专题十 涉及电磁感应的力电综合问题-黑龙江省海林市朝鲜族中学高三物理一轮复习题
黑龙江省牡丹江市海林朝鲜族中学2024学年高中毕业班复习教学质量检测试题(二)高三物理试题
黑龙江省牡丹江市海林朝鲜族中学2024学年高中毕业班复习教学质量检测试题（二）高三物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。
如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=l）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）A．13.6 eV B．3.4 eV C．12. 09 eV D．12.75 eV2、一物体在竖直方向运动的v—t图象如图所示。
以下判断正确的是（规定向上方向为正）（）A．第5s内与第6s内的加速度方向不同B．第4s末～第6s末物体处于失重状态C．前2s内物体克服重力做功的平均功率大于第6s内物体重力做功的平均功率D．第2s末～第4s末的过程中，该物体的机械能守恒3、让一小球分别从竖直墙壁上面的A点和B点沿不同的粗糙斜面AC和BC到达水平面上同一点C，小球释放的初速度等于0，两个斜面的粗糙程度相同，关于小球的运动，下列说法正确的是（）A ．下滑到C 点时合外力的冲量可能相同B ．下滑到C 点时的动能可能相同C ．下滑到C 点过程中损失的机械能一定相同D ．若小球质量增大，则沿同一斜面到达斜面底端的速度增大 4、利用碘131(13153I )治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。
已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（ ） A ．碘131的衰变方程为→+131131053521I Xe e B ．碘131的衰变方程为131131053541I Xe e -→+C ．32 g 碘131样品经16天后，大约有8g 样品发生了β衰变D ．升高温度可能会缩短碘131的半衰期5、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop （超级高铁）”。
黑龙江省牡丹江市海林市朝鲜族中学2024-2025学年高一上学期第一次月考物理试卷(含答案)
2024-2025学年度第一学期高一学年物理第一次月考一、单选题(每小题4分 共32分)1．(4分)2023年暑假，小刘同学出去旅游时，乘坐了D2775次列车。
该列车于2023年8月8日06:51从郑州东站出发，09:59到达太原南站，历时3时08分。
里程表显示的里程数为440km ，下列说法正确的是( )A.2023年8月8日06:51指时刻B.09:59指时间间隔C.3时08分指时刻D.440km 为郑州东站到太原南站的位移大小2．(4分)诗仙李白的诗豪迈奔放，想象丰富，意境奇妙。
如“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”、“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，下列说法正确的是( )A.“两岸青山相对出”中的“青山”运动的参考系是“岸”B.在研究“孤帆一片日边来”中的“孤帆”从巴蜀运动到天门山的时间时，可以将其看作质点C.“飞流直下三千尺”中的“三千尺”说明位移的大小可以大于路程D.“疑是银河落九天”中的“九天”指的是时间间隔3．(4分)物体从静止开始做直线运动，图像如图所示，则该物体( )A.在第8s 末相对于起点的位移最大B.在0~4s 时间内的运动方向与4~6s 内相反C.在2~4s 时间内的加速度最大D.在4~8s 时间内，加速度保持不变4．(4分)一石块从高度为H 处自由下落，当速度达到落地速度的一半时，它的下落距离等于( )5．(4分)下列说法错误的是( )A.某一时刻的速度为零，加速度可能不为零B.速度变化越来越快，加速度有可能越来越小C.加速度越大，单位时间内速度的变化量越大D.速度的变化量相同，加速度越大，则所用的时间越短6．(4分)一游艇在水面上做匀加速直线运动，第1s 末的速度大小为4m/s ，第4s 初的速度大小为6m/s ，则游艇的加速度大小为( )A. B. C.21m /s 22m /s 23m /s 2/s v t7．(4分)平直公路上有甲、乙两辆汽车，甲车内一同学看见乙车向西运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。
第40讲电磁感应与力学规律的综合应用高中物理一轮复习
第40讲电磁感应与力学规律的综合应用高中物理一轮复习知识点总结考点一．产生感应电流的条件1．磁通量（1）定义式：jΦ＝BS，式中B为匀强磁场的磁感应强度，S为垂直于磁场的投影面的面积。
（2）意义：（3）穿过S面的磁感线的条数，是标量，但有正负，正负代表磁感线从回路平面的哪个方向穿入。
（3）磁通量变化的类型①由于磁场B变化而引起闭合回路的磁通量的变化。
②由于闭合回路的面积S发生变化而引起磁通量的变化。
③磁场、闭合回路面积都发生变化时，也可引起穿过闭合电路的磁通量的变化。
2．产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
3．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
考点二．感应电流方向的判断1．楞次定律（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
（2）适用范围：适用于一切电磁感应现象。
（3）应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；②明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；③楞次定律判定感应电流的磁场方向；④由安培定则根据感应电流的磁场方向判断出感应电流的方向。
（4）楞次定律的推广含义：总的来说，感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，利用“结果”反抗“原因”的思想定性进行分析，具体可分为以下三种情况：①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化—“增反减同”。
②阻碍导体与磁场间的相对运动—“来拒去留”。
③阻碍原电流的变化(自感现象) —“增反减同”。
2．右手定则（1）判定方法：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
（2）适用范围：适用于由导体切割磁感线而产生感应电流方向的判定。
（3）注意事项：①当磁场运动导体不动时，用右手定则，拇指指向是导体相对磁场的运动方向。
高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案
高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案在现代，物理学曾经成为自然迷信中最基础的学科之一。
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一、选择题1.如下图电路，两根润滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，遭到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，那么它在下滑高度h的进程中，以下说法正确的选项是( )A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统发生的电能C.金属棒克制安培力做的功等于电阻R上发生的焦耳热D.金属棒克制恒力F做的功等于电阻R上发生的焦耳热【答案】选A、C.【详解】依据动能定理,合力做的功等于动能的增量，故A 对;重力做的功等于重力势能的增加，重力做的功等于克制F 所做的功与发生的电能之和，而克制安培力做的功等于电阻R上发生的焦耳热，所以B、D错，C对.2.如图甲所示,润滑导轨水平放置在与水平方向成60角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规则斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其他电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下一直处于运动形状.规则ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,那么在0～t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F 随时间t变化的图象是( )【答案】选D.【详解】由楞次定律可判定回路中的电流一直为ba方向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故A、B错;由F安=BIL可得F安随B的变化而变化,在0～t0时间内,F 安方向向右,故外力F与F安等值反向,方向向左为负值;在t0～t1时间内,F安方向改动,故外力F方向也改动为正值,综上所述,D项正确.3.粗细平均的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以异样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图，那么在移出进程中线框一边a、b两点间的电势差相对值最大的是( )【答案】选B.【详解】此题中在磁场中的线框与速度垂直的边为切割磁感线发生感应电动势的电源.四个选项中的感应电动势大小均相等，回路电阻也相等，因此电路中的电流相等，B中ab两点间电势差为路端电压，为倍的电动势，而其他选项那么为倍的电动势.故B正确.4.如下图，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，外表润滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在下面，以速度v向右匀速运动，欲使棒PQ停上去，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)( )A.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根异样的金属棒B.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒C.将导轨的a、c两端用导线衔接起来D.在导轨的a、c两端用导线衔接一个电容器【答案】选C.【详解】在PQ棒右侧放金属棒时，回路中会有感应电流，使金属棒减速，PQ棒减速，当取得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将匀速运动，A、B项错误.当一端或两端用导线衔接时，PQ的动能将转化为内能而最终运动，C项正确.假定在a、c两端衔接一个电容器,在电容器的充电进程中电路中有感应电流,导体棒在安培力的作用下减速,当导体棒的感应电动势与电容器两端的电压相等时,导体棒匀速运动.D项错.5.如下图，电阻为R，导线电阻均可疏忽，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端区分与ab、cd 坚持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从运动下滑一段时间后闭合开关S，那么S闭合后( )A.导体棒ef的减速度能够大于gB.导体棒ef的减速度一定小于gC.导体棒ef最终速度随S闭合时辰的不同而不同D.导体棒ef的机械能与回路内发生的电能之和一定守恒【答案】选A、D.【详解】开封锁合前，导体棒只受重力而减速下滑.闭合开关时有一定的初速度v0，假定此时F安mg，那么F安-mg=ma.假定F安6.如右图所示，两竖直放置的平行润滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰恰运动，棒与导轨一直接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，那么()A.ab棒向上运动的速度为1 m/sB.ab棒遭到的拉力大小为0.2 NC.在2 s时间内，拉力做功为0.4 JD.在2 s时间内，ab棒上发生的焦耳热为0.4 J【答案】 B【详解】cd棒遭到的安培力等于它的重力，BBLv2RL=mg，v=mg2RB2L2=2 m/s，A错误.ab棒遭到向下的重力G和向下的安培力F，那么ab棒遭到的拉力FT=F+G=2mg=0.2 N，B正确.在2 s内拉力做的功，W=FTvt=0.222 J=0.8 J，C不正确.在2 s内ab棒上发生的热量Q=I2Rt=BLv2R2Rt=0.2 J，D不正确.7.如右图所示，在润滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如下图，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为v2，那么()A.此时线框中的电功率为4B2a2v2/RB.此时线框的减速度为4B2a2v/(mR)C.此进程经过线框截面的电荷量为Ba2/RD.此进程回路发生的电能为0.75mv2【答案】 C【详解】线框左右两边都切割磁感线那么E总=2Bav2，P=E2总R=B2a2v2R，A错误;线框中电流I=E总R=BavR，两边受安培力F合=2BIa=2B2a2vR，故减速度a=2B2a2vmR，B错误;由E=t，I=ER.q=It得q=R.从B点到Q点=Ba2，故C正确;而回路中发生的电能E=12mv2-12m12v2=38mv2，故D错误.8.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规则线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙变化时，以下选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是【答案】A【详解】由图乙知0～1 s内磁通量向上平均添加，由楞次定律知电流方向为正方向且坚持不变;3 s～5 s内磁通量向下平均减小，由楞次定律知电流方向为负方向且坚持不变.由法拉第电磁感应定律知感应电动势大小与磁通质变化率成正比，故3 s～5 s内的电动势是0～1 s内电动势的12.应选A.9.如下图，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使全体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，那么A.悬线竖直，FT=mgB.悬线竖直，FTmgC.悬线竖直，FTD.无法确定FT的大小和方向【答案】A【详解】设两板间的距离为L，由于向左运动进程中竖直板切割磁感线，发生动生电动势，由右手定那么判别下板电势高于上板，动生电动势大小E=BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电=qE电=qEL=qBLvL=qvB设小球带正电，那么电场力方向向上.同时小球所受洛伦兹力F洛=qvB，方向由左手定那么判别竖直向下，即F电=F洛，故无论小球带什么电怎样运动，FT=mg.选项A正确.10.如图(a)所示，在润滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝平均正方形铜线框，线框边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并末尾计时，假定磁场的宽度为b(b3a)，在3t0时辰线框抵达2位置，速度又为v0，并末尾分开匀强磁场.此进程中vt图象如图(b)所示，那么()A.t=0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0B.在t0时辰线框的速度为v0-Ft0mC.线框完全分开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时辰线框的速度大D.线框从1位置进入磁场到完全分开磁场位置3进程中线框中发生的电热为2Fb【答案】D【详解】t=0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为34Bav0，A项错误;从t0时辰至3t0时辰线框做匀减速运动，减速度为Fm，故在t0时辰的速度为v0-2at0=v0-2Ft0m，B 项错误;由于t=0时辰和t=3t0时辰线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的进程中受力状况相反，故在位置3时的速度与t0时辰的速度相等，C项错误;线框在位置1和位置2时的速度相等，依据动能定理，外力做的功等于克制安培力做的功，即有Fb=Q，所以线框穿过磁场的整个进程中，发生的电热为2Fb，D项正确.二、非选择题11.如图甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相反的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上.斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半，导轨间分界限OO以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场.当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示.假定a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g=10 m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6，试求：(1)PQ、MN导轨的间距d;(2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数;(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小.【答案】(1)1.2 m (2)0.083 (3)0.83 T【详解】(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做减速运动，因此b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：d=2vt=23(0.6-0.4)m=1.2 m(2)设进入磁场前导体棒运动的减速度为a，由图乙得：a=vt=7.5 m/s2，因a、b一同运动，故可看作一个全体，其受力剖析如下图.由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos =2ma解得：=(gsin-a)/(gcos )=(100.8-7.5)/(100.6)=0.5/6=0.083(3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有：2mgsin 2mgcos -BId=0I=Bdv2R联立解得：B=0.83 T小编为大家提供的高三物理电磁感应规律的综合运用单元温习测试题及答案，大家细心阅读了吗?最后祝同窗们学习提高。
高考物理一轮复习课件电磁感应专题十涉及电磁感应的力电综合问
能量转化和守恒问题案例分析
案例三
电磁感应中的能量转化和守恒问题。涉及知识点：能量守恒定律、焦耳定律及法拉第电磁感应定律等 。通过分析电磁感应过程中的能量转化和守恒，结合相关公式求解产生的热量、电源电动势等物理量 。
案例四
电磁感应与电路综合问题。涉及知识点：闭合电路欧姆定律、电功率公式及法拉第电磁感应定律等。 通过分析电磁感应过程中的电路特点，结合相关公式求解电流、电压及电功率等物理量。
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典型例题
例如，导体棒在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，并受到安培 力的作用。通过对导体棒进行受力分析，可以判断其运动情况，并求解 相关物理量。
洛伦兹力作用下带电粒子运动分析
洛伦兹力定义
运动电荷在磁场中受到的力，其方向可用左手定则判断。
洛伦兹力作用下带电粒子运动分析
当带电粒子在磁场中运动时，会受到洛伦兹力的作用，其运动轨迹会发生偏转。通过对带 电粒子进行受力分析，结合圆周运动的知识，可以求解带电粒子的运动轨迹和相关物理量 。
典型例题
例如，带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，受到洛伦兹力的作用做匀速圆周运动。 通过求解带电粒子的半径和周期等物理量，可以进一步分析其在磁场中的运动情况。
电磁感应中能量转化与守恒
电磁感应中的能量转化
在电磁感应现象中，机械能、电能和内能之间会发生相互转化。例如，在导体棒切割磁感线的过程中，机械能转化为 电能；在闭合电路中，电能又转化为内能。
03 互感与自感的应用
在电路设计和分析中，需要考虑互感与自感对电 路性能的影响。
涡流及其应用
涡流现象
当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应， 附近的另一个导体中会产生感应电流，该电流像 水的漩涡那样在导体中旋转，称为涡流。
2024-2025学年黑龙江省海林市朝鲜族中学高三阶段性诊断考试物理试题含解析
2024-2025学年黑龙江省海林市朝鲜族中学高三阶段性诊断考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。
以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是A．振子的振幅为4cmB．振子的振动周期为1sC．t=ls时，振子的速度为正的最大值D．t=ls时，振子的加速度为正的最大值2、如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边的中点，O点是底面ABC的中心。
现在顶点P固定一负点电荷，下列说法正确的是（）A．底面ABC为等势面B．A、B、C三点的电场强度相同C．若B、O、C三点的电势为φB、φO、φC，则有φB－φO=φC－φOD．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功3、图为探究变压器电压与匝数关系的电路图。
已知原线圈匝数为400匝，副线圈“1”接线柱匝数为800匝，“2”接线柱匝数为200匝，ab端输入的正弦交变电压恒为U，电压表V1、V2的示数分别用U1、U2表示。
滑片P置于滑动变阻器中点，则开关S（）A．打在“1”时，11 2U U>B．打在“1”时，U1:U2=2:1C．打在“2”与打在“1”相比，灯泡L更暗D．打在“2”与打在“1”相比，ab端输入功率更大4、如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的4倍。
黑龙江省朝鲜族中学高中物理法拉第电磁感应定律压轴题易错题
黑龙江省朝鲜族中学高中物理法拉第电磁感应定律压轴题易错题一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，正方形单匝线框bcde边长L＝0.4 m，每边电阻相同，总电阻R＝0.16 Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接物体P，手持物体P使二者在空中保持静止，线框处在竖直面内．线框的正上方有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距也为L＝0.4 m，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B＝1.0 T，磁场的下边界与线框的上边eb相距h＝1.6 m．现将系统由静止释放，线框向上运动过程中始终在同一竖直面内，eb边保持水平，刚好以v ＝4.0 m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力．（1）线框eb边进入磁场中运动时，e、b两点间的电势差U eb为多少？（2）线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少？（3）若在线框eb边刚进入磁场时，立即给物体P施加一竖直向下的力F，使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力F做功W F＝3.6 J，求eb边上产生的焦耳Q eb为多少？【答案】（1）1.2 V（2）3.2 J（3）0.9 J【解析】【详解】(1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动，产生的感应电动势为：10.44V=1.6 VE BLv==⨯⨯因为e、b两点间作为等效电源，则e、b两点间的电势差为外电压：U eb=34E=1.2 V.(2)线框进入磁场后立即做匀速运动，并匀速穿过磁场区，线框受安培力：F安=BLI根据闭合电路欧姆定律有：I=E R联立解得解得F安=4 N所以克服安培力做功：=2=420.4J=3.2J W F L ⨯⨯⨯安安而Q =W 安，故该过程中产生的焦耳热Q =3.2 J(3)设线框出磁场区域的速度大小为v 1，则根据运动学关系有：22122v v a L -=而根据牛顿运动定律可知：()M m ga M m-=+联立整理得：12(M+m )( 21v -v 2)=(M-m )g ·2L 线框穿过磁场区域过程中，力F 和安培力都是变力，根据动能定理有：W F -W'安+(M-m )g ·2L =12(M+m )( 21v -v 2) 联立解得：W F -W'安=0而W'安= Q'，故Q'=3.6 J又因为线框每边产生的热量相等，故eb 边上产生的焦耳热：Q eb =14Q'=0.9 J. 答：(1)线框eb 边进入磁场中运动时，e 、b 两点间的电势差U eb =1.2 V. (2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q =3.2 J. (3) eb 边上产生的焦耳Q eb =0.9J.2．水平面上平行固定两长直导体导轨MN 和PQ ，导轨宽度L =2m ，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B =0.5T ，在垂直于导轨方向静止放置两根导体棒1和2，其中1的质量M =4kg,有效电阻R =0.6Ω，2的质量m =1kg ，有效电阻r =0.4Ω，现使1获得平行于导轨的初速度v 0=10m/s ，不计一切摩擦，不计其余电阻，两棒不会相撞．请计算：（1）初始时刻导体棒2的加速度a 大小． （2）系统运动状态稳定时1的速度v 大小．（3）系统运动状态达到稳定的过程中，流过导体棒1某截面的电荷量q 大小． （4）若初始时刻两棒距离d =10m ，则稳定后两棒的距离为多少？ 【答案】（1）10m/s 2（2）8m/s （3）8C （4）2m 【解析】【详解】解：(1)初始时：0E BLv =EI R r=+ 对棒2：F 安BIL ma ==解得：222010m/s B L v a R r==+(2)对棒1和2的系统，动量守恒，则最后稳定时：0()Mv m M v =+ 解得：8m/s v =(3)对棒2，由动量定理：BIL t mv ∆= ，其中q I t =∆ 解得：8C mvq BL== (4)由E t φ∆=∆ 、E I R r=+、 q I t =∆ 联立解得：BL xq R r R rφ∆∆==++ 又mvq BL=解得：22()mv R r x B L +∆=则稳定后两棒的距离：22()2m mv R r d d x d B L +'=-∆=-=3．如图所示，两条平行的金属导轨相距L =lm ，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN 和PQ 的质量均为m =0.2kg ，电阻分别为R MN =1Ω和R PQ =2Ω．MN 置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，PQ 置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从t =0时刻起，MN 棒在水平外力F 1的作用下由静止开始以a =1m /s 2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ 则在平行于斜面方向的力F 2作用下保持静止状态．t =3s 时，PQ 棒消耗的电功率为8W ，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN 始终在水平导轨上运动．求： （1）磁感应强度B 的大小；（2）t =0～3s 时间内通过MN 棒的电荷量； （3）求t =6s 时F 2的大小和方向；（4）若改变F 1的作用规律，使MN 棒的运动速度v 与位移s 满足关系：v =0.4s ，PQ 棒仍然静止在倾斜轨道上．求MN 棒从静止开始到s =5m 的过程中，系统产生的焦耳热．【答案】（1）B = 2T ；（2）q = 3C ；（3）F 2=-5.2N （负号说明力的方向沿斜面向下）（4）203Q J =【解析】 【分析】t =3s 时，PQ 棒消耗的电功率为8W ，由功率公式P =I 2R 可求出电路中电流，由闭合电路欧姆定律求出感应电动势．已知MN 棒做匀加速直线运动，由速度时间公式求出t =3s 时的速度，即可由公式E =BLv 求出磁感应强度B ；根据速度公式v =at 、感应电动势公式E =BLv 、闭合电路欧姆定律和安培力公式F =BIL 结合，可求出PQ 棒所受的安培力大小，再由平衡条件求解F 2的大小和方向；改变F 1的作用规律时，MN 棒做变加速直线运动，因为速度v 与位移x 成正比，所以电流I 、安培力也与位移x 成正比，可根据安培力的平均值求出安培力做功，系统产生的热量等于克服安培力，即可得解． 【详解】（1）当t =3s 时，设MN 的速度为v 1，则v 1=at =3m/s 感应电动势为：E 1=BL v 1 根据欧姆定律有：E 1=I (R MN + R PQ ) 根据P =I 2 R PQ 代入数据解得：B =2T(2)当t ＝6 s 时，设MN 的速度为v 2，则 速度为：v 2＝at ＝6 m/s 感应电动势为：E 2＝BLv 2＝12 V 根据闭合电路欧姆定律：224MN PQE I A R R ==+安培力为：F 安＝BI 2L ＝8 N规定沿斜面向上为正方向，对PQ 进行受力分析可得： F 2＋F 安cos 37°＝mg sin 37°代入数据得：F 2＝－5.2 N(负号说明力的方向沿斜面向下)(3)MN 棒做变加速直线运动，当x ＝5 m 时，v ＝0.4x ＝0.4×5 m/s ＝2 m/s 因为速度v 与位移x 成正比，所以电流I 、安培力也与位移x 成正比，安培力做功：12023MN PQ BLv W BL x J R R =-⋅⋅=-+安【点睛】本题是双杆类型，分别研究它们的情况是解答的基础，运用力学和电路．关键要抓住安培力与位移是线性关系，安培力的平均值等于初末时刻的平均值，从而可求出安培力做功．4．如图1所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN 和PQ ，两导轨间距为l ，电阻均可忽略不计。
2020年高考物理一轮复习专题十、电磁感应
第一节电磁感应楞次定律知识点一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。
2．公式：Φ＝BS。
3．单位：1 Wb＝1 T·m2。
4．公式的适用条件(1)匀强磁场；(2)磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。
5．磁通量的意义磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。
知识点二、电磁感应现象1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。
2．产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。
3．产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则产生感应电流；如果回路不闭合，那么只有感应电动势，而无感应电流。
常见的产生感应电流的三种情况知识点三、楞次定律【例1】如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )A.BL 22 B.NBL 22 C ．BL 2 D ．NBL 2解析 穿过线圈的磁通量Φ＝BS ＝B ·12L 2＝BL 22，选项A 正确。
答案 A 【例2】 (2017·全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ，一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )A ．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向B ．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向C ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向D ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向D [金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS 中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS 中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS 中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T 中磁通量减小，由楞次定律可判断，T 中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确．] 【例3】圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若()A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D[当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项A、B错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故选项C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项D 正确．]【例4】(多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动，金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则下列说法中正确的是()A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aB．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→dC．穿过线框中的磁通量先变大后变小D．穿过线框中的磁通量先变小后变大BD[线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d.]【例5】(2017·全国卷Ⅰ)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[底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼现象；选项A这种情况下，不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应，选项A正确．]【例6】如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中()A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引B[将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥．]【例8】如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是()A．同时向左运动，间距增大B．同时向左运动，间距减小C．同时向右运动，间距减小D．同时向右运动，间距增大B[当条形磁铁向左靠近两环时，两环中的磁通量均增加．根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动．又由于两环中的感应电流方向相同，两环相互吸引，且磁铁对右环的斥力较大，故右环向左运动的加速度较大，所以两环间距离要减小，故只有选项B正确．]【例9】如图所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度大于gA[解法一根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近．所以，P、Q将互相靠拢且磁铁的加速度小于g，选项A正确．解法二设磁铁下端为N极，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，如图所示，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见，P、Q将相互靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结论，选项A正确．]【例10】置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A 相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是()A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动C[由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b.由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动．故A错；同理B、D错，C对．]【例11】(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()A．向右做匀速运动B．向左做减速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动BC[当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对、D错．]【例12】(多选)如图所示匚形线架ABCD上有一根可以无摩擦滑动的导线ab，左侧有通电导线MN，电流方向由N到M，若将线框置于匀强磁场中，则()A．ab边向右运动时，导线MN与AB边相互吸引B．ab边向左运动时，导线MN与AB边相互吸引C．ab边向左运动时，导线MN与AB边相互排斥D．ab边向右运动时，导线MN与AB边相互排斥BD[ab边向右运动时，根据右手定则可得，ab中的感应电流的方向从b流向a，AB中的电流从A流向B，方向向下，与导线MN中的电流的方向相反，所以导线MN与AB边相互排斥，A错误，D正确；ab边向左运动时，根据右手定则可得，ab中的感应电流的方向从a 流向b，AB中的电流从B流向A，方向向上，与导线MN中的电流的方向相同，所以导线MN与AB边相互吸引，故B正确，C错误．]第二节法拉第电磁感应定律自感和涡流知识点一、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。
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专题十涉及电磁感应的力电综合问题时间:40分钟1.(多选)如图Z10-1所示,位于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,导轨的一端与一电阻相连,具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直.现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.用E表示回路中的感应电动势,i表示回路中的感应电流,在i随图Z10-1时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于 ()A.F的功率B.安培力的功率的绝对值C.F与安培力的合力的功率D.iE2.如图Z10-2所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ),线框的速度为v0.经历一段时间后,当线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),线框的速度刚好为零.此后,线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力),则()图Z10-2A.上升过程合力做的功与下降过程中合力做的功相等B.上升过程线框产生的热量与下降过程中线框产生的热量相等C.上升过程线框的加速度逐渐增大D.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率3.如图Z10-3所示,间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上,导轨一端接入阻值为R的定值电阻.t=0时,质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑,t=T时,金属棒的速度恰好达到最大值v m.整个装置处于垂直于斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,金属棒及导轨的电阻不计.下列说法正确的是()图Z10-3A.t=时,金属棒的速度大小为B.0~T内,金属棒机械能的减少量等于电阻R产生的焦耳热C.电阻R在0~内产生的焦耳热小于~T内产生的焦耳热D.金属棒在0~内机械能的减少量大于在~T内机械能的减少量4.(多选)在如图Z10-4所示的倾角为θ的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场区域,区域Ⅰ的磁场方向垂直于斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直于斜面向下,磁场宽度HP及PN均为L.一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚越过GH进入磁场区域Ⅰ,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.重力加速度为g.下列说法中正确的是()A.当ab边刚越过JP时,导线框的加速度大小为a=g sin θB.导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1∶v2=4∶1图Z10-4C.从t1时刻到t2时刻的过程中,导线框克服安培力做的功等于重力势能的减少量D.从t1时刻到t2时刻的过程中,有+的机械能转化为电能5.课堂上,老师演示了一个有趣的电磁现象:将一铝管竖立,把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放,强磁铁在铝管中始终与管壁不接触.可以观察到,相比强磁铁自由下落,强磁铁在铝管中的下落会延缓许多.下课后,好奇的小明将一块较厚的泡沫塑料垫在电子秤上,再将这个铝管竖直固定在泡沫塑料上(用以消除电子秤内部铁磁性材料与磁铁相互作用的影响),如图Z10-5所示,重复上述实验操作.在强磁铁由静止释放至落到泡沫塑料图Z10-5上之前,关于强磁铁的运动和受力情况,下列情况可能发生的是()A.先加速下落后减速下落B.始终做加速运动,且加速度不断增大C.所受合力方向竖直向上D.所受铝管对它的作用力越来越大6.(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(r≪R)的圆环.圆环竖直向下落入如图Z10-6所示的径向磁场中,圆环的圆心始终在N极的轴线上,圆环所在位置的磁感应强度大小均为B,圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v,忽略电感的影响,重力加速度为g,则()图Z10-6A.此时在圆环中产生了顺时针方向(俯视)的感应电流B.圆环因受到了向下的安培力而加速下落C.此时圆环的加速度a=D.如果径向磁场足够长,则圆环的最大速度v m=7.如图Z10-7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.测得线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示.在线框被拉出的过程中:(1)求通过线框的电荷量及线框的总电阻;(2)分析线框的运动性质并写出水平力F随时间t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?图Z10-7挑战自我8.如图Z10-8所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M'N'位于同一水平面上,两直轨道之间的距离l=0.50 m,直轨道的MM'端接一阻值为R=0.50 Ω的定值电阻.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度大小为B=0.60 T的匀强磁场中,磁场区域右边界为NN',宽度d=0.80 m;直轨道的最右端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N'P'平滑连接,两半圆形轨道的半径均为R0=0.50 m.现有一导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0 m处,导体杆的质量m=0.20 kg,电阻r=0.10 Ω.导体杆在与导体杆垂直的大小为2.0 N的水平恒力F的作用下开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,导体杆穿过磁场区域后,沿半圆形轨道运动,结果恰好能通过半圆形轨道的最高位置PP'.已知导体杆始终与轨道垂直,导体杆与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道电阻忽略不计,g取10 m/s2.求:(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆的电流的大小和方向;(2)在导体杆穿过磁场的过程中,通过电阻R的电荷量;(3)在导体杆穿过磁场的过程中,整个电路产生的焦耳热.图Z10-8专题训练(十)A1.BD[解析] 金属杆ab做加速度减小的加速运动,根据能量守恒定律可知,恒力F做的功等于杆增加的动能和电路中产生的电能.电阻消耗的功率等于电路中产生电能的功率,不等于恒力F的功率,故A错误;电路中产生电能的功率等于克服安培力做功的功率,等于iE,故B、D正确,C错误.2.D[解析] 线框运动过程中要产生电能,根据能量守恒定律可知,线框返回初始位置1时速率减小,则上升过程动能变化量大于下降过程动能变化量,根据动能定理知,上升过程合力做功较多,故A错误;线框产生的焦耳热等于克服安培力做功,对应同一位置,上升过程线框所受安培力大于下降过程所受安培力,而上升与下降过程线框位移大小相等,则上升过程克服安培力做功大于下降过程克服安培力做功,上升过程线框产生的热量比下降过程线框产生的热量多,故B错误;上升过程线框所受的重力和安培力都向下,线框做减速运动,设加速度大小为a,根据牛顿第二定律得mg+=ma,则a=g+,由此可知,线框速度v减小时,加速度a也减小,故C错误;下降过程线框做加速运动,有mg-=ma',a'=g-,则a'<a,由此可知,下降过程加速度小于上升过程加速度,上升过程与下降过程位移大小相等,则上升过程时间短,下降过程时间长,上升过程与下降过程重力做功相同,则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率,D正确.3.C[解析] 速度达到最大值v m前,金属棒做加速度减小的加速运动,故相同时间内速度的增加量减小,所以t=时,金属棒的速度大于,故A错误;由能量守恒定律可知, 0~T内,金属棒机械能的减小量等于R上产生的焦耳热、金属棒与导轨间摩擦生热之和,故B错误;0~内金属棒的位移小于~T内金属棒的位移,金属棒做加速运动,所受的安培力逐渐增大,所以~T内金属棒克服安培力做功更多,产生的电能更多,电阻R上产生的焦耳热更多,故C正确;~T内的位移比0~内的位移大,故~T内克服滑动摩擦力做功更多,由功能关系得,~T内金属棒机械能的减少量更多,故D错误.4.BD[解析] ab边刚越过GH进入磁场区域Ⅰ时,感应电动势E1=BLv1,电流I1==,线框做匀速运动,所以有mg sin θ=BI1L=,当ab边刚越过JP时,感应电动势E2=2BLv1,电流I2==,根据牛顿第二定律得2BI2L-mg sin θ=ma,联立解得a=3g sin θ,故A错误;t2时刻以速度v2做匀速直线运动,即mg sin θ=,所以v1∶v2=4∶1,故B正确;从t1时刻到t2时刻的过程中,根据能量守恒定律,导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量,即克服安培力做的功W=+,克服安培力做的功等于产生的电能,故C错误,D正确.5.D[解析] 磁铁在下落的过程中,铝管切割磁感线产生感生电流,受到磁铁所给的向下的安培力,磁铁受到向上的安培力反作用力,初始阶段,磁铁的速度较小,铝管受到的安培力较小,磁铁受到的向下的重力大于向上的安培力反作用力,于是向下做加速度减小的加速运动,如果铝管足够长,磁铁的加速度会减小到零,此时磁铁受到的向下的重力等于向上的安培力反作用力,之后磁铁向下做匀速运动,A、B错误;如果铝管足够长,磁铁在运动过程中所受合力先竖直向下后减为零,C错误;由于磁铁在铝管中运动的速度越来越大,铝管切割磁感线产生的感生电流越来越大,受到向下的安培力越来越大,铝管对磁铁的安培力反作用力也越来越大,这是磁铁落到泡沫塑料上时还没有达到最大速度或者刚好达到最大速度的情况,D正确.6.AD[解析] 圆环向下切割磁感线,由右手定则可判断,圆环中感应电流的方向为顺时针方向(俯视),A正确;由左手定则可判断,圆环受到的安培力向上,B错误;圆环中感应电动势为E=B·2πR·v,感应电流I=,电阻R'=ρ=,解得I=,圆环受到的安培力F=BI·2πR=,圆环的加速度a==g-,圆环的质量m=d·2πR·πr2,解得加速度a=g-,C错误;当mg=F时,加速度a=0,速度最大,为v m=,D正确.7.(1)1.25 C 4 Ω(2)线框做初速度为0、加速度为0.2 m/s2的匀加速直线运动F=(0.2t+0.1) N(3)1.67 J[解析] (1)根据q=t,由I-t图像得,q=1.25 C根据===解得R=4 Ω(2)由图像可知,感应电流随时间变化的规律为I=0.1t(A)由感应电流I=可得,线框的速度随时间也是线性变化的,v==0.2t(m/s)线框做初速度为0的匀加速直线运动,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解得F=(0.2t+0.1) N(3)线框从磁场中被拉出时的速度v1=at1=1 m/s由能量守恒定律得W F=Q+m线框中产生的焦耳热Q=W F-m=1.67 J8.(1)3 A方向为由b指向a (2)0.4 C(3)0.94 J[解析] (1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1,由动能定理得(F-μmg)s=m-0导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势为E=Blv1此时通过导体杆的电流大小为I=解得I=3 A由右手定则可知,电流的方向为由b指向a.(2)ΔΦ=B·ld,=,=,q=·Δt联立解得q=0.4 C.(3)由(1)可知,导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度v1=6.0 m/s设导体杆通过半圆形轨道的最高位置时的速度为v,则有mg=m导体杆从刚进入磁场到滑至最高位置的过程中,由能量守恒定律得m=Q+mg×2R0+mv2+μmgd解得Q=0.94 J.。