由mgsin θ增大到(F+mg)sin θ，C 错误。 2（2020海南第4题）.如图，墙上有两个钉子a 和b,它 们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l 。 一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光 滑钉子b 悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a 端2l 得c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡 后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比12 m m 为 A.5 B. 2 C.52 D.2 解析：平衡后设绳的BC 段与水平方向成α角，则：tan 2,sin 5 αα== 对节点C 分析三力平衡，在竖直方向上有：21sin m g m g α=得：
1215sin 2 m m α==，选C 3 (广东第16题).如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止。下列判断正确的是 A. F 1 > F 2> F 3 B. F 3 > F 1> F 2 C. F 2> F 3 > F 1 D. F 3> F 2 > F 1 4(北京理综第18题)．“蹦极”就是跳跃 者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等 处，从几十米高处跳下的一种极限运动。 某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小 随时间t 变化的情况如图所示。将蹦极过 程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g 。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为 A ．g B ．2g C ．3g D ．4g 5（2020海南第5题）.如图，粗糙的水平地面上有一斜 劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保 持静止，则地面对斜劈的摩擦力 A.等于零 B.不为零，方向向右 C.不为零，方向向左 D.不为零，v 0较大时方向向左，v 0较小时方向向右 解析：斜劈和物块都平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零，选A 6（2020山东第19 题）．如图所示，将两相同的木块a 、b 至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a 、b 均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a 所受摩擦力0≠fa F ，b 所受摩擦力0=fb F ，现将右侧细
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D ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b ）的读数为3.6A 2. 选择题 2003夏季高考大综辽宁卷 一大题 34小题 6分 考题： 34．电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的 规律）、安培定律（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，右图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的 电器是电动机），下列选项中正确的是 A ．发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动 机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 B ．发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律 C ．发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑定律 电动 机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 D ．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要原理是法拉 第电磁感应定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律 3. 选择题 2000春季高考物理北京安徽卷 一大题 9小题 4分 考题： 9．一矩形线圈abcd 处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与ab 垂直．当 线圈以角速度ω 绕ab 转动时，感应电动势的最大值为1ε，线圈受到的最大磁力矩为M 1；当以角速度ω 绕中心轴O O '转动时，感应电动势的最大值为2ε，最大磁力矩为M 2．则 21:εε和21:M M 分别为 A ．1∶1，1∶1 B ．1∶1，1∶2 C ．1∶2，1∶1 D ．1∶2，1∶2 4. 非选择题 2003夏季高考理综全国卷 第II 卷大题 25小题 20分 考题： 25．（20分）曾经流行过一种自行车车头灯供电的小型交流发电机，图1为其结构 示意图。图中N 、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定的转轴上的矩形线框，转轴过bc
电磁感应期中复习材料 知识结构： 常见题型 一、磁通量 【例1】如图所示，两个同心放置的共面单匝金属环ａ和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置.设穿过圆环a 的磁通量为Φa ,穿过圆环b 的磁通量为Φb ,已知两圆环的横截面积分别为S a 和Ｓｂ,且S a Φb Ｃ．Φａ＜Φb ? D.无法确定 二、电磁感应现象 【例２】图为“研究电磁感应现象”的实验装置. （1）将图中所缺的导线补接完整. （2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后( ) Ａ.将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏转一下 B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧 C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下 D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下 三、感应电流产生的条件 (1）文字概念性 【例３】关于感应电流，下列说法中正确的是（ ) A.只要闭合电路里有磁通量,闭合电路里就有感应电流 B ．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生 C ．线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框也没有感应电流 电磁感应产生的条件 感应电流的方向判定 感应电动势的大小 回路中的磁通量变化 楞次定律 法拉第电磁感应定律E=ΔΦ/Δｔ 电磁感应的实际应用：自感现象（自感系数L ），涡流 特殊情况：导体切 割磁感线E=BLV 特殊情况：右手定则
D.只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流 （2）图象分析性 【例４】金属矩形线圈abｃd在匀强磁场中做如图6所示的运动,线圈中有感应电流的是： 【例5】如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周 向外拉，使线圈包围的面积变大，这时: A、线圈中有感应电流 B、线圈中无感应电流 C、穿过线圈的磁通量增大 D、穿过线圈的磁通量减小 二、感应电流的方向 1、楞次定律 【例6】在电磁感应现象中,下列说法中正确的是（ ) Ａ.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动时一定能产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 【例7】如图,粗糙水平桌面上有一质量为ｍ的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈 中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到 的支持力FＮ及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A.ＦN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 Ｂ.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C．F N先大于ｍｇ后大于mg,运动趋势向右 D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 【例８】如图１所示,当变阻器R的滑动触头向右滑动时，流过电阻R′的电流方向是__＿____. 图1 图２图３ 【例9】如图2所示，光滑固定导轨MN水平放置，两根导体棒PQ平行放在导轨上，形成闭合
2019高考物理题分类汇编 一、直线运动 18．（卷一）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高 度为H 。上升第一个4H 所用的时间为t 1，第四个4H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21 t t 满足（） A ．1<21t t <2 B ．2<21 t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<21t t <5 25. （卷二）（2）汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶司机忽然发现前方有一警示牌立即刹车。从刹车系统稳定工作开始计时，已知汽车第1s 内的位移为24m ，第4s 内的位移为1m 。求汽车刹车系统稳定工开始计时的速度大小及此后的加速度大小。 二、力与平衡 16．（卷二）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3，重力加速度取10m/s 2。若轻绳能承受的最大张力为1500N ，则物块的质量最大为（） A ．150kg B ．1003kg C ．200kg D ．2003kg 16．（卷三）用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于 两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I 、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g 。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2，则（） A ．1233= =F mg F mg ， B ．1233==F mg F mg ， C ．121 3== 2F mg F mg ， D ．1231==2 F mg F mg ，
19．（卷一）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物 块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力 缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已 知M始终保持静止，则在此过程中（） A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 三、牛顿运动定律 20．（卷三）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，木板与实验台之间的摩擦可以忽略。物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时 撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关 系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如 图（c）所示。重力加速度取g=10m/s2。由题给数 据可以得出（） A．木板的质量为1kgB．2s~4s内，力F的大小为 C．0~2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为 四、曲线与天体 19.（卷二）如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台 起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向 的速度，其v-t图像如图（b）所示，t1和t2是他落在倾斜雪 道上的时刻。（） A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C．第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次 的大 D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
2019年高考物理试题分类汇编（热学部分） 全国卷I 33．[物理—选修3–3]（15分） （1）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。 （2）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。 （i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； （ii）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。 全国卷II 33．[物理—选修3-3]（15分） （1）（5分）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位 时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”）
电磁感应综合练习题（基本题型） 一、选择题： 1．下面说法正确的是 （ ） A ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C ．电路中的电流越大，自感电动势越大 D ．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大 【答案】B 2．如图9-1所示，M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直，ab 与ef 为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑 动，金属杆ab 上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是 （ ） A ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，伏特表读数为BLv B ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，ef 两点间电压为零 C ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为零 D ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为2BLv 【答案】AC 3．如图9-2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。 如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 （ ） A ．a 1＞a 2＞a 3＞a 4 B ．a 1 = a 2 = a 3 = a 4 C ．a 1 = a 2＞a 3＞a 4 D ．a 4 = a 2＞a 3＞a 1 【答案】C 4．如图9-3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ） A ．同时向两侧推开 B ．同时向螺线管靠拢 C ．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断 D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断 【答案】 A 图9-2 图9-3 图9-4 图9-1
届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0。 (2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过
该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t