2019-2020年高考物理 6年高考母題精解精析專題09 電磁感應.doc

2019-2020年高考物理 6年高考母題精解精析專題09 電磁感應【xx高考】5. （xx海南）如圖，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬環(huán)中穿過?，F(xiàn)將環(huán)從位置I釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達位置II。設環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則AT1>mg，T2>mg BT1<mg，T2<mgCT1>mg，T2<mg DT1<mg，T2>mg（xx福建）18、【原題】：如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合。若取磁鐵中心O為坐標原點，建立豎直向下正方向的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關系圖像是（xx浙江）20、為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外面殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容C置于儲罐中，電容器可通過開關S與線圈L或電源相連，如圖所示。當開關從a撥到b時，由L與C構成的回路中產(chǎn)生周期的振蕩電流。當罐中的液面上升時A.電容器的電容減小B. 電容器的電容增大C. LC回路的振蕩頻率減小D. LC回路的振蕩頻率增大【答案】：BC【解析】：由電容器決定式知，當液面上升的時候，相當于介電常數(shù)在變大，所以A錯誤，B正確，所以振蕩周期變大，振蕩頻率在減小。C正確【考點定位】電磁波、電容器（xx四川）16如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈a和b，則A繞圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出恒定電流B繞圈a輸入恒定電流，穿過線圈b的磁通量一定為零C繞圈b輸出的交變電流不對線圈a的磁場造成影響D繞圈a的磁場變化時，線圈b中一定有電場【答案】：D【解析】：繞圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出同頻率的交變電流，A錯誤。繞圈a輸入恒定電流，產(chǎn)生的磁場穿過線圈b，穿過線圈b的磁通量不為零，B錯誤。根據(jù)互感現(xiàn)象，繞圈b輸出的交變電流，對線圈a的磁場會造成影響，C錯誤。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的磁場產(chǎn)生電場，繞圈a的磁場變化時，線圈b中會產(chǎn)生電場，D正確?！究键c定位】本題考查電磁感應現(xiàn)象，互感現(xiàn)象，麥克斯韋電磁場理論。（xx北京）19物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖， 她把一個帶鐵芯的線圈L、開關S和電源用導線連接起來后。將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經(jīng)重復試驗，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導致套環(huán)未動的原因可能是A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同（xx北京）15一個小型電熱器若接在輸出電壓為10v的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為。如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為A5VB5VC5VD10V【答案】：C【解析】： ，解得Um=10V【考點定位】本題考查了交流電的有效值的計算，屬于簡單題。（xx全國新課標卷）17.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分，一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.0kW。設此時原線圈中電流有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A【答案】 B【解析】根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)的關系：U1/U2=n1/n2可知：U2=380V，排除選項C、D；根據(jù)I1/I2= n2/ n1可知I1=9.1A，排除選項A，綜上所述，選項B正確。【考點定位】本考點主要考查變壓器的基本原理。（xx全國新課標卷）19.如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為A. B. C. D. （xx全國新課標卷）20.如圖，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導線右側，且其長邊與長直導線平行。已知在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，直導線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是（xx浙江）25、（22分）為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學設計了一種“閃爍”裝置，如圖所示，自行車后輪由半徑r1=5.010-2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬內(nèi)圈和絕緣輻條構成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應強度B=0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角=/6。后輪以角速度=2 rad/s相對于轉軸轉動。若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應。（1）當金屬條ab進入“扇形” 磁場時，求感應電動勢E，并指出ab上的電流方向；（2）當金屬條ab進入“扇形” 磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；（3）從金屬條ab進入“扇形” 磁場開始，經(jīng)計算畫出輪子轉一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab-t圖象；（4）若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學提出，通過改變磁感應強度B、后輪外圈半徑r2、角速度和張角等物理量的大小，優(yōu)化前同學的設計方案，請給出你的評價。設 ab離開磁場區(qū)域的時刻為，下一條金屬條進入磁場區(qū)域的時刻為 設輪子轉一圈的周期為T，則T=1s在T=1s內(nèi)，金屬條四次進出磁場，后三次與第一次一樣。由上面4式可畫出如下圖圖像(4)“閃爍“裝置不能正常工作。（金屬條的電動勢遠小于小燈泡的額定電壓，因此無法正常工作）B增大，E增大，但有限度r2增大，E增大，但有限度增大，E增大，但有限度增大，E不變。【考點定位】電磁感應、電路、此題最后一問為開放性試題。（xx江蘇）13. (15 分)某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置,如圖所示. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角琢均為49仔,磁場均沿半徑方向. 匝數(shù)為N 的矩形線圈abcd 的邊長ab =cd =、bc =ad =2. 線圈以角速度棕繞中心軸勻速轉動,bc和ad 邊同時進入磁場. 在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為R. 求:(1)線圈切割磁感線時,感應電動勢的大小Em;(2)線圈切割磁感線時,bc 邊所受安培力的大小F;(3)外接電阻上電流的有效值I.（xx安徽）23.（16分）圖1是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應強度為的勻強磁場中，有一矩形線圖可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸轉動，由線圈引起的導線和分別與兩個跟線圈一起繞轉動的金屬圈環(huán)相連接，金屬圈環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉動中就可以保持和外電話電阻形成閉合電路。圖2是線圈的住視圖，導線和分別用它們的橫截面來表示。已知長度為, 長度為,線圈以恒定角速度逆時針轉動。（只考慮單匝線圈）（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導t時刻整個線圈中的感應電動勢的表達式；（2）線圈平面處于與中性面成夾角位置時開始計時，如圖3所示，試寫出t時刻整個線圈中的感應電動勢的表達式；（3）若線圈電阻為r，求線圈每轉動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。（其它電阻均不計）有效電流R上的功率： 轉動一周電流在R上做功：【考點定位】功、電磁感應（xx上海）33（14分）如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為，棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為L，開始時PQ左側導軌的總電阻為R，右側導軌單位長度的電阻為R0。以ef為界，其左側勻強磁場方向豎直向上，右側勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為B。在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；（2）經(jīng)過多長時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？（3）某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導軌克服摩擦力做功為W，求導軌動能的增加量。（2）導軌受外力F，安培力FA摩擦力f。其中FABILFfmFNm（mgBIL）m（mg）由牛頓定律FFAFfMa，F(xiàn)MaFAFfMammg（1m）上式中當R0at即t時外力F取最大值，F(xiàn) maxMammg（1m）B2L2，（xx上海）26（4分）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示。己知線圈由a端開始繞至b端：當電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉。（1）將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉。俯視線圈，其繞向為_（填：“順時針”或“逆時針”）。（2）當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時，指針向右偏轉。俯視線圈，其繞向為_（填：“順時針”或“逆時針”）?！敬鸢浮浚?）順時針，（2）逆時針，【解析】（1）由題可知在螺線管內(nèi)電流從b流向a，而根據(jù)楞次定律（增反減同）螺線管中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反（向上）再根據(jù)右手螺旋定則可知電流方向為逆時針方向（俯視線圈），因此從a向b看導線繞向為順時針方向（2）由題可知在螺線管內(nèi)電流從a流向b，而根據(jù)楞次定律（增反減同）螺線管中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相同（向上）再根據(jù)右手螺旋定則可知感應電流方向與（1）相同，而電流的流向與（1）相反，因此繞向一定與此（1）相反為逆時針方向（俯視線圈）?！究键c定位】電磁感應【xx高考】1 (廣東卷第15題).將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同2(xx江蘇卷第2題)如圖所示，固定的水平長直導線中通有電流I，矩形線框與導線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導線平行。線框由靜止釋放，在下落過程中A穿過線框的磁通量保持不變B線框中感應電流方向保持不變C線框所受安掊力的合力為零D線框的機械能不斷增大4(福建第17題). 如圖，足夠長的U型光滑金屬導軌平面與水平面成角（090),其中MN平行且間距為L，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計。金屬棒由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，棒接入電路的電阻為R，當流過棒某一橫截面的電量為q時，它的速度大小為，則金屬棒在這一過程中A.F運動的平均速度大小為 B.平滑位移大小為C.產(chǎn)生的焦爾熱為D.受到的最大安培力大小為5(海南第6題).如圖，EOF和為空間一勻強磁場的邊界，其中EO，F(xiàn)O，且EOOF；為EOF的角平分線，間的距離為l；磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為l的正方形導線框沿方向勻速通過磁場，t=0時刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導線框中感應電流沿逆時針方向時為正，則感應電流i與實踐t的關系圖線可能正確的是 ( B )7（xx廣東第15題）.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析：由E=，AB錯，C正確。B原與B感的方向可相同亦可相反。D錯。選C9 (xx上海第13題)如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉時，b中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a(A)順時針加速旋轉 (B)順時針減速旋轉(C)逆時針加速旋轉 (D)逆時針減速旋轉 10(xx上海第20題).如圖，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于點，將圓環(huán)拉至位置后無初速釋放，在圓環(huán)從擺向的過程中(A)感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針(B)感應電流方向一直是逆時針(C)安培力方向始終與速度方向相反(D)安培力方向始終沿水平方向11（201山東第22題）.如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。兩質(zhì)量、長度均相同的導體棒、，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度處。磁場寬為3，方向與導軌平面垂直。先由靜止釋放，剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放，兩導體棒與導軌始終保持良好接觸。用表示的加速度，表示的動能，、分別表示、相對釋放點的位移。圖乙中正確的是12（xx上海第28題）在“研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系”實驗(見圖(a)中，得到圖線如圖(b)所示。(1)(多選題)在實驗中需保持不變的是( )(A)擋光片的寬度 (B)小車的釋放位置(C)導軌傾斜的角度 (D)光電門的位置(2)線圈匝數(shù)增加一倍后重做該實驗，在圖(b)中畫出實驗圖線。(1) A，D (3分)(2)見圖 (2分)13（xx全國卷1第24題）(15分) 如圖，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為L1電阻不計。在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求： (1)磁感應強度的大?。?(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率。解析：每個燈上的額定電流為額定電壓為：（1）最后MN勻速運動故：B2IL=mg求出： （2）U=BLv得：14（xx海南第16題）.如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導軌，MN和是兩根用細線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導軌接觸；兩桿的總電阻為R，導軌間距為。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌電阻可忽略，重力加速度為g。在t=0時刻將細線燒斷，保持F不變，金屬桿和導軌始終接觸良好。求（1）細線少斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；（2）兩桿分別達到的最大速度。15（xx天津第11題）（18分）如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問：（1）通過cd棒的電流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？16（xx浙江第23題）.（16分）如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導，在“U”型導軌右側l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻，質(zhì)量為m=0.1kg的導體棒以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為=0.1，導軌與導體棒單位長度的電阻均為，不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響（?。?。（1）通過計算分析4s內(nèi)導體棒的運動情況；（2）計算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；（3）計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。17（xx上海第32題）(14 分)電阻可忽略的光滑平行金屬導軌長S=1.15m，兩導軌間距L=0.75 m，導軌傾角為30，導軌上端ab接一阻值R=1.5的電阻，磁感應強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱。(取)求：(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功；(2)金屬棒下滑速度時的加速度(3)為求金屬棒下滑的最大速度，有同學解答如下：由動能定理，。由此所得結果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答。答案.（1）下滑過程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于，因此 （1分）（2分）上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運動。無論最終是否達到勻速，當棒到達斜面底端時速度一定為最大。由動能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確。 (2分) （1分） （1分）18(四川第24題).（19分）如圖所示，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角=的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應強度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場。電阻R=0.3、質(zhì)量m1=0.1kg、長為l 的相同導體桿K、S、Q分別放置在導軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點，K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動。不計導軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。取g=10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求 （1）小環(huán)所受摩擦力的大??； （2）Q桿所受拉力的瞬時功率。根據(jù)歐姆定律有 且 瞬時功率表達式為 聯(lián)立以上各式得 【答案】（1）；（2）。19(重慶第23題).（16分）有人設計了一種可測速的跑步機，測速原理如題23圖所示，該機底面固定有間距為、長度為的平行金屬電極。電極間充滿磁感應強度為、方向垂直紙面向里的勻強磁場，且接有電壓表和電阻,絕緣橡膠帶上鍍有間距為的平行細金屬條，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計金屬電阻，若橡膠帶勻速運動時，電壓表讀數(shù)為,求：（1）橡膠帶勻速運動的速率；（2）電阻R消耗的電功率；（3）一根金屬條每次經(jīng)過磁場區(qū)域克服安培力做的功。解： (l)設電動勢為，橡膠帶運動速率為v 由： 得：【xx高考】1. xx全國卷18如圖，空間某區(qū)域中有一勻強磁場，磁感應強度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b 和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬統(tǒng)一加線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊剛通過水平面b、c（位于磁場中）和d時，線圈所受到的磁場力的大小分別為、和，則A>> B. << C. >> D. <<2 xx江蘇物理2一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應強度在1 s 時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應強度不變，在1 s 時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半，先后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為（A） （B）1 （C）2 （D）4答案：B3. xx新課標144. xx新課標21如圖所示，兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場.一銅質(zhì)細直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時銅棒中電動勢大小為，下落距離為0.8R時電動勢大小為，忽略渦流損耗和邊緣效應.關于、的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是 A、>，a端為正 B、>，b端為正 C、<，a端為正 D、<，b端為正5. xx上海物理19如右圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應強度大小均為，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場，磁場寬度均為，邊長為的正方形框的邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流的正方向，能反映線框中感應電流變化規(guī)律的是圖6xx海南物理2一金屬圓環(huán)水平固定放置?，F(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)A始終相互吸引B始終相互排斥C先相互吸引，后相互排斥D先相互排斥，后相互吸引【答案】D 【解析】由楞次定律可知，當條形磁鐵靠近圓環(huán)時，感應電流阻礙其靠近，是排斥力；當磁鐵穿過圓環(huán)遠離圓環(huán)時，感應電流阻礙其遠離，是吸引力，D正確。7xx海南物理7下列說法正確的是A當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢B當線圈中電流反向時線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反C當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反D當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反【答案】AC 【解析】由法拉第電磁感應定律可知，當線圈中電流不變時，不產(chǎn)生自感電動勢，A對；當線圈中電流反向時相當于電流減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相同，B錯；當線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流的增大，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反，C對；當線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流的減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相同，D錯。8xx天津11如圖所示，質(zhì)量m1=0.1kg，電阻R1=0.3，長度l=0.4m的導體棒ab橫放在U型金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.2，相距0.4m的MM、NN相互平行，電阻不計且足夠長。電阻R2=0.1的MN垂直于MM。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運動，始終與MM、NN保持良好接觸，當ab運動到某處時，框架開始運動。設框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2.(1)求框架開始運動時ab速度v的大??；（2）從ab開始運動到框架開始運動的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J，求該過程ab位移x的大小。（2）閉合回路中產(chǎn)生的總熱量由能量守恒定律，得代入數(shù)據(jù)解得9xx江蘇物理13如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L, 一理想電流表與兩導軌相連，勻強磁場與導軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導體棒進入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻。求： （1） 磁感應強度的大小B；（2） 電流穩(wěn)定后， 導體棒運動速度的大小v；（3） 流經(jīng)電流表電流的最大值答案：10xx福建21如圖所示，兩條平行的光滑金屬導軌固定在傾角為的絕緣斜面上，導軌上端連接一個定值電阻。導體棒a和b放在導軌上，與導軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場?，F(xiàn)對a棒施以平行導軌斜向上的拉力，使它沿導軌勻速向上運動，此時放在導軌下端的b棒恰好靜止。當a棒運動到磁場的上邊界PQ處時，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導軌向上運動一小段距離后再向下滑動，此時b棒已滑離導軌。當a棒再次滑回到磁場邊界PQ處時，又恰能沿導軌勻速向下運動。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m，重力加速度為g，導軌電阻不計。求（1） a棒在磁場中沿導軌向上運動的過程中，a棒中的電流強度I，與定值電阻R中的電流強度IR之比；（2） a棒質(zhì)量ma;（3） a棒在磁場中沿導軌向上運動時所受的拉力F。答案：11. xx上海物理32如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定板個與水平面內(nèi)，并處在磁感應強度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強磁場中，框架的電阻非均勻分布，將質(zhì)量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標原點，PQ方向為x軸正方向建立坐標，金屬棒從處以的初速度，沿x軸負方向做的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用。求：（1）金屬棒ab運動0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；（2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關系；（3）為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4s過程中通過ab的電量q，某同學解法為：先算出金屬棒的運動距離s，以及0.4s時回路內(nèi)的電阻R，然后代入q=求解。指出該同學解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結果?！緓x高考】一、選擇題1.（09上海物理13）如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上，在ef右側存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導軌平面向下，在ef左側的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導軌在同一平面內(nèi)。當金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，圓環(huán)L有_（填收縮、擴張）趨勢，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電流_（填變大、變小、不變）。2.（09上海9）信用卡的磁條中有一個個連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，每個磁化區(qū)代表了二進制數(shù)1或0，用以儲存信息。刷卡時，當磁條以某一速度拉過信用 卡閱讀器的檢測頭時，在檢測頭的線圈中會產(chǎn)生變化的電壓（如圖1所示）。當信用卡磁條按圖2所示方向以該速度拉過閱讀檢測頭時，在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時間的變化關系正確的是 ( B )3.（09山東21）如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場，直徑CD始絡與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是 （ ACD ）A感應電流方向不變BCD段直線始終不受安培力C感應電動勢最大值EBavD感應電動勢平均值解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。當半圓閉合回路進入磁場一半時，即這時等效4.（09重慶20）題20圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構成，兩磁極相對于線圈平面對稱，在磁極繞轉軸勻速轉動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運動，（是線圈中心），則 （ D ）A從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小B從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大C從O到Y，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大D從O到Y，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小5.（09福建18）如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為u?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導軌保持垂直）。設桿接入電路的電阻為r，導軌電阻不計，重力加速度大小為g。則此過程 （ BD ）A.桿的速度最大值為B.流過電阻R的電量為C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量6.（09浙江17）如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為、阻值為的閉合矩形金屬線框用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在點，并可繞點擺動。金屬線框從右側某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。則線框中感應電流的方向是 （ B ）ABC先是，后是D先是，后是解析：由楞次定律，一開始磁通量減小，后來磁通量增大，由“增反”“減同”可知電流方向是。7.（09海南物理4）一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動。M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑線變阻器，和為直流電源，S為單刀雙擲開關。下列情況中，可觀測到N向左運動的是 （ C ）A在S斷開的情況下， S向a閉合的瞬間B在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時D在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時二、非選擇題8.（09全國卷24）)如圖，勻強磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率， 為負的常量。用電阻率為、橫截面積為的硬導線做成一邊長為的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中。求（1）導線中感應電流的大??；（2）磁場對方框作用力的大小隨時間的變化。（1）；（2）。9.（09北京23）（18分）單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）。由一種利用電磁原理測量非磁性導電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計。它主要由將流量轉換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結構如圖所示，圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對電極和c,a,c間的距離等于測量管內(nèi)徑D，測量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直。當導電液體流過測量管時，在電極a、c的間出現(xiàn)感應電動勢E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設磁場均勻恒定，磁感應強度為B。（1）已知，設液體在測量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大?。ㄈ?.0）（2）一新建供水站安裝了電磁流量計，在向外供水時流量本應顯示為正值。但實際顯示卻為負值。經(jīng)檢查，原因是誤將測量管接反了，既液體由測量管出水口流入，從如水口流出。因為已加壓充滿管道。不便再將測量管拆下重裝，請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒ǎ唬?）顯示儀表相當于傳感器的負載電阻，其阻值記為 a、c間導電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。輸入顯示儀表是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對應， E 與液體電阻率無關，而r隨電阻率的變化而變化，由式可看出， r變化相應的U也隨之變化。在實際流量不變的情況下，儀表顯示的流量示數(shù)會隨a、c間的電壓U的變化而變化，增大R，使Rr，則UE,這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響。10.（09上海物理24）（14分）如圖，光滑的平行金屬導軌水平放置，電阻不計，導軌間距為l，左側接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為s。一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，與導軌垂直且接觸良好，受到F0.5v0.4（N）（v為金屬棒運動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大。（已知l1m，m1kg，R0.3W，r0.2W，s1m）（1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；（2）求磁感應強度B的大??；（3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足vv0x， 且棒在運動到ef處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？（4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對應的各種可能的圖線。（4）可能圖線如下：11.（09廣東物理18）（15分）如圖18（a）所示，一個電阻值為R ，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導線的電阻不計。求0至t1時間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。【xx高考】1.（全國卷20）.矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直低面向里，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時針方向為感應電流I的正方向，下列各圖中正確的是ab2（全國卷21）如圖，一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場； 一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直； 虛線框?qū)蔷€ab與導線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導線框在t=0時， 使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導線框離開磁場區(qū)域以i表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正下列表示i-t關系的圖示中，可能正確的是答案：C解析：從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應電流也逐漸拉增大，A項錯誤；從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時，切割磁感線有效長度不變，故感應電流不變，B項錯；當正方形線框下邊離開磁場，上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個過程中感應電動勢不相等，感應電流也不相等，D項錯，故正確選項為C。3.（四川卷17）在沿水平方向的勻強磁場中，有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉動。開始時線圈靜止，線圈平面與磁場方向既不平行也不垂直，所成的銳角為。在磁場開始增強后的一個極短時間內(nèi)，線圈平面A維持不動 B將向使減小的方向轉動C將向使增大的方向轉動D將轉動，因不知磁場方向，不能確定會增大還是會減小EKabcL1L24.（江蘇卷8）如圖所示的電路中，三個相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感的電阻忽略不計電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時，下列判斷正確的有 A.a先變亮，然后逐漸變暗B.b先變亮，然后逐漸變暗C.c先變亮，然后逐漸變暗D.b、c都逐漸變暗答案：AD解析：考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時，電感L1和L2的電流均等于三個燈泡的電流，斷開電鍵K的瞬間，電感上的電流i突然減小，三個燈泡均處于回路中，故b、c燈泡由電流i逐漸減小，B、C均錯，D對；原來每個電感線圈產(chǎn)生感應電動勢均加載于燈泡a上，故燈泡a先變亮，然后逐漸變暗，A對。本題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象，平時要注意透徹理解。5.（重慶卷18）如題18圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是A.FN先小于mg后大于mg,運動趨勢向左B.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向左C.FN先大于mg后大于mg,運動趨勢向右D.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向右vabcdPQrR6.（寧夏卷16）如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導線串有兩個最阻R和r，導體棒PQ與三條導線接觸良好；勻強磁場的方向垂直紙面向里。導體棒的電阻可忽略。當導體棒向左滑動時，下列說法正確的是A.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到aB.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到aC.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由a到bD.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b答案：B 【解析】：本題考查右手定則的應用。根據(jù)右手定則，可判斷PQ作為電源，Q端電勢高，在PQcd回路中，電流為逆時針方向，即流過R的電流為由c到d，在電阻r的回路中，電流為順時針方向，即流過r的電流為由b到a。當然也可以用楞次定律，通過回路的磁通量的變化判斷電流方向。7.（山東卷22）兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L ，底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B 的勻強磁場垂直，如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放則A釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為abC金屬棒的速度為v時所受的安培力大小為F =D電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少答案：AC 【解析】：在釋放的瞬間，速度為零，不受安培力的作用，只受到重力，A對。由右手定則可得，電流的方向從b到a，B錯。當速度為時，產(chǎn)生的電動勢為，受到的安培力為，計算可得,C對。在運動的過程中，是彈簧的彈性勢能、重力勢能和內(nèi)能的轉化，D錯。8.（上海卷10）如圖所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動，經(jīng)過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，導體棒中的感應電動勢與導體棒位置x關系的圖像是9.（海南卷1）法拉第通過靜心設計的一系列試驗，發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，將歷史上認為各自獨立的學科“電學”與“磁學”聯(lián)系起來在下面幾個典型的實驗設計思想中，所作的推論后來被實驗否定的是A既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁，靜電荷可使近旁的導體表面感應出電荷，那么靜止導線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應出電流B既然磁鐵可在近旁運動的導體中感應出電動勢，那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運動的線圈中感應出電流C既然運動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應出電流，那么靜止的磁鐵也可在近旁運動的導體中感應出電動勢D既然運動的磁鐵可在近旁的導體中感應出電動勢，那么運動導線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應出電流答案：A【解析】：對A選項，靜止的導線上的穩(wěn)恒電流附近產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，通過旁邊靜止的線圈不會產(chǎn)生感應電流，A被否定；穩(wěn)恒電流周圍的穩(wěn)定磁場是非勻強磁場，運動的線圈可能會產(chǎn)生感應電流，B符合事實；靜止的磁鐵周圍存在穩(wěn)定的磁場，旁邊運動的導體棒會產(chǎn)生感應電動勢，C符合；運動的導線上的穩(wěn)恒電流周圍產(chǎn)生運動的磁場，即周圍磁場變化，在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應電流，D符合。10.（海南卷10）一航天飛機下有一細金屬桿，桿指向地心若僅考慮地磁場的影響，則當航天飛機位于赤道上空A由東向西水平飛行時，金屬桿中感應電動勢的方向一定由上向下B由西向東水平飛行時，金屬桿中感應電動勢的方向一定由上向下C沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時，金屬桿中感應電動勢的方向一定由下向上D沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時，金屬桿中一定沒有感應電動勢11.（上海卷理科綜合6）老師做了一個物理小實驗讓學生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側各固定一金屬環(huán)，橫桿克繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象是（ ）A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉動（二）、計算題12（全國卷24）（19分）如圖，一直導體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導軌上，并與之密接；棒左側兩導軌之間連接一可控制的負載電阻（圖中未畫出）；導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面。開始時，給導體棒一個平行于導軌的初速度v0。在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導體棒一直在磁場中運動。若不計導軌電阻，求此過程中導體棒上感應電動勢的平均值和負載電阻上消耗的平均功率?！窘馕觥浚簩w棒所受的安培力為：F=BIl （3分）由題意可知，該力的大小不變，棒做勻減速運動，因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中，平均速度為： （3分）當棒的速度為v時，感應電動勢的大小為：E=Blv （3分）棒中的平均感應電動勢為： （2分）綜合式可得： （2分）導體棒中消耗的熱功率為： （2分）負載電阻上消耗的熱功率為： （2分）由以上三式可得： （2分）13（北京卷22）14.（天津卷25）(22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應強度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同，整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。設在短暫時間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應強度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為v(v<v0)。(1)簡要敘述列車運行中獲得驅(qū)動力的原理；(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出MN、PQ邊應處于磁場中的什么位置及與d之間應滿足的關系式：(3)計算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時驅(qū)動力的大小。 因為v0>V，所以在t時間內(nèi)MN邊掃過磁場的面積： S(v0v)lt 在此時間內(nèi)，MN邊左側穿過S的磁通移進金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化： MNB0l (v0v)t 同理，該時間內(nèi)，PQ邊左側移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化 PQB0l (v0v)t 故在內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化 MNPQ 根據(jù)法拉第電磁感應定律，金屬框中的感應電動勢大小15.（江蘇卷15）(16分)如圖所示，間距為L的兩條足夠長的平行金屬導軌與水平面的夾角為，導軌光滑且電阻忽略不計場強為B的條形勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為d1，間距為d2兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導體棒a和b放在導軌上，并與導軌垂直 (設重力加速度為g)(1)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b以與a同樣的速度進入第1個磁場區(qū)域，求b穿過第1個磁場區(qū)域過程中增加的動能Ek；(2)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b恰好離開第1個磁場區(qū)域；此后a離開第2個磁場區(qū)域時，b 又恰好進入第2個磁場區(qū)域且ab在任意一個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均相求b穿過第2個磁場區(qū)域過程中，兩導體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q；(3)對于第(2)問所述的運動情況，求a穿出第k個磁場區(qū)域時的速率。磁場區(qū)域1磁場區(qū)域2磁場區(qū)域3磁場區(qū)域4磁場區(qū)域5BBBBd1d2d1d2d1d1d2d1B棒b棒a答案：（1）穿過地1個磁場區(qū)域過程中增加的動能；（2）；（3）(3) 在無磁場區(qū)域：根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律且平均速度有磁場區(qū)域：棒a受到的合力16.（上海卷24）（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細均勻的光滑半圓形金屬球，在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R112R，R24R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和II，磁感應強度大小均為B?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒ab，從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，高平行軌道中夠長。已知導體棒ab下落r/2時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2。（1）求導體棒ab從A下落r/2時的加速度大小。（2）若導體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和II之間的距離h和R2上的電