专题2.8电磁感应综合问题（原卷版）_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_二轮复习_2023届高考物理二、三轮复习总攻略290387341

第二部分 核心主干专题突破 专题2.8 电磁感应综合问题 目录 【突破高考题型】......................................................................................................................................................1 题型一 楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用..................................................................................................1 题型二 电磁感应中的电路和图像问题..................................................................................................................4 类型1 动生图像问题.........................................................................................................................................5 类型2 感生图像问题.........................................................................................................................................6 类型3 图像的分析及应用.................................................................................................................................7 类型4 电磁感应中的电路问题.........................................................................................................................8 题型三 电磁感应中的动力学和能量问题................................................................................................................9 类型1 电磁感应中的动力学问题.....................................................................................................................9 类型2 电磁感应中动力学与能量的综合问题...............................................................................................10 题型四 动量观点在电磁感应中的应用..................................................................................................................11 类型1 动量定理在电磁感应中的应用...........................................................................................................11 类型2 动量守恒定律在电磁感应中的应用...................................................................................................13 【专题突破练】........................................................................................................................................................15 【突破高考题型】 题型一 楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用 1.感应电流方向的判断方法 2.感应电动势大小的求法 情境图 研究对象 表达式 三种形式 E＝ 回路(不一定闭合) E＝n E＝一段直导线(或等效直导线) E＝Blv 绕一端转动的一段导体棒 E＝Bl2ω 从图示时刻计时E＝NBSωcos 绕与B垂直的轴转动的导线框 ωt 3.感应电荷量的计算 磁通量变化迁移的电荷量：q＝IΔt＝Δt＝Δt＝n，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定。 【例1】(2022·浙江模拟预测)如图甲，金属环a放置在垂直环面向里的匀强磁场中。如图乙，环形导线c与 导轨、导体棒构成闭合回路，导体棒在匀强磁场中向右运动，金属环b与环形导线c共面共心。下列说法 正确的是( ) A.当图甲中匀强磁场减弱，a中产生沿逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 B.当图甲中匀强磁场增强，a中产生沿顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 C.当图乙中的导体棒向右减速运动，环b中产生顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 D.当图乙中的导体棒向右匀速运动，环b中产生逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 【例2】 (2022·浙江绍兴适应考)如图所示，右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹 簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。 用力将磁铁向右拉到某一位置，撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确 的是( ) A．灯泡的亮暗不会发生变化 B．磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力C．从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向 D．若忽略摩擦力和阻力，磁铁振动的幅度不会减小 【例3】(多选)(2021·辽宁卷·9)如图(a)所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定， 顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t＝0时磁场方向垂直纸面 向里．在t＝0到t＝2t 的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t＝2t 时，释放金属棒．整个过程中 0 0 金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则( ) A．在t＝时，金属棒受到安培力的大小为 B．在t＝t 时，金属棒中电流的大小为 0 C．在t＝时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．在t＝3t 时，金属棒中电流的方向向右 0 【例4】(多选)如图所示，将半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一绝缘水平面内，两导轨之间接有 阻值为R的定值电阻和一个电容为C的电容器，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强 磁场中。将一个长度为r、阻值为R的金属棒AD置于圆导轨上，O、A、D三点共线，在外力的作用下金 属棒以O为转轴逆时针匀速转动，转速为n，元电荷大小为e，转动过程中金属棒与导轨接触良好，导轨 电阻不计。下列说法正确的是( ) A.D点的电势高于A点的电势 B.金属棒产生的感应电动势大小为3πBnr2 C.电容器的电荷量为3πCBnr2 D.一质子在电容器中从S板附近运动到T板附近时，静电力所做的功为 题型二 电磁感应中的电路和图像问题 1.电磁感应中电路问题的解题流程2.解决图像问题的两种常用方法 (1)排除法：定性地分析每一个过程中物理量的变化(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)， 特别是物理量的正负，排除错误的选项。 (2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像作出分析和 判断。 3.分析电磁感应图像问题的三点注意 (1)注意初始时刻的特征，如初始时刻感应电流是否为零，感应电流的方向如何。 (2)注意电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图像变化对应。 (3)注意观察图像的变化趋势，判断图像斜率的大小、图像的曲直是否和物理过程对应。 类型1 动生图像问题 【例1】(多选)(2022·河北卷·8)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于 x轴上， 另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R.导轨上一金属棒MN 沿x轴正向以速度v 保持匀速运动，t＝0时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直．设运动过程中通 0 过电阻的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻两端的电 压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻．下列图像可能正确的是( )类型2 感生图像问题 【例2】 (多选)(2022·安徽六安模拟)固定的矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁 感应强度B随时间t变化的规律如图所示。t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。规定顺时针方向 为电流的正方向、向左为安培力的正方向，在0～4 s内，导线框中的电流及导线框的ab边所受安培力随时 间变化的图像可能是( ) 类型3 图像的分析及应用 【例3】(多选)如图甲所示，光滑水平面上，在MN、QP间存在一匀强磁场，t＝0时，一正方形光滑金属 线框在水平向右的外力F作用下，紧贴MN从静止开始做匀加速直线运动，外力F随时间t变化的图线如 图乙所示．已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω，则( ) A．磁场宽度为4 m B．匀强磁场的磁感应强度大小为 T C．线框穿过磁场的过程中，通过线框的电荷量为2 CD．线框穿过磁场的过程中，线框产生的热量为1 J 类型4 电磁感应中的电路问题 【例4】(2022·全国甲卷，16)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直 径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的 同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别 为I、I 和I。则( ) 1 2 3 A.II>I 1 3 2 1 3 2 C.I＝I>I D.I＝I＝I 1 2 3 1 2 3 题型三 电磁感应中的动力学和能量问题 1．电磁感应中动力学问题的分析方法 (1)分析导体棒的受力，画出受力示意图(注意将立体图转化为平面图)． (2)注意动态变化过程分析 2．能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化关系 (2)焦耳热的三种求法 ①焦耳定律：Q＝I2Rt，适用于电流、电阻不变的情况． ②功能关系：Q＝W ，W 表示克服安培力做的功，电流变或不变都适用． 克安 克安 ③能量转化：Q＝ΔE ，ΔE 表示其他能的减少量，电流变或不变都适用. 其他 其他 类型1 电磁感应中的动力学问题 【例1】如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝30°，两导轨之间的距离 为L＝1 m，两导轨M、P之间接入电阻R＝0.2 Ω，导轨电阻不计，在abdc区域内有一个方向垂直于两导 轨平面向下的磁场Ⅰ，磁感应强度大小B＝1 T，磁场的宽度x＝1 m；在cd连线以下区域有一个方向也垂 0 1 直于导轨平面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B＝0.5 T。一个质量为m＝1 kg 的金属棒垂直放在金属导轨上， 1与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝0.2 Ω，若金属棒在离ab连线上端x 处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ 0 恰好做匀速运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状态，cd与ef之间的距离x＝8 m。(g取10 2 m/s2)。求： (1)金属棒在磁场Ⅰ运动的速度大小； (2)金属棒滑过cd位置时的加速度大小； (3)金属棒在磁场Ⅱ中达到稳定状态时的速度大小。 类型2 电磁感应中动力学与能量的综合问题 【例2】(2022·河南洛阳市模拟)如图甲所示，金属导轨MN和PQ平行，间距L＝1 m，与水平面之间的夹 角α＝37°，匀强磁场磁感应强度大小B＝2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝1.5 Ω的电 阻，质量m＝0.5 kg，接入电路中电阻r＝0.5 Ω的金属杆ab垂直导轨放置，金属杆与导轨间的动摩擦因数 为μ＝0.2.现用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆上滑的位移x＝3.8 m 时达到稳定状态，金属杆始终与导轨接触良好，对应过程的 v－t图像如图乙所示．取g＝10 m/s2，sin 37° ＝0.6，cos 37°＝0.8，导轨足够长且电阻不计．求： (1)恒力F的大小及金属杆的速度为0.4 m/s时的加速度大小； (2)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，通过电阻R的电荷量； (3)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，金属杆上产生的焦耳热． 题型四 动量观点在电磁感应中的应用 类型1 动量定理在电磁感应中的应用 在导体单杆切割磁感线做变加速运动时，若牛顿运动定律和能量观点不能解决问题，可运用动量定理巧妙解决问题 求解的物理量 应用示例 电荷量或速度 －BLΔt＝mv－mv，q＝Δt，即－BqL＝mv－mv 2 1 2 1 位移 －＝0－mv，即－＝0－mv 0 0 －BLΔt＋F Δt＝mv－mv 其他 2 1 即－BLq＋F Δt＝mv－mv 其他 2 1 已知电荷量q、F (F 为恒力) 其他 其他 时间 －＋F Δt＝mv－mv， 其他 2 1 即－＋F Δt＝mv－mv 其他 2 1 已知位移x、F (F 为恒力) 其他 其他 【例1】(多选)(2022·河南开封市二模)如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场．磁 场区域的左侧，一正方形线框由位置Ⅰ以4.5 m/s的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，经过位置Ⅱ，当 运动到位置Ⅲ时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域．线框的边长小于磁场区域的宽度．若线 框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q 、q ，线框经过位置Ⅱ时的速度为v.则下列说法 1 2 正确的是( ) A．q＝q B．q＝2q 1 2 1 2 C．v＝1.0 m/s D．v＝1.5 m/s 【例2】(多选)(2022·湖南卷·10)如图，间距L＝1 m的U形金属导轨，一端接有0.1 Ω的定值电阻R，固定 在高h＝0.8 m的绝缘水平桌面上．质量均为0.1 kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接 触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1 Ω，与导轨间的动摩擦因数均为0.1(设最大静摩擦力等 于滑动摩擦力)，导体棒a距离导轨最右端1.74 m．整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出)，磁感 应强度大小为0.1 T．用F＝0.5 N沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导 体棒b刚要滑动，撤去F，导体棒a离开导轨后落到水平地面上．重力加速度取10 m/s2，不计空气阻力， 不计其他电阻，下列说法正确的是( ) A．导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6 m B．导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变 C．导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势 D．导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58 C类型2 动量守恒定律在电磁感应中的应用 双杆模型 “一动一静”：甲杆静止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注 物理 意问题包含着一个条件——甲杆静止，受力平衡 模型 两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势 是相加还是相减；系统动量是否守恒 通常情况下一个金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，而另 动力学观点 一个金属杆做加速度逐渐减小的减速运动，最终两金属杆以 分析 共同的速度匀速运动 方法 能量观点 两杆系统机械能减少量等于回路中产生的焦耳热之和 对于两金属杆在平直的光滑导轨上运动的情况，如果两金属 动量观点 杆所受的外力之和为零，则考虑应用动量守恒定律处理问题 【例1】(多选)(2022·河北省模拟)如图所示，两根相距L且电阻不计的足够长光滑金属导轨，导轨左端为弧 形，右端水平，且水平部分处于方向竖直向下、磁感应强度大小为 B的匀强磁场中．铜棒a、b电阻均为 R、质量均为m，均与导轨垂直且与导轨接触良好，铜棒b静止在导轨水平部分，铜棒a在弧形导轨上从距 离水平部分高度为h＝0.5L处由静止释放，重力加速度为g，关于此后的过程，下列说法正确的是( ) A．回路中的最大电流为 B．铜棒b的最大加速度为 C．铜棒b获得的最大速度为 D．回路中产生的总焦耳热为 【例2】.(多选)(2022·北京市模拟)如图，两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于同一水平面内，两导 轨间的距离为L.导轨上面横放着两根导体棒1和2，构成矩形回路．两根导体棒的质量皆为m，接入电路 电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大 小为B.初始棒2静止，棒1有指向棒2的初速度v.若两导体棒在运动中始终不接触，则( ) 0 A．棒1的最小速度为零 B．棒2的最大加速度为 C．棒1两端电压的最大值为BLv 0 D．棒2产生的最大热量为mv2 0 【专题突破练】 1.(2022·河南省三模)航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现．电磁驱动原理示意图如图所示，在固定 线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间( ) A．铝环向右运动，铜环向左运动 B．铝环和铜环都向右运动 C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 D．从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向 2.(2022·黑龙江省哈尔滨三中模拟)半径为L的圆形磁场区域如图所示，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧 磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B.导体棒AB长为2L，与圆磁场的直径重合．当导体棒以角 速度ω绕其中点在纸面内顺时针转动时，导体棒两端的电势差U 为( ) AB A．0 B． C．BL2ω D．2BL2ω 2.(多选)(2022·山东滨州市高三期末)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、边长为L的闭合正方形金属线框abcd固定在长度为2L的绝缘轻质细杆一端，细杆 另一端在O点可绕垂直纸面的水平轴无摩擦转动．线框 ad边靠近观察者，金属线框从右侧与O点等高处 水平无初速度释放，线框摆到最低点的另一侧，细杆与竖直方向的最大夹角为θ(如图)，线框平面始终垂直 纸面，重力加速度为g.此过程中，下列说法正确的是( ) A．线框中感应电流的方向始终是d→c→b→a→d B．线框摆到最低点时，线框ab边所受安培力为零 C．流过线框某一横截面的电荷量为 D．线框产生的电热为2mgLcos θ 3．(多选)(2022·广东深圳市模拟)如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝 数n＝10，边长ab＝1 m，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示．设图示 的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势 e、感应电流i、ab边受到的安培力F(取 向下为正方向)以及焦耳热Q随时间t的变化图像正确的是( )4.(多选)(2022·河南郑州市二模)在甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨． 导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中，导体棒和导轨间的摩擦不计，导体 棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器 C原来不带电．现给导体棒ab一个向右的初速度 v，对甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态描述正确的是( ) 0 A．甲图中，棒ab最终做匀速运动 B．乙图中，棒ab做匀减速运动直到最终静止 C．丙图中，棒ab最终做匀速运动 D．甲、乙、丙中，棒ab最终都静止 5.(2022·山东泰安市高三期末)如图所示，间距为L的平行光滑足够长的金属导轨固定倾斜放置，倾角θ＝ 30°，虚线ab、cd垂直于导轨，在ab、cd间有垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质 量均为m、阻值均为R的金属棒PQ、MN并靠在一起垂直导轨放在导轨上．释放金属棒PQ，当PQ到达 ab瞬间，再释放金属棒MN；PQ进入磁场后做匀速运动，当PQ到达cd时，MN刚好到达ab.不计导轨电 阻，两金属棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g.则MN通过磁场过程中，PQ上产生的焦耳热为( ) A. B. C. D. 6.(2022·广东潮州市湘桥区铁铺中学模拟)纸面内一正方形金属线框MNPQ的PQ边与匀强磁场的边界重合， 匀强磁场垂直纸面向外且范围足够大．第一次将金属线框以速度v匀速拉进匀强磁场内(如图甲)；第二次 金属线框以PQ边为轴匀速转动180°(如图乙)，此时MN边的线速度大小为v.设两过程中线框中产生的焦耳 热分别为Q 和Q，则 等于( ) 1 2A．4 B．8 C． D． 7.(多选)(2022·山东淄博市二模)如图甲所示，两根完全相同的光滑长直导轨固定，两导轨构成的平面与水平 面之间的夹角为θ，导轨两端均连接电阻，阻值R ＝R ＝R，导轨间距为L.在导轨所在平面的矩形区域 1 2 MPPM 内分布有垂直导轨平面向上的磁场，磁场上、下边界MP 、MP 间的距离为d，磁感应强度大小 1 1 2 2 1 1 2 2 随时间的变化规律如图乙所示．在导轨斜面上与 MP 距离为s处，有一根质量为m、接入电路阻值也为R 1 1 的金属棒ab垂直于导轨放置．在t＝0时刻由静止释放(金属棒ab与导轨接触良好)，t 时刻金属棒恰好进入 1 磁场并匀速通过整个磁场区域，并在t 时刻出磁场区域．已知重力加速度为g，导轨电阻不计．下列说法 2 正确的是( ) A．t 时刻金属棒ab的速度大小为 1 B．从开始运动到离开磁场区域，金属棒ab减少的机械能等于该过程中回路所产生的总焦耳热 C．金属棒ab在磁场中运动的过程中棒两端的电压大小为BL 0 D．在进入磁场前和通过磁场区域的过程中通过金属棒ab的电荷量之比为1∶1 8.(多选)(2022·广东韶关市二模)某高中科研兴趣小组利用课余时间进行研究电磁阻尼效果的研究性学习，实 验示意图如图甲所示，虚线MN右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，边长为1 m、质量为0.1 kg、电阻为 0.2 Ω的正方形金属线框在光滑绝缘水平面上以大小v ＝2 m/s的速度向右滑动并进入磁场，磁场边界MN 0 与线框的右边框平行．从线框刚进入磁场开始计时，线框的速度v随滑行的距离x变化的规律如图乙所示， 下列说法正确的是( ) A．图乙中x＝1 m 0 B．线框进入磁场的过程中，线框的加速度先不变再突然减为零 C．线框进入磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.1 J D．线框进入磁场的过程中，通过线框某横截面的电荷量为 C 9．(多选)(2022·宁夏吴忠中学三模)如图所示，两段均足够长、不等宽的光滑平行导轨固定在水平面上，较窄导轨的间距L ＝1 m，较宽导轨的间距L ＝1.5 m．整个装置处于磁感应强度大小为B＝0.5 T、方向竖直 1 2 向上的匀强磁场中，导体棒MN、PQ的质量分别为m＝0.4 kg、m＝1.2 kg，长度分别为1 m、1.5 m，电阻 1 2 分别为R ＝0.3 Ω、R ＝0.9 Ω，两导体棒静止在水平导轨上．t＝0时刻，导体棒MN获得v ＝7 m/s、水平 1 2 0 向右的初速度．导轨电阻忽略不计，导体棒MN、PQ始终与导轨垂直且接触良好，导体棒 MN始终在较 窄导轨上运动，取g＝10 m/s2则( ) A．t＝0时刻，回路中的电流为 A B．导体棒MN最终做匀速直线运动，速度大小为3 m/s C．通过导体棒MN的电荷量最大值为3.4 C D．导体棒PQ中产生的焦耳热最大值为4.2 J 10.(多选)(2022·辽宁省模拟)如图所示，导体棒a、b水平放置于足够长的光滑平行金属导轨上，导轨左右两 部分的间距分别为l、2l，质量分别为m、2m，两棒接入电路的电阻均为R，其余电阻均忽略不计；导体棒 a、b均处于竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中；a、b两棒以v 的初速度同时向右运动，两棒 0 在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，a总在窄轨上运动，b总在宽轨上运动，直到两棒达到稳定 状态，则从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是( ) A．稳定时a棒的速度为v 0 B．电路中产生的焦耳热为mv2 0 C．流过导体棒a的某一横截面的电荷量为 D．当a棒的速度为v 时，b棒的加速度大小为 0 11.(多选)(2022·山东枣庄市二模)如图所示，间距为L＝0.8 m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长， 底部Q、N之间连接阻值为R ＝2.0 Ω的电阻，磁感应强度大小为B ＝0.5 T，足够大的匀强磁场与导轨平 1 1 面垂直．质量为m＝1.0×10－2 kg、电阻值为R ＝2.0 Ω的金属棒ab放在导轨上，且始终与导轨接触良好． 2 导轨的上端点P、M分别与横截面积为5.0×10－3 m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化 的匀强磁场B 平行．开关S闭合后，金属棒ab恰能保持静止．重力加速度取g＝10 m/s2，其余部分的电阻 2 不计．则( ) A．匀强磁场B 的磁感应强度均匀减小 2 B．金属棒ab中的电流大小为0.25 A C．匀强磁场B 的磁感应强度的变化率为10 T/s 2 D．断开S之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25 m/s12.(2022·江苏盐城市二模)如图所示，三条平行虚线L 、L 、L 之间有宽度为L的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ， 1 2 3 两区域内的磁感应强度大小相等、方向相反，正方形金属线框MNPQ的质量为m、边长为L，开始时MN 边与边界L 重合，对线框施加拉力F使其以加速度a匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正方向，下 1 列关于感应电流i和拉力F随时间变化的图像可能正确的是( ) 13.(多选)(2022·安徽池州市模拟)如图所示，一质量为M的U形金属框abcd静置于水平粗糙绝缘平台上， ab和dc边平行且与bc边垂直，bc边长度为L，L 、L 足够长，金属框与绝缘平台间的动摩擦因数为 μ， ab dc 整个金属框电阻可忽略．一根质量也为M的导体棒mn平行bc静置于金属框上，导体棒接入回路中的电阻 为R，导体棒与金属框间摩擦不计．现用水平恒力 F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于方向竖 直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，mn与金属框始终保持良好接触，重力加速度为g，经过足够 长时间后，下列说法正确的是( ) A．导体棒与金属框具有共同速度大小为v＝ B．导体棒与金属框具有共同加速度大小为a＝－μg C．导体棒中电流I＝ D．导体棒消耗的电功率为P＝ 14.(多选)(2022·广西北海市一模)如图所示，在水平桌面上固定两条足够长的相距L＝1.0 m的平行光滑金属 导轨，导轨的左端连接阻值 R＝3.0 Ω的电阻，导轨上放有垂直导轨的金属杆 P，金属杆的质量m＝0.1 kg，接入电路的电阻r＝2.0 Ω，整个空间存在磁感应强度大小B＝0.5 T、竖直向下的匀强磁场．初始时刻 金属杆在水平向右的恒力F的作用下，向右做速度v＝4 m/s的匀速直线运动，经1.5 s后撤去恒力F.整个运 动过程中金属杆P始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则从初始时刻到金属杆停止运动的过程中( )A．电阻R上产生的热量为1.0 J B．电阻R上产生的热量为1.2 J C．金属杆向右运动的位移为14 m D．金属杆向右运动的位移为16 m 15.(2022·广东珠海模拟)如图甲所示，面积S＝0.2 m2的线圈，匝数n＝630匝，总电阻r＝1.0 Ω，线圈处在 变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度 B随时间t按图乙所示规律变化，方向垂直线 圈平面，图甲中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3 V，0.9 W”，滑动变阻器R 上标有“10 Ω，1 A”。 0 则下列说法正确的是( ) A.电流表中的电流方向向左 B.线圈中产生的感应电动势为定值 C.为了保证电路的安全，电路中允许通过的电流最大值为1 A D.若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图乙中的t 最小值为20 s 0 16.(2022·上海市宝山区二模)有一匀强磁场区域，区域的上、下边界MM′、NN′与水平面平行，磁场的磁 感应强度大小为B，方向如图所示，磁场上下边界的距离为H.一矩形线圈abdc位于竖直平面内，其质量为 m，电阻为R，ab边长为L，bd边长为L，且L