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1、电磁感应1.【2017 新课标I卷】 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【答案】A【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在A图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少， 磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动， 故A正确；而BCD三个图均无此现象，故错误。【考点定位】感应电流产生的条件【名师点睛】本题不要
2、被题目的情景所干扰， 抓住考查的基本规律，即产生感应电流的条件, 有感应电流产生，才会产生阻尼阻碍振动。2 .【2017 新课标川卷】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, 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X X X尸XXXX XTQx r xXXXXX拣.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.
3、PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向【答案】D【解析】因为踐突然向右运动，由右手定则可知，PQR5中有沿逆G寸针方向的感应电流，穿过r中的磁通 量减仏由楞;欠定律可知r中有沿顺时针方向的憨应电流D正确，ABCc【考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解PQRS中感应电流产生的磁场会使 T中的磁通量变化，又会使 T中产生感应电流。3 .【2017 天津卷】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
4、间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是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【答案】DA B【解析】导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（k为一定值），t则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向由a到b，故A错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势好 B S一EEk S，回路面积S不变，即感应电动势为定值， 根据欧姆定律IAtitR所以ab中的电流大小不变，故B错误；安培力F = BIL，电流大小不变，磁感应强度减小， 则安培
5、力减小，故 C错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向 静摩擦力f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确。【考点定位】楞次定律，法拉第电磁感应定律，安培力【名师点睛】本题应从电磁感应现象入手，熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律。4 .【2017 新课标H卷】两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。 边长为0.1 m、总电阻为0.005彷勺正方形导线框 abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行, 如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺
6、时针时，感应电动势取朗(a)正）。下列说法正确的是0.01；"002 04： 0.6： tis-0.011-h刿(b)A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为 0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N【答案】BC【解析】由E4團蒙可扯 线框经过0加全書曲入瞪场，则速廛二-=m/sF=0.5 m/s, &项B正确 t 0.25-0.01 V,根可知，选项A错误；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外选项C正确；在40血至AOm这段时间內导绒框中的感应电®
7、;/ = - = -2£La=2A ,所受的 R 0.005安培力丈小为后5ZL=O O4M选项D ¥眾；故选BO【考点定位】法拉第电磁感应定律；楞次定律；安培力【名师点睛】此题是关于线圈过磁场的问题；关键是能通过给出的E-图象中获取信息，得到线圈在磁场中的运动情况， 结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。此题意在考查学生基本规律的运用能力以及从图象中获取信息的能力。5.【2017 北京卷】图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，Li和L2为电感线圈。实验时，断开开关 S瞬间，灯Ai突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯 A立即变亮，最终
8、A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是ar<iA. 图1中，Ai与Li的电阻值相同B. 图1中，闭合Si,电路稳定后，Ai中电流大于Li中电流C. 图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D. 图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器 R中电流相等【答案】C【解折】断幵开关5瞬间灯儿突然闷亮由于线圈心的自感通过q的电流逐臧a小，且通过知 即 目感电流会大于原来通过A1的电流 说明闭合S"电路稳定时，iSHAi的电流小于通过山的电流，D的 电阻小于A1的电且AB错论 冈合Si,电路稳壬时，山与As的亮度相同，说明两支路的电浇相同，因 此娈阻器心 k的电阻情相同，起正斷 刃合开关込 此逐
9、瀚变亮,而山立即娈期说明丄沖电漩与变 阻器卫中电流不相寻D错误。【考点定位】自感【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象，根据楞次定律可知，感应电流要阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。电流突然增大时，会感应出逐渐减小的反向电流，使电流逐渐增大；电流突然减小时，会感应出逐渐减小的正向电流，使电流逐渐减小。6 .【2017 江苏卷】(15分)如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为 R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域 MNPQ的磁感应强度大小为 B、 方向竖直向下.当该磁场区域以速度 V0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为 V.导 轨和金
10、属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆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)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I;(2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小 a；(3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P.Bdv02 ,2B d v0【答案】(1)(2)(3)2 2 2P = B d (八y总VSiK X XB|k X JtLIX X MlLPN5-r E T【解折】门）感应电动势应=民 磁电浚"区 解得心安培力F二册 牛顿第二定律F二mi解得卫=百牛 rtiR（3金属杆切割昭感线的速度$"=%V,则感应电动势E二陋厂巧电功率严二善 解得尸二月&
11、amp;殳_刃【考点定位】电磁感应【名师点睛】本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E=Blv,切割的速度（v）是导体与磁场的相对速度，分析这类问题，通常是先电后力，再功能.7.【2017 北京卷】（20分）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。MaD>1'P 11 Q图I在竖直向下的磁感应强度为 B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道 MN、PQ固定在水平 面内，相距为L,电阻不计。电阻为 R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨 道接触良好，以速度 v （ v平行于MN ）向右做匀速
12、运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒 ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒 ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。（1）求在 住时间内，图1发电机”产生的电能和图2电动机”输出的机械能。（2）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a.请在图3 （图1的导体棒ab）、图4 （图2的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受洛 伦兹力的示意图。b我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2电动机”
13、为例，通过计算分析说明。【答案】BLv ：t（2）a.如图3、图4 b.见解析X 賈 買XXM." 11图4【解析】（1 ）图1中，电路中的电流丨1BLvR rXXXaKKXXXXflXXXMMXXKXKMXMMMMXKKXX»XMMXXXXXXMMXKXXXXXX©KXXXXX®XXXMXXKKMXMMKKXXXXXMMX3C握罐XX J® XXKXXXJCXMMXXXXbXKXXXXTXKK图3图4棒ab受到的安培力F1=bhl在Zt时间内,发电机”产生的电能等于棒ab克服安培力做的功E电二 F1 v=t B2L2v2 ：tR r图2中，棒
14、ab受到的安培力F2=BIL在Z时间内， 电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab做的功E机二F2 vt =BILv肌(2) a.图3中，棒ab向右运动，由左手定则可知其中的正电荷受到a方向的洛伦兹力,在该洛伦兹力作用下，正电荷沿导体棒运动形成感应电流，有沿ba方向的分速度，受到向左的洛伦兹力作用； 图4中，在电源形成的电场作用下，棒ab中的正电荷沿b方向运动，受到向右的洛伦兹力作用，该洛伦兹力使导体棒向右运动，正电荷具有向右的分速度， 又受到沿b方向的洛伦兹力作用。如图 3、图4。員aXJtV /V"豪XKi 1,* /覚XHMVAMitd尺塹：K冨KX耳H萬HN耳朝耳bKXb .设
15、自由电荷的电荷量为q,沿导体棒定向移动的速率为u。如图4所示，沿棒方向的洛伦兹力fJ=qvB，做负功 W = - f； ut二-qvBu.'t垂直棒方向的洛伦兹力 f2quB，做正功 W2 = f2 v：t =quBv：t所示W,二-W2，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。fi '做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为反电动势”，消耗电源的电能；f；做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到传递能量的作用。【考点定位】闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、功能关系【名师点睛】 洛伦兹力永不做功， 本题看似洛伦兹力做功，实则将两个方向的分运动结合起 来，所做正、负功和为零。