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1、章末整合提升章末整合提升 1(2017全国卷全国卷)扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜(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 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 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
2、紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的 方案是( ) 命题意图：本题考查电磁感应、电磁阻尼及其相关的知识点命题意图：本题考查电磁感应、电磁阻尼及其相关的知识点 解析：解析：施加磁场来快速衰减施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原理是电磁阻 尼， 在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化， 紫铜薄板中产生感应电动 的微小振动，其原理是电磁阻 尼， 在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化， 紫铜薄板中产生感应电动 势和感应电流，则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即 促使其振动衰减方案 势和感应电流，则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即 促使其振动衰减方案 A 中，无论紫铜薄板上下振动还是
3、左右振动， 通过它的磁通量都发生变化；方案 中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动， 通过它的磁通量都发生变化；方案 B 中，当紫铜薄板上下振动时， 通过它的磁通量可能不变， 当紫铜薄板向右振动时， 通过它的磁通量 不变；方案 中，当紫铜薄板上下振动时， 通过它的磁通量可能不变， 当紫铜薄板向右振动时， 通过它的磁通量 不变；方案 C 中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通 量可能不变；方案 中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通 量可能不变；方案 D 中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通 量可能不变 综上可知， 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效 的方案是 中，当紫铜薄
4、板上下振动时，紫铜薄板中磁通 量可能不变 综上可知， 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效 的方案是 A. 答案：答案：A 2(多选多选)(2015全国卷全国卷)1824 年，法国科学家阿拉果完成了著 名的“圆盘实验” ，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用 柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当 圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， 磁针也随着一起 转动起来，但略有滞后，下列说法正确的是 年，法国科学家阿拉果完成了著 名的“圆盘实验” ，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用 柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当 圆盘在磁针
5、的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， 磁针也随着一起 转动起来，但略有滞后，下列说法正确的是( ) A圆盘上产生了感应电动势圆盘上产生了感应电动势 B圆盘内的感应电流产生的磁场导致磁针转动圆盘内的感应电流产生的磁场导致磁针转动 C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发 生了变化 在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发 生了变化 D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了电流，此电流产生 的磁场导致磁针转动 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了电流，此电流产生 的磁场导致磁针转动 命题意图 ： 本题考查电磁感应、涡流及其相关的知识点，意在考 查考生综合运用电磁感应知识分析
6、解释实验现象的能力 难度中等偏 难 命题意图 ： 本题考查电磁感应、涡流及其相关的知识点，意在考 查考生综合运用电磁感应知识分析解释实验现象的能力 难度中等偏 难 解析 ：解析 ： 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，圆 盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流，选项 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，圆 盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流，选项 A 正确；圆 盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用， 导致磁针转动， 选 项 正确；圆 盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用， 导致磁针转动， 选 项 B 正确，正确，D 错误；由于圆盘中心正上方悬挂小
7、磁针，在圆盘转动 过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变，选项 错误；由于圆盘中心正上方悬挂小磁针，在圆盘转动 过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变，选项 C 错误错误 答案：答案：AB 3(多选多选)(2017全国卷全国卷)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 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、总电阻为 0.005 的正 方形导线框 的正 方形导线框 abcd 位于纸面内，位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图甲所 示已知导线框一直向右做匀速直线运动， 边与磁场边界平行，如图甲所 示已知导线框一直向右做
8、匀速直线运动，cd 边于边于 t0 时刻进入磁 场线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示 时刻进入磁 场线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的方 向为顺时针时，感应电动势取正 感应电流的方 向为顺时针时，感应电动势取正)下列说法正确的是下列说法正确的是( ) 图甲 图乙 图甲 图乙 A磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为 0.5 T B导线框运动速度的大小为导线框运动速度的大小为 0.5 m/s C磁感应强度的方向垂直于纸面向外磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D 在 在 t0.4 s 至至 t0.6 s 这段时间内， 导线框所受的安培力大小 为 这段时间内， 导线框所受的安
9、培力大小 为 0.1 N 命题意图：本题考查电磁感应与力学规律的综合应用命题意图：本题考查电磁感应与力学规律的综合应用 解析 ：解析 ： 由题图乙可知， 导线框运动的速度大小由题图乙可知， 导线框运动的速度大小 v m/s0. 5 L L t t 0 0. .1 1 0 0. .2 2 m/s，B 项正确 ； 导线框进入磁场的过程中，项正确 ； 导线框进入磁场的过程中，cd 边切割磁感线，由边切割磁感线，由 E BLv，得，得 B T0.2 T，A 项错误；由图可知，导项错误；由图可知，导 E E L Lv v 0 0. .0 01 1 0 0. .1 1 0 0. .5 5 线框进入磁场的过
10、程中， 感应电流的方向为顺时针方向， 根据楞次定 律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外， 线框进入磁场的过程中， 感应电流的方向为顺时针方向， 根据楞次定 律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，C 项正确；在项正确；在 0.40.6 s 这 段时间内， 导线框正在出磁场， 回路中的电流大小 这 段时间内， 导线框正在出磁场， 回路中的电流大小 I A2 E E R R 0 0. .0 01 1 0 0. .0 00 05 5 A，则导线框受到的安培力，则导线框受到的安培力 FBIL0.220.1 N0.04 N，D 项错 误 项错 误 答案：答案：BC 4(2017全国卷全国卷)如图，在方向垂直于
11、纸面向里的匀强磁场中 有一 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 置于导轨上并 与导轨形成闭合回路 PQRS， 一圆环形金属线框， 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 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 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( ) APQRS 中沿顺时针方向，中沿顺时针方向，T 中沿逆时
12、针方向中沿逆时针方向 BPQRS 中沿顺时针方向，中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向中沿顺时针方向 CPQRS 中沿逆时针方向，中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向中沿逆时针方向 DPQRS 中沿逆时针方向，中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向中沿顺时针方向 命题意图：本题考查楞次定律、右手定则命题意图：本题考查楞次定律、右手定则 解析：解析：金属杆金属杆 PQ 向右切割磁感线，根据右手定则可知向右切割磁感线，根据右手定则可知 PQRS 中 感应电流沿逆时针方向；原来 中 感应电流沿逆时针方向；原来 T 中的磁场方向垂直于纸面向里，金 属杆 中的磁场方向垂直于纸面向里，金 属杆 PQ 中的感应电流
13、产生的磁场方向垂直于纸面向外， 使得穿过中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外， 使得穿过 T 的磁通量减小，根据楞次定律可知的磁通量减小，根据楞次定律可知 T 中产生顺时针方向的感应电流， 综上所述，可知 中产生顺时针方向的感应电流， 综上所述，可知 A、B、C 项错误，项错误，D 项正确项正确 答案：答案：D 5(2016全国卷全国卷)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为如图，两固定的绝缘斜面倾角均为 ，上沿，上沿 相连两细金属棒相连两细金属棒 ab(仅标出仅标出 a 端端)和和 cd(仅标出仅标出 c 端端)长度均为长度均为 L，质 量分别为 ，质 量分别为 2m 和和 m； 用两根不可伸长
14、的柔软轻导线将它们连成闭合回 路 ； 用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回 路 abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面 上， 使两金属棒水平 右斜面上存在匀强磁场， 磁感应强度大小为 ，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面 上， 使两金属棒水平 右斜面上存在匀强磁场， 磁感应强度大小为 B， 方向垂直于斜面向上 已知两根导线刚好不在磁场中， 回路电阻为 ， 方向垂直于斜面向上 已知两根导线刚好不在磁场中， 回路电阻为 R， 两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 ， 两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 ， 重力加速度大小为， 重力加速度大小为 g.已知金 属
15、棒 已知金 属棒 ab 匀速下滑求匀速下滑求 (1)作用在金属棒作用在金属棒 ab 上的安培力的大小；上的安培力的大小； (2)金属棒运动速度的大小金属棒运动速度的大小 命题意图 ： 本题主要考查平衡条件、法拉第电磁感应定律、安培 力、 闭合电路欧姆定律及其相关知识， 意在考查考生灵活运用知识分 析、解决问题的能力 命题意图 ： 本题主要考查平衡条件、法拉第电磁感应定律、安培 力、 闭合电路欧姆定律及其相关知识， 意在考查考生灵活运用知识分 析、解决问题的能力 解析 ：解析 ： (1)设两根导线的总的张力的大小为设两根导线的总的张力的大小为 FT，右斜面对，右斜面对 ab 棒的 支持力的大小为
16、 棒的 支持力的大小为FN1作用在作用在ab棒上的安培力的大小为棒上的安培力的大小为F， 左斜面对， 左斜面对cd 棒的支持力大小为棒的支持力大小为 FN2. 对于对于 ab 棒，由力的平衡条件得棒，由力的平衡条件得 2mgsin FN1FTF， FN12mgcos ， 对于对于 cd 棒，同理有棒，同理有 mgsin FN2FT， FN2mgcos ， 联立式得联立式得 Fmg(sin 3cos ) (2)由安培力公式得由安培力公式得 FBIL， 这里这里 I 是回路是回路 abdca 中的感应电流中的感应电流 ab 棒上的感应电动势为棒上的感应电动势为 EBLv， 式中，式中，v 是是 ab 棒下滑速度的大小棒下滑速度的大小 由欧姆定律得由欧姆定律得 I ， ， E E R R 联立式得联立式得 v(sin 3cos ). m mg gR R B B2 2L L2 2 答案：答案：(1)mg(sin 3cos ) (2)(sin 3cos )m mg gR R B B2 2L L2 2