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高三物理二轮复习 专题六 第1课时 电磁感应

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专题强化练 1．(2019·辽宁大连模拟)在地球北极和南极附近的水平地面上各平放一弹性金属线圈，只考虑地磁场的作用，在线圈收缩过程中，从上向下俯视线圈( ) A．两个线圈中均有顺时针方向的感应电流 B．两个线圈中均有逆时针方向的感应电流 C．北极附近线圈中有逆时针方向的感应电流，南极附近线圈中有逆时针方向的感应电流 D．北极附近线圈中有逆时针方向的感应电流，南极附近线圈中有顺时针方向的感应电流 C 地磁场的S极在地理的北极附近，N极在地理的南极附近，由楞次定律和安培定则知，北极附近线圈中有顺时针方向的感应电流，南极附近线圈中有逆时针方向的感应电流，选项C正确． 2.

(2019·山西五校联合)(多选)如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，圆形区域的左侧有一半径为r的金属线圈，R＞r.现让金属线圈沿两圆心的连线方向以大小为v的速度向右匀速运动，在线圈从左侧进入磁场区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是( ) A．线圈中一直有顺时针方向的电流 B．进入磁场时线圈中有逆时针方向的电流

C．线圈中有电流的时间为4R＋rv D．线圈中有电流的时间为4rv BD 线圈进入磁场的过程，由楞次定律及安培定则知，线圈中有沿逆时针方向的电流，由于线圈的半径小于磁场区域的半径，故从线圈完全进入磁场到刚要穿出磁场的过程，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，线圈穿出磁场的过程，线圈中有沿顺时针方向的电流，选项A错误、B正确；线圈中有电流的时间t＝4rv，选项C错误、D正确． 3．(2019·福建省龙岩市一模)如图甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t＝0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，则0～t1时间内( )

A．圆环中产生感应电流的方向为逆时针 B．圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针 C．圆环一直具有扩张的趋势

D．圆环中感应电流的大小为B0rS4t0ρ D 磁通量先向里减小再向外增加，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向一直为顺时针，故A、B错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0～t0时间内为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t0～t1时间内为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故C错误；由法拉第电磁感应定律得E＝ΔBS圆环

2Δt＝B0πr22t0，感应电流I＝ER＝B0πr22t0·Sρ·2πr＝B0rS4t0ρ，故D正确．

4．(2019·安徽省滁州市上学期期末)(多选)如图甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t＝0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是( ) A．0.5t0时刻，R中电流方向为由a到b B．1.5t0时刻，R中电流方向为由a到b C．0～t0时间内R的电流小于t0～2t0时间内R的电流 D．0～t0时间内R的电流大于t0～2t0时间内R的电流 AC 由楞次定律可知0～t0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t0～2t0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A正确，B错误；根据法拉第电磁感应定律：E＝nΔΦΔt，可知0～t0时间内感应电动势是t0～2t0时间内的12，感应电流为：I＝ER，所以0～t0时间内R中的电流是t0～2t0时间内电流的12，故C正确，D错误． 5．(2019·北京理综，22)如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B.纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求： (1)感应电动势的大小为E； (2)拉力做功的功率P； (3)ab边产生的焦耳热Q. 解析 本题为法拉第电磁感应定律的应用问题，考查考生的理解能力与综合分析能力，体现了物体观念，模型建构、科学推理等核心素养． (1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E＝BLv (2)线圈中的感应电流I＝ER 拉力大小等于安培力大小F＝BIL 拉力的功率P＝Fv＝B2L2v2R

(3)线圈ab边电阻Rab＝R4 时间t＝Lv

ab边产生的焦耳热Q＝I2Rabt＝B2L3v4R 答案 (1)BLv (2)B2L2v2R (3)B2L3v4R 6．(2019·吉林省吉林市第二次调研)如图甲所示，一边长L＝2.5 m、质量m＝0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合．在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5 s线框被拉出磁场．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中， (1)求通过线框导线截面的电荷量及线框的总电阻； (2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式； (3)已知在这5 s内力F做功1.92 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？

解析 (1)根据q＝I－t，由I－t图象得，q＝1.25 C

又根据I－＝E－R＝ΔΦtR＝BL2tR

得R＝4 Ω.

(2)由题图乙可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t 由感应电流I＝BLvR，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，v＝RIBL＝0.2t 线框做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2.

线框在外力F和安培力F安作用下做匀加速直线运动，F－F安＝ma 又F安＝BIL 得F＝(0.2t＋0.1) N (3)t＝5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5＝at＝1 m/s 由能量守恒得：W＝Q＋12mv25 线框中产生的焦耳热Q＝W－12mv25＝1.67 J

答案 见解析 7．(2019·山东省烟台市上学期期末)如图甲所示，一水平放置的线圈，匝数n＝100匝，横截面积S＝0.2 m2，电阻r＝1 Ω，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度B1随时间t变化关系图象如图乙所示．线圈与足够长的竖直光滑导轨MN、PQ连接，导轨间距l＝20 cm，导体棒ab与导轨始终接触良好，ab棒接入电路的电阻R＝4 Ω，质量m＝5 g，导轨的电阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度B2＝0.5 T．t＝0时，导体棒由静止释放，g取10 m/s2，求：

(1)t＝0时，线圈内产生的感应电动势的大小； (2)t＝0时，导体棒ab两端的电压和导体棒的加速度大小； (3)导体棒ab到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率． 解析 (1)由题图乙可知，线圈内磁感应强度变化率： ΔB1

Δt＝0.1 T/s

由法拉第电磁感应定律可知：E1＝nΔΦΔt＝nΔB1

ΔtS＝2 V

(2)t＝0时，回路中电流：I＝E1

R＋r＝0.4 A

导体棒ab两端的电压U＝IR＝1.6 V 设此时导体棒的加速度为a，则由：mg－B2Il＝ma

得：a＝g－B2Ilm＝2 m/s2

(3)当导体棒ab达到稳定状态时，满足：mg＝B2I′l I′＝E1＋B2lvR＋r 得：v＝5 m/s 此时，导体棒所受重力的瞬时功率P＝mgv＝0.25 W. 答案 (1)2 V (2)1.6 V 2 m/s2 (3)0.25 W 8．如图甲所示，有一竖直方向的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，区域的上下边缘间距为H＝85 cm，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．有一长L1＝20 cm、宽L2＝10 cm、匝数n＝5的矩形线圈，其总电阻R＝0.2 Ω、质量m＝0.5 kg，在t＝0时刻，线圈从离磁场区域的上边缘高为h＝5 cm处由静止开始下落，0.2 s时线圈刚好全部进入磁场，0.5 s时线圈刚好开始从磁场中出来．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：

(1)线圈穿过磁场区域所经历的时间t； (2)线圈穿过磁场区域产生的热量Q. 解析 (1)设线圈做自由落体运动的末速度为v1，则 v21＝2gh，得v1＝1 m/s

h＝12gt21，得t1＝0.1 s 进入磁场时，E1＝nB1L1v1，I1＝E1R，FA1＝nB1I1L1

得FA1＝5 N，即FA1＝mg

线圈匀速进入磁场，L2＝v1t2

得t2＝0.1 s

之后线圈向下做匀加速运动，运动d＝H－L2＝0.75 m后，线圈的下边刚好

到达磁场的下边缘 有v22－v2

1＝2gd，得v2＝4 m/s

由v2－v1＝gt3，得t3＝0.3 s

出磁场时，E2＝nB2L1v2，I2＝E2R，FA2＝nB2I2L1

得FA2＝5 N，即FA2＝mg

线圈匀速出磁场，L2＝v2t4

得t4＝0.025 s

因此线圈穿过磁场区域所经历的时间 t＝t2＋t3＋t4＝0.425 s (2)线圈进出磁场过程均做匀速运动，该过程中线圈产生的热量 Q1＝mg·2L2＝1.0 J 整个线圈在磁场中运动时，E3＝nL1L2

ΔB

Δt

ΔBΔt＝5

3 T/s

Q2＝E23Rt3＝124 J≈0.042 J 因此全过程产生的总热量Q＝Q1＋Q2＝1.042 J

答案 (1)0.425 s (2)1.042 J

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2024届高考物理二轮专题复习与测试第二部分物理二级结论汇总六电路和电磁感应

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六 电路和电磁感应(一)恒定电流 1．I ＝Q t，I ＝neSv .2．R ＝ρl S，电阻率ρ与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关． 3．电阻串联、并联．串联：R ＝R 1＋R 2＋R 3＋…＋R n ， 并联：1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n，两个电阻并联：R ＝R 1R 2R 1＋R 2. 二级结论为：(1)串联电路：总电阻大于任一分电阻；U ∝R ，U 1＝R 1R 1＋R 2U ；P ∝R ，P 1＝R 1R 1＋R 2P .(2)并联电路：总电阻小于任一分电阻；I ∝1R ，I 1＝R 2R 1＋R 2I ；P ∝1R ，P 1＝R 2R 1＋R 2P .(3)和为定值的两个电阻，阻值相等时并联电阻值最大． (4)电阻估算原则：串联时，大为主；并联时，小为主． 4．欧姆定律．(1) 部分电路欧姆定律：I ＝UR ，U ＝IR ，R ＝U I.(2) 闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r.路端电压U ＝E －Ir ＝IR ，输出功率P 出＝IE －I 2r ＝I 2R ，电源热功率P r ＝I 2r ，电源效率η＝P 出P 总＝U E ＝R R ＋r. 二级结论为：①并联电路中的一个电阻发生变化，电路有消长关系，某个电阻增大，它本身的电流减小，与它并联的电阻上电流变大．②外电路中任一电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大．5．电功和电功率．电功W ＝IUt ；电热Q ＝I 2Rt ；电功率P ＝IU . 6.画等效电路：电流表等效短路；电压表、电容器等效断路；等势点合并．7．R ＝r 时输出功率最大P ＝E 24r.8．R 1≠R 2，分别接同一电源：当R 1R 2＝r 2时，输出功率P 1＝P 2. 9．纯电阻电路的电源效率：η＝RR ＋r.10．含电容器的电路中，电容器是断路，其电压值等于与它并联的电阻上的电压，稳定时，与它串联的电阻是虚设．电路发生变化时，有充放电电流．11．含电动机的电路中，电动机的输入功率P 入＝UI ，发热功率P 热＝I 2r ，输出机械功率P 机＝UI －I 2r . 12．欧姆表．(1)指针越接近中值电阻R 中误差越小，一般应在R 中10至10R 中范围内(13～23满偏)，R 中＝R 0＋R g ＋r ＝EI g.(2)R x ＝E I x －E I g；红黑笔特点：红进(正)黑出(负)．(3)选挡，换挡后均必须重新进行欧姆调零才可测量，测量完毕，旋钮置OFF 或交流电压最高挡． (二)电磁感应 1．楞次定律．口诀：增反减同、来拒去留、增缩减扩．具体表现为：(1)内外环电流方向：“增反减同”；自感电流的方向：“增反减同”． (2)磁铁相对线圈运动：“你追我退，你退我追”．(3)通电导线或线圈旁的线框，线框运动时：“你来我推，你走我拉”． (4)电流变化时：“你增我远离，你减我靠近”．2．直杆平动垂直切割磁感线时所受的安培力：F A ＝B 2L 2v R 总.达到稳定时的速度：v m ＝FR 总B 2L2 ，其中F 为导体棒所受除安培力外其他外力的合力． 3．转杆(轮)发电机：E ＝12BL 2ω.4．感生电量：q ＝n ΔΦR 总.甲图中线框在恒力作用下穿过磁场：进入时产生的焦耳热小于穿出时产生的焦耳热． 乙、丙图中两线框下落过程：重力做功相等，乙落地时的速度大于丙落地时的速度． 5．计算通过导体截面的电荷量的两个途径．q ＝I －t →⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ，E ＝n ΔΦΔt ⇒q ＝n ΔΦR 总＝n BL Δx R 总F A ＝BIL ，F A·Δt ＝Δp ⇒q ＝ΔpBL(三)交变电流1．中性面垂直磁场方向，Φ与e 为互余关系(相差π2相位)，此消彼长．最大电动势：E m ＝nBSω＝nΦm ω.2．线圈从中性面开始转动：e ＝nBSω·sin ωt ＝E m ·sin ωt . 安培力：F A ＝nBI m L ·sin ωt .3．线圈从中性面的垂面开始转动：e ＝nBSω·cos ωt ＝E m ·cos ωt . 安培力：F A ＝nBI m L ·cos ωt .4．正弦交流电的有效值：I 2RT ＝U 2RT ＝Q ，Q 为一个周期内产生的总热量．5．变压器原线圈相当于电动机；副线圈相当于发电机．6．理想变压器原、副线圈相同的量：U n ，T ，f ，ΔΦΔt ，P 入＝P 出．U 1U 2＝n 1n 2，注意：U 1、U 2为线圈两端电压 I 1I 2＝n 2n 1，注意：原、副线圈各一个． 7．远距离输电计算的思维模式：P 输＝U 输I 输，U 线损＝I 输R 线，P 线损＝I 2输R 线＝(P 输U 输)2R 线，U 用＝U 输－U 线损，P 用＝P 输－P 线损． (四)电磁波理论 1．电磁振荡． 周期T ＝2πLC ，f ＝12πLC .2．麦克斯韦电磁场理论．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．3．电磁场．变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．4．电磁波．(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)．(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．(4)v＝λf，f是电磁波的频率．5．电磁波的发射．(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)．(2)调制方式．①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制．6．无线电波的接收．(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐．能够调谐的接收电路叫作调谐电路．(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫作检波．检波是调制的逆过程，也叫作解调．。

高考物理二轮复习电磁感应复习课件

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面固定放置的平行金属板MN连接，如图5甲所示.导线PQ中通有正弦交变电流i，i的
变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1～2 s内
√A.M板带正电，且电荷量增加
B.M板带正电，且电荷量减小
C.M板带负电，且电荷量增加
D.M板带负电，且电荷量减小 图5
解析 在1～2 s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金 属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大.假设环闭合，由楞次定律可知感应电流 磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可 知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知 M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误.
而切割磁感线，产生的感应电动势E＝
1 2
Bl2ω.
图1
3.感应电荷量的计算
回路中磁通量发生变化时，在Δt时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt＝ ER·Δt＝nRΔΔΦt·Δt＝nΔRΦ. 可见，q仅由回路电阻R和 磁通量 的变化量ΔΦ决定，与 发生磁通量变化的时间Δt无关.
4.电磁感应电路中产生的焦耳热 当电路中电流恒定时，可用 焦耳定律 计算；当电路中电流变化时，则用功能 关系或 能量守恒定律 计算.
第一部分 专题六 电磁感应和电路
高考命题轨迹
高考命题点
命题轨迹
情境图
楞次定律和法拉 第电磁感应定律 的应用
2015 1卷19,2卷15
15(1)19题 15(2)15题 16(2)20题
2016 2卷20,3卷21
16(3)21题
17(1)18题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 应用
2017 1卷18,2卷20,3卷15
2021届高考物理二轮复习核心素养微专题6电磁感应中的“杆+导轨”模型课件202103302375

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此时回路中的感应电动势和感应电流分别为 E＝(43v0－v′)Bl，I＝2ER 此时棒 cd 所受的安培力 F＝BIl＝B42lR2v0 由牛顿第二定律可得棒 cd 的加速度大小为 a＝mF＝B42ml2Rv0，方向水平向右。 答案：(1)41mv02 (2)B42ml2Rv0
5．如图所示，倾角θ＝37°、间距l＝0.1 m的足够长金属导轨底端接有 阻值R＝0.1 Ω的电阻，质量m＝0.1 kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨 间的动摩擦因数μ＝0.45。建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标 轴x，在0.2 m≤x≤0.8 m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。从t＝0时 刻起，棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下，从x＝0处由静止开始沿斜面 向上运动，其速度v与位移x满足v＝kx(可导出a＝kv)，k＝5 s－1。当棒 ab运动至x1＝0.2 m处时，电阻R消耗的电功率P＝0.12 W，运动至x2＝ 0.8 m处时撤去外力F，此后棒ab将继续运动，最终返回至x＝0处。棒ab 始终保持与导轨垂直，不计其他电阻，求：(提示：可以用Fx图像下的 “面积”代表力F做的功，sin 37°＝0.6)
2．(多选)如图所示，平行导轨放在斜面上，匀强磁场垂直于斜面向上， 恒力F拉动金属杆ab从静止开始沿导轨向上滑动，接触良好，导轨光滑。 从静止开始到ab杆达到最大速度的过程中，恒力F做的功为W，ab杆克服 重力做的功为W1，ab杆克服安培力做的功为W2，ab杆动能的增加量为 ΔEk，电路中产生的焦耳热为Q，ab杆重力势能增加量为ΔEp，则( CD) A．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEk＋ΔEp B．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEk C．W＝Q＋ΔEk＋ΔEp D．W2＝Q，W1＝ΔEp
匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为 B，棒 ab 长为 L，质 量为 m，初速度为零，拉力恒为 F，水平导轨光滑，除电阻 物理模型 R 外，其他电阻不计
高考物理二轮复习专题六电路和电磁感应电磁感应规律及综合应用

高考物理二轮复习专题六电路和电磁感应电磁感应规律及综合应用

第2讲电磁感应规律及综合应用(建议用时:40分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分,第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)1.(2020·全国Ⅰ卷,18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( A )解析:紫铜薄板上下振动时,方案B,C,D中穿过薄板的磁通量不发生变化,没有感应电流产生;方案A中,无论是上下还是左右振动,薄板中的磁通量都会发生变化,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动,达到衰减的效果,选项A正确.2.(2020·江西景德镇模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( C )A.线圈恰好在完全离开磁场时停下B.线圈在未完全离开磁场时已停下C.线圈能通过场区不会停下D.线圈在磁场中某个位置停下解析:线圈出磁场时的速度小于进磁场时的速度,由安培力F=BIL=,知出磁场时线圈所受的安培力小于进磁场时所受的安培力,则进磁场过程安培力做功大于出磁场过程安培力做功,而进磁场时其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,由动能定理知出磁场后,线圈的动能不为零,不会停下来,故C正确,A,B,D错误.3.(2020·天津卷,3)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( D )A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小解析:根据楞次定律,感应电流产生的磁场向下,再根据安培定则,可判断ab中感应电流方向从a到b,A错误;磁场变化是均匀的,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势恒定不变,感应电流I恒定不变,B错误;安培力F=BIL,由于I,L不变,B减小,所以ab所受的安培力逐渐减小,根据力的平衡条件,静摩擦力逐渐减小,C 错误,D正确.4.(2020·四川成都模拟)如图所示,水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,铜棒a,b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是( B )A.回路中的最大电流为B.铜棒b的最大加速度为C.铜棒b获得的最大速度为D.回路中产生的总焦耳热为解析:由题意知a获得冲量时速度最大,根据动量定理可得,a获得的速度v a=,此后a在安培力作用下做减速运动,b在安培力作用下做加速运动,回路中产生的电动势E=BL(v a-v b),可知a刚获得动量时回路中产生的感应电流最大,即I m==,故A错误;b所受最大安培力F m=BI m L=,根据牛顿第二定律知,b棒所产生的最大加速度a m==,故B正确;由题意知,a棒做减速运动,b棒做加速运动,当a,b速度相等时,回路中没有感应电流,两棒同时向右匀速直线运动,根据动量守恒定律得,mv a=2mv,a,b棒的共同速度v=,此速度亦为b棒的最大速度,故C错误;根据系统能量守恒可得,m=(m+m)v2+Q,则回路中产生的总焦耳热Q=,故D错误.5.(2020·湖南常德模拟)如图所示,有一个等腰三角形磁场区域,底边长为2L,高为L,左半边的磁场方向垂直纸面向外,右半边的磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,取I m=,则表示线框中电流i随bc的位置坐标x变化的图像正确的是( C )解析:线框bc边在0～L过程中无感应电流,在L～2L过程中切割磁感线的有效长度线性增大,由右手定则判断感应电流沿a→b→c→d→a方向的正方向,由I=可知,感应电流大小逐渐增大;线框bc边在2L～3L过程中,ad边和bc边都有部分切割磁感线,等效切割的有效长度不变,产生的感应电流大小不变,方向为负方向;线框bc边在3L～4L过程中,ad边切割磁感线的有效长度线性减小,产生的感应电流大小逐渐减小,方向为正方向,故C正确.6.(2020·辽宁抚顺模拟)如图所示,两根间距为L的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α,图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨面向上,两金属杆质量均为m,电阻均为R,垂直于导轨放置,开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处,金属杆cd处在导轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住,现将金属杆ab由静止释放,当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则( AC )A.金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由b到aB.金属板ab进入磁场时速度大小为C.金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为D.金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为mgsin α解析:由右手定则可知,ab进入磁场时产生感应电流的方向为由b到a,故A正确;ab刚进入磁场时受到的安培力F=BIL=BL=,ab进入磁场做匀速直线运动,由平衡条件得,=mgsin α,解得,v=,故B错误;ab进入磁场产生的感应电动势E=BLv=,故C正确;由左手定则可知,cd受到的安培力沿导轨面向下,则cd对两根小柱的压力大小等于F N=mgsin α+F A>mgsin α,故D错误.7.(2020·河北石家庄模拟)如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,质量为m边长为a的正方形导体框MNPQ斜向上垂直进入磁场,当MP刚进入磁场时,线框的速度为v,方向与水平方向成45°,若导体框的总电阻为R,则( AC )A.导体进入磁场过程中,导体框中电流的方向为MQPNB.MP刚进入磁场时导体框中感应电流大小为C.MP刚进入磁场时导体框所受安培力为D.MP刚进入磁场时M,P两端的电压为解析:根据楞次定律可知导体进入磁场过程中,导体框中电流的方向为MQPN,故A正确;MP刚进入磁场时导体框中感应电流大小为I==,故B错误;MP刚进入磁场时导体框所受安培力为F=BI·a=,故C正确;MP刚进入磁场时M,P两端的电压为U=E=Bav,故D错误.8.(2020·四川卷,7)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv(F0,k是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为F A,电阻R两端的电压为U R,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图像可能正确的有( BC )解析:设金属棒在某一时刻速度为v,感应电动势E=Blv,回路电流I==v,即I∝v;安培力F A=BIl=v,方向水平向左,即F A∝v;R两端电压U R=IR=v,即U R∝v;感应电流的功率P=EI=v2,即P∝v2.分析金属棒运动情况,由牛顿第二定律可得F合=F-F A=F0+kv-v=F0+(k-)v,即加速度a=.因为金属棒由静止出发,所以F0>0,且F合>0,即a>0,加速度方向水平向右.(1)若k=,F合=F0,即a=,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有v=at,说明v ∝t,也即是I∝t,F A∝t,U R∝t,P∝t2,在此情况下没有选项符合;(2)若k>,F合随v增大而增大,即a随v增大而增大,说明金属棒在做加速度增大的加速运动,可知选项B符合;(3)若k<,F合随v增大而减小,即a随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,可知选项C符合.综上所述,选项B,C符合题意.二、非选择题(本大题共2小题,共36分)9.(16分)(2020·福建福州模拟)某同学看到有些玩具车在前进时车轮能发光,受此启发,他设计了一种带有闪烁灯的自行车后车轮,以增强夜间骑车的安全性.如图所示为自行车后轮,其金属轮轴半径可以忽略,金属车轮半径r=0.4 m,其间由绝缘辐条连接(绝缘辐条未画出).车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条,每根金属条中间都串接一个LED灯,灯可视为纯电阻,每个灯的阻值为R=0.3 Ω并保持不变.车轮边的车架上固定有磁铁,在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5 T,方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域,扇形对应的圆心角θ=30°.自行车匀速前进的速度为v=8 m/s(等于车轮边缘相对轴的线速度).不计其他电阻和车轮厚度,并忽略磁场边缘效应.(1)在如图所示装置中,当其中一根金属条ab进入磁场时,指出ab上感应电流的方向,并求ab中感应电流的大小;(2)若自行车以速度v=8 m/s匀速前进时,车轮受到的总摩擦阻力为2.0 N,则后车轮转动一周,动力所做的功为多少?(忽略空气阻力,π≈3.0)解析:(1)根据右手定则知:ab中的电流方向为b→a.ab相当于电源,其等效电路如图所示.ω==rad/s=20 rad/sE=Br2ω=×0.5×0.42×20 V=0.8 V电路总电阻R总=+R==0.4 Ω通过ab中的电流I== A=2 A.(2)车轮转动一周的时间T== s=0.3 s则T时间内克服阻力做功W f=fs=f·vT=2×8×0.3 J=4.8 JT时间内产生电流的时间t=4××T==0.1 s在T时间内,电流通过灯泡电阻产生的焦耳热Q=I2R总t=22×0.4×0.1 J=0.16 J动力所做的功W动=W f+Q=4.8 J+0.16 J=4.96 J.答案:(1)ab中的电流方向为b→a 2 A (2)4.96 J10.(20分)(2020·河南许昌二模)如图所示,光滑的轻质定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为2m的重物,另一端系一质量为m、电阻为R的金属杆,在竖直平面内有足够长的平行金属导轨PQ,EF,其间距为L,在Q,F之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计,一匀强磁场与导轨平面垂直,磁感应强度为B0,开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而后匀速下降,运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,不计一切摩擦和接触电阻,重力加速度为g,求:(1)重物匀速下降时的速度v;(2)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中产生的热量Q;(3)设重物下降h时的时刻t=0,此时速度为v0,若从t=0开始,磁场的磁感应强度B逐渐减小,且金属杆中始终不产生感应电流,试写出B随时间t变化的关系.解析:(1)重物匀速下降时,设细线对金属杆的拉力为T,金属杆所受安培力为F;由平衡条件得T=mg+F;由安培力公式得F=B0IL根据闭合电路欧姆定律,I=;根据法拉第电磁感应定律,E=B0Lv对重物由平衡条件得T=2mg;综合上述各式,解得,v=.(2)设电路中产生的总热量为Q,由能量守恒定律得,2mgh-mgh=(2m)v2+mv2+Q由串联电路特点知,电阻R中产生的热量为Q R=Q,解得Q R=mgh-.(3)金属杆中恰好不产生感应电流时,磁通量不变,则有Φ0=Φt,即B0hL=B(h+x)L,式中x=v0t+at2对系统,由牛顿第二定律得,a==则磁感应强度B随时间t变化的关系为B==.答案:(1)(2)mgh-(3)B=高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。