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1、(A) (B) (C) (D)x xBx xV X XX X上海市各区县2018年高三物理试题电磁感应专题分类精编一、选择题（2018虹口区第10题）如图所示，在有界匀强磁场中水平放置互相平行的金属导轨，导轨电阻不计，导轨上属杆ab与导接触良好。磁感线垂直导面向上（俯视图），导轨与处于磁场外的大线圈M相接，欲使置于M内的小闭合线圈 N产生顺时针方向的 感应电流，下列做法可行的是（）A. ab匀速向右运动B. ab加速向右运动C. ab加速向左运动D. ab匀速向左运动（2018奉贤区第12题）如图，金属棒 ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒 ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ab棒
2、所受安培力的大小一定不变ab棒所受安培力的方向一定向右 金属棒ab中的电流方向从 a流向b 螺线管的磁场 C端相当于S极（2018闵行区第 四个实验中的（5题）能说明发电机工作原理的是下图）IN(A)（2018闵行区第(B)(D)7题）如图，水平面上有一固定的U形金属框架，竖直向下的匀强磁场穿电源电热器M,m, 电动机ab(A)(B)(C)(D)过框架，要使框架上的金属杆ab产生由a到b的电流，则杆）向右移动向左移动不动不动，但磁场增强（2018杨浦区第11题）如图所示，电源 E,导线，导电细软绳 ab、cd,以及导体棒bc构 成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端固定不动，加上恰当的磁
3、场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30,已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒 bc中的电流I=2A,导体棒的长度 L=0.5m,导体棒的质量 m=0.5kg, g取 10m/s2,关于磁场的最小值和方向，说法正确的是B. 513 T,竖直向下.3C. 2.5T,由 b 指向 a.D. 2.5T,由 a 指向 b.（2018松江区第12题）如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的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）
4、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（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、填空题（2018松江区第16题）如图所示，电阻不计的形导轨ADC垂直于磁场固定在匀强磁场中，电阻与长度成正比的导体棒MN与导轨保持良好接触并向右匀速运动，则导体棒与导轨组成的闭合回路中的感应电动势 （填“增大”“不变”或“减小”），感应电流 （填“增大” “不变”或“减小”）。（2018宝山区第16题）如图所示，铁芯上绕有L1和L2两个线圈， 铁芯左边悬挂一个轻小金属环 ，当电键S闭合时：小金属环 将（选填“向左”或“向右”）运动
5、；从上往下看 导线AB下方的小磁针将作 （选填“顺时针”或“逆 时针”）转动。（2018黄浦第16题）如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一面积为S的线框平行于磁场方向放置。若线框以bc边为轴转动（ad边先向上）。从初始位置开始转过90。的过程中，穿过线框的磁通量的变化为;线框从初始位置转过180。的过程中，ab边中的电流方向为、计算题m 4.0kg的金属棒CD置于导轨上，与导轨接触（2018虹口区第20题）两根平行金属导轨相距 L 0.50m,固定在水平面内，导轨左端串 联一个R 0.04 的电阻。在导轨间长 d 0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面 下的匀强磁场，磁感应强度B 2.0T
6、。质量良好；且与两导轨间的动摩擦因数均为0.8,棒在导轨之间的电阻 r 0.01 ,绝缘轻绳系于棒的 中点。初始时刻，CD棒距磁场左边界 s 0.24m, 现通过绳用向右的水平恒力作80N拉CD棒，使棒由静止运动，运动过程中始终保持与导轨垂直，当CD棒到达磁场右边界时撤去拉力（不计其他电阻以及绳索的质量）。求：（1） CD棒进入磁场时速度 V的大小；（2） CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；（3）在拉CD棒的过程中，绳的拉力所作的功W和电阻R上产生的焦耳热 Q.（2018宝山区第20题）相距L= 1.2m的足够长金属导轨竖直放置，质量m=1kg的金属棒ab和质量m2 = 0.54kg的金
7、属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方匀强磁场方向垂直纸面向外，虚线下方匀强磁场方向竖直向上，两处磁场的磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数尸0.75,两棒总电阻为1.8Q导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上、大小按图（b）所示规律变化的外力 F 作用下，由静止开始（t=0）沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。（1）请说出在两棒的运动过程中ab棒中的电流方向和 cd棒所受的磁场力方向；（2）求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；（3）试问cd棒从运动开始起经过多长时间它的速度达到最大？（取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力）
8、B图（b）图（a）(2018奉贤区第20题)如图所示，两条足够长的平行的光滑裸导轨 面间夹角为 2间距为L,导轨下端与阻值为 R的电阻相连，质量 为m的金属棒ab垂直导轨水平放置，整个装置处在垂直斜面向上 的磁感应强度为 B的匀强磁场中。导轨和金属棒的电阻均不计，有一个水平方向的力垂直作用在棒上，棒的初速度为零，则： (重力 加速度为g)(1)若金属棒中能产生从 a到b的感应电流，则水平力F需满足什么条件？(2)当水平力大小为Fi,方向向右时，金属棒ab运动的最大速度 Vm是多少？(3)当水平力方向向左时，金属棒ab沿轨道运动能达到的最大速度水平力F的大小为多大？(2018黄浦区第20题)如图
9、，两根足够长且平行的金属杆制成光滑金属导轨，导轨平面与水平面成a角，导轨宽为 L,电阻忽略不计。空间有一足够大、与导轨所在平面垂直的匀强磁场。开始时导轨顶端接一不计内阻的稳压电源，电动势为E,如图(a)所示。导体棒 P垂直于导轨放置并始终与导轨接触良好，P的质量为m、电阻为R。(1)释放P,它恰能静止在导轨上，求匀强磁场的磁感应强度的大小与方向；(2)若去掉稳压电源，用一根不计电阻的导线连接两根导轨的 顶端，如图(b)。再次由静止释放导体棒 P。请通过分析，从速 度、加速度的角度描述导体棒的运动；(3)设导轨顶端接稳压电源时，通过静止导体棒的电流为I1；Vm最大为多少？此时图(b)顶端接导线时
10、，导体棒运动时其中的电流会无限逼近 区请讨论 11、I2的大小分别由哪些因素决定。1(2018静女区第20题)如图,竖直平面内有两个半径为、光滑的4圆弧形金属环，在M、N处分别与距离为2r、足够长的平行光滑金属导轨 ME、NF相接，金属环最高点A处断开不接触。金属导轨 ME、NF的最远端EF之间接有电阻为 R的小灯泡L。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场 I和II,磁感应强度大小均为 B, 磁场I和II之间的距离为ho现有质量为 m的导体棒ab,从金属环的最 高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与金属环及r轨道接触良好。已知导体棒下洛2时向下的加速度为 a。导体棒进入磁场
11、II后小灯泡亮度始终不变。重力加速度为go导体棒、轨道、金属环的电阻均不计。求：r(1)导体棒从 A处下洛2时的速度vi大小；(2)导体棒下落到 MN处时的速度V2大小；(3)将磁场II的CD边界下移一段距离，分析导体棒进入磁场II后小灯泡的亮度变化情况, 并说明原因。(2018闵行区第20题)如图，水平方向有界匀强磁场的磁感应强度大小为B,磁场高度为1, 一质量为m、电阻为R、边长也为l的正方形导线框位于磁场上方竖直平面内，其上、下 两边与磁场边界平行，其下边距磁场上边界的高度为ho线框由静止开始下落，下落过程中空气阻力可忽略不计。(1)若线框在进入磁场过程中保持匀速直线运动，求高度h;(2
12、)设(1)中计算的结果为 h,分别就h的匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向与回路平面垂直，此时，金属杆CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间，AB尚未到达而即将到达磁场的上边界，其加速度已变为零(金 属杆CD尚未离开磁场)，这一过程中金属杆 AB产生的焦耳热为 Q。(1)判断金属杆CD中的电流方向，并说明判断依据；(2)金属杆AB刚到达磁场边界时的速度 v1多大？(3)此过程中金属杆 CD移动的距离h和通过导线截面的电量 q分 别是多少？(4)通过推理分析金属杆 AB进入磁场而CD尚未离开磁场可能出 现的运动情况(加速度与速度的变化情况，只需文字说明，不需要 计算)。(201
13、8杨浦区第20题)如图甲所示，水平面上足够长的光滑平行金属导轨MN, PQ间距L=0.3m导轨电阻忽略不计，其 间连接有阻值R=0.8 的固定电 阻.开始时，导轨上固定着一 质量 m=0.01kg,电阻r=0.4 的 金属杆ab,整个装置处于磁感 应强度大小B=0.5T的匀强磁场 中，磁场方向垂直导轨面向 下.现用一平行金属导轨面的外力F沿水平方向拉金属杆 ab,使之由静止开始运动.电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图象如图乙所示.求：(1)在t=4.0s时，通过金属杆的感应电流的大小和方向；(2) 4.0s内金属杆ab位移的大小；(3) 4s末拉力
14、F的瞬时功率.答案:(2018虹口区第10题）C(2018奉贤区第12题）D(2018闵行区第5题)C(2018闵行区第7题)B(2018杨浦区第11题）C(2018松江区第12题）D(2018松江区第16题）增大，小艾(2018宝山区第16题)向左，顺时针(2018黄浦第16题)BG先b-a后a-b(2018 虹口区第 20题)(1) 2.4m/s(2) 48N(3) 21.504J(2018宝山区第20题)(1) ab棒中的电流方向向右(ab)cd棒所受的磁场力方向垂直于纸面向里(2) a=1m/s2 ； B=1.5T4s(2018奉贤区第20题)(1) Fmgtan 0。(2)若F1较大
15、，金属棒将加速上滑，安培力平行于斜面向下，棒先加 速后匀速，匀速时即为最大速度。2 I 2,F1cos 0 =mgin 0 +日,F安=BIL=B Lv RVmax1 =（Fcos dmgsin 0） RB2L2若F1较小，金属棒将加速下滑，安培力平行于斜面向上，棒先加速后匀速，匀速时即为最 大速度。F1cos 0 +佞=mgsin 0 , F安=BIL=b2l2VR（mgsin e-Fcose）RVmax2=B2L2当水平力方向向左时，受力分析如图。为金属棒ab能沿运动，恰好不脱离轨道，支持力为零，受力分析如图。故有 Fsin 0 mgcos 0沿轨道向下滑动有最大速度时有Fcos 卅mgs
16、in 0=F 安F安=B仁 B2L2V当F为最大时，F安就最大，得到 v最大，F最大为 F=mgcot 0得到F安最大为mg/sin 0mgR所以 Vmax=B2L2sin 0此时水平力F=mg cot 0（2018黄浦区第20题）（1）根据闭合电路欧姆定律有:P静止在光滑的导轨上，受到重力、斜面弹力和安培力作用，其中安培力与重力沿斜面方向 的分力为一对平衡力。有：mg sin o=F安=BIL由以上二式可得:mgRsin a B=EL根据左手定则，可以判定匀强磁场的磁感应强度的方向为垂直于斜面向下。（2）用导线替换电源，静止释放P的瞬间，P仅受到重力和垂直斜面的弹力作用，从静止开始沿斜面向下
17、做加速运动，初始加速度ao= gsin ao运动后导体棒内产生感应电动势：E感=BIv感应电流:E感 BLvR= R因此P受到安培力Fa=BILo根据牛顿第二定律有:ma= mgsin 纺 BIL可得P的加速度mgRsin &B2L2gsin a开始减小，最后趋近于零;B2L2v a=gsin - mR随着速度增大，加速度逐渐减小最后趋近于零，速度趋近于所以，导体棒做加速度减小的加速度运动；加速度的大小从速度的大小从0开始逐渐增大，最后趋近于 mgRSi：（3） Ii是由稳恒电源在闭合回路中产生的电流，Ii=5所以它的大小由稳恒电源的电动势R和电路中的总电阻 R决定。导体棒切割磁感线产生感应电
18、动势在闭合回路中产生的电流，I=E?=BLvR R当速度v趋近于哗*t导体棒中的电流趋近于 I2=mg普，所以I2的大小由导体棒的质 B LBL量m、斜面倾角“、磁感应强度 B和轨道宽度L共同决定。（2018静安区第20题）（1）导体棒从a处下落2r时，导体棒切割磁感线的有效长度为扃,导体棒内产生的感应电动势：E BLv V3Brv1,E3Brv1回路中产生的感应电流：I - 1,R R根据牛顿第二定律：F ma mg BI 73r ma,m （g a） R信：v1= 3B2r2，(2)导体棒进入磁场设此时导体棒的速度为mg F安B 2rB RV33 2r2 24B r V3mgRg2 2，4
19、B r2MN下落到CD,导体棒下落过程只受重力作用：V2c I22gh V3 ,V2= V2,V32 2ghmgR 22 2） 2gh4B rmgR（嵩）2-2gh ；(3) CD边界下移一段距离，导体棒 ab进入磁场 度逐渐减小的减速运动，速度减小，感应电动势减小, 小，最后mg=F安，导体棒做匀速运动，亮度不变。II时速度大于感应电流减小,V3, mg v F安，导体棒做加速 电功率减小，亮度减(2018闵行区第20题)解：(1)线框进入磁场做匀速运动，有 mg = F安，设速度为v, mg BIl2,2B l v得:mgRB2l2进磁场前线框自由落体：V22gh得:h 一 2g2 2m
20、gR 2B4l4(2)设上述结果v mgRB2l2当h ho时，线框下边进入磁场时22m gRc r 4, 42B lv V0, F 安hoh0时，线框下边进入磁场时 v V0, F安mg ,做减速运动，所以 F安减小, 加速度a减小，所以线框穿越磁场过程做加速度减小的减速运动； 当线框穿出后，只受重力作用，所以做加速度为g的匀加速运动。(2018浦东新区第20题)(1)由 AC,依据楞次定律或右手定则。(2) AB棒达到磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态，对 AB棒3mg 2T对 CD棒2T mg BILF BLIBLvi B2L2ViBL BL 2R 2R 2R解得4mgR v1=
21、B2l2(3)对于两金属杆 AB和CD构成的系统，由总的能量守恒，两杆中产生的总热量即整个系 统机械能的损失，有2Q(3m、，1m)gh 24mv2h= hmv2 Q 16m3g2R2 QB4L4 _l6m3g2R2+QB4L4mgmgB4L4mgB4Lq=q 1t t2RBLv t BLh 16m3g2R2 QB4L4 _16m3g2R2+QB4L42R-2R2RmgB3L32RmgB3L3(4) AB杆以速度vi进入磁场后，系统受到的安培力(阻力)突然增加，系统做加速度不断减小、速度不断减小的减速运动(2018杨浦区第20题)20 (16分)解：(1)由题图乙可得，当 t=4s时，U=0.
22、6V 此时通过金属杆的电流为：I 06A 0.75AR 0.8由右手定则判断出，通过金属杆的电流方向：由 b指向a(2)由题图乙得：U kt 0.15t(V)金属杆切割磁感线产生的电动势为：E BLvR由电路分析得：U -E R r联立式得：v 1.5t(m/s)则知v与t成正比，即金属杆沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度2a 1.5m/s金属卞f在4.0s内的位移为：1.212x -at - 1.5 4 m 12m2 23 3) t=4s时金属杆速度为 v at 1.5 4m/s 6m/s金属杆所受的安培力为 F安=BIL由牛顿第二定律，对金属杆有：F F安ma联立式得：FF安 ma BIL ma (0.5 0.75 0.3 0.01 1.5)N 0.1275N 所以t=4s时拉力F的瞬时功率P Fv 0.1275 6W 0.765W答：(1) t=4s时通过金属杆的感应电流大小是0.75A,方向由b指向a；(2) 4.0s内ab位移大小是 12m；(3) 4s末拉力的F的瞬时功率是 0.765W。