1、A组素养达标1.(多选)如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是()Aab杆中的电流与速率v成正比B磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C电阻R上产生的热功率与速率v的二次方成正比D外力对ab杆做功的功率与速率v成正比解析：由EBlv和I得I，所以安培力FBIl，电阻上产生的热功率PI2R，外力对ab做功的功率就等于回路产生的热功率，故A、B、C正确答案：ABC2.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀
2、速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2解析：根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1W1F1LbcLbcLab，同理Q2Lbc，又LabLbc，故Q1Q2；因qtt，故q1q2，因此A正确答案：A3(多选)一个面积S4102 m2、匝数n100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感
3、应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是()A在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/sB在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 VD在第3 s末线圈中的感应电动势等于零解析：开始2 s内，SB0.16 Wb，故选项B错误； Wb/s0.08 Wb/s，故选项A正确；En1000.08 V8 V，故选项C正确；第3 s末产生的感应电动势等于24 s内的平均电动势，故D项错误答案：AC4.如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L.现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从
4、图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是()解析：由法拉第电磁感应定律判断，当线圈处在两个磁场中时，两个边切割磁感线，此过程中感应电流的大小是最大的，所以选项A、B是错误的由楞次定律可知，当矩形闭合线圈进入磁场和出磁场时，安培力总是阻碍线圈的运动，方向始终向左，当线圈处在两个磁场中时，由楞次定律及左手定则知安培力的方向也向左，故选项C是错误的故选D.答案：D5如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场
5、的磁感应强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环会受到向上的磁场作用力()解析：选项C、D中磁感应强度B随时间是均匀变化的，在螺线管中产生的是稳定电流，这样在圆环中不能产生感应电流，圆环也就不能受到作用力选项A中磁场增强，磁感应强度B变大，但变化率却越来越小，由ES可知螺线管中电流越来越小，由楞次定律判断可知电流方向为dcbad，由此可知螺线管在圆环处产生的磁场方向向上，且磁感应强度逐渐减小，再由楞次定律可判定圆环为了阻碍磁通量减小，受到向上的作用力选项B中磁场增强，磁感应强度B变大，但变化率却越来越大，由ES可知螺线管中电流越来越大，由楞次定律判断可知电流方向为dcbad，由此可
6、知螺线管在圆环处产生的磁场方向向上，且磁感应强度逐渐增大，再由楞次定律可判定圆环为了阻碍磁通量增加，受到向下的作用力故答案为A.答案：A6将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的稳定不变的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是()解析：本题考查了电磁感应现象中的图象问题解题的关键是判断出电流方向和安培力的方向由法拉第电磁感应定律和楞次定律可知，0和T时间内，电流的大小相等，方向相反，ab边受到
7、安培力的方向先向左后向右，大小不变，故B选项正确答案：B7(多选)如图所示，质量为m、高为h的矩形导线框自某一高度自由落下后，通过一宽度也为h的匀强磁场，线框通过磁场过程中产生的焦耳热()A可能等于2mghB可能大于2mghC可能小于2mghD可能为零解析：根据能量守恒定律分析：线框进入磁场时，速度大小不同，产生的感应电动势、电流不同，因而受到的安培力大小也不同；由左手定则和右手定则知，感应电流方向先逆时针后顺时针，但不论下边还是上边受安培力，方向总是竖直向上，阻碍线框的运动(因为线框高度与磁场高度相同，上、下边只有一边处于磁场中)(1)若安培力等于重力大小，线框匀速通过磁场，下落2h高度，重
8、力势能减少2mgh，产生的焦耳热为2mgh，故A选项对(2)若安培力小于重力大小，线框则加速通过磁场，动能增加，因而产生的焦耳热小于2mgh，故C选项对(3)若安培力大于重力大小，线框则减速通过磁场，动能减小，减少的重力势能和动能都转化为焦耳热，故产生的焦耳热大于2mgh，B选项对，可见，D选项错误答案：ABC8.如图所示，固定在水平桌面上的金属框架edcf处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab在框架上可无摩擦滑动，此时abcd构成一个边长为l的正方形，金属棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B.(1)若从t0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持金属棒静止求金属棒中的
9、感应电流，在图上标出感应电流的方向；(2)在上述(1)情况下，始终保持金属棒静止，当tt1时需加的垂直于金属棒的水平拉力为多大？(3)若从t0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使金属棒中不产生感应电流则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?解析：(1)感应电动势Ekl2.感应电流I，由楞次定律可判定感应电流方向为逆时针，如图所示(2)tt1时，BB0kt1，F安BIl，所以FF安(B0kt1).(3)要使金属棒中不产生感应电流，则应保持总磁通量不变，即Bl(lvt)B0l2，所以B.答案：(1)图见解析(2)(B0kt1)(3)BB组素养提升9.(
10、多选)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框，ab边的质量为m，电阻为R，其他三边的质量和电阻均不计cd边上装有固定的水平轴，将金属框自水平位置由静止释放，第一次转到竖直位置时，ab边的速度为v，不计一切摩擦，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是()A通过ab边的电流方向为abBab边经过最低点时的速度vCab边经过最低点时的速度vD金属框中产生的焦耳热为mgLmv2解析：ab边向下摆动过程中，金属框内磁通量逐渐减小，根据楞次定律及右手螺旋定则可知感应电流方向为ba，选项A错误；ab边由水平位置到达最低点过程中，机械能一部分转化为
11、焦耳热，故vmg，故做减速运动，选项A正确；若线圈进入磁场时加速，全部进入后仍然加速，穿出时重力与安培力关系不能确定，选项B错误；线圈减速进入磁场，则mg，全部进入后加速运动，穿出磁场时mg，选项C正确，D错误答案：AC11.如图所示，光滑斜面的倾角37，在斜面上放置一单匝矩形线框abcd，bc边的边长l10.6 m，ab边的边长l21 m，线框的质量m1 kg，电阻R0.1 ，线框通过细线与重物相连，重物质量M3 kg，斜面上ef(efghab)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间做匀速运动，sin 370.6，ef和gh的距
12、离s11.4 m，取g10 m/s2，求：(1)线框进入磁场前重物的加速度大小；(2)线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量；(3)线框由静止开始运动到gh处的整个过程中产生的焦耳热解析：(1)根据牛顿第二定律可得Mgmgsin 37(Mm)a，解得a6 m/s2.(2)由E、I和qIt可得q C3 C.(3)线框匀速进入磁场时，根据平衡条件可得安培力为FMgmgsin 3730 N100.6 N24 N，根据功能关系可得QFl1240.6 J14.4 J.答案：(1)6 m/s2(2)3 C(3)14.4 JC组学霸冲刺12.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l0.
13、5 m，左端接有阻值R0.3 的电阻一质量m0.1 kg，电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q.(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2.(3)外力做的功WF.解析：(1)金属棒在做匀加速运动过程中，回路的磁通量变化量为：Blx由法拉第电磁感应定律得，回路中的平均感应电动势为：由闭合电路欧姆定律得，回路中的平均电流为：则通过电阻R的电荷量为：qt由以下各式联立，代入数据解得：q4.5 C(2)设撤去外力时棒的速度为v，则由运动学公式得：v22ax由动能定理得，棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为：W0mv2由功能关系知，撤去外力后回路中产生的焦耳热为：Q2W联立式，代入数据得：Q21.8 J(3)因为撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比为：Q1Q221，所以Q13.6 J由功能关系可知，在棒运动的整个过程中：WFQ1Q2联立式得：WF5.4 J答案：(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J
