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电磁感应专题
一、单选题1.(2023·陕西·统考一模)如图甲所示,在匀强磁场中固定放置一圆形导线框,线框平面与磁场方向垂直在图乙所示的磁感应强度大小B随时间t变化图像中,可使线框中产生逆时针方向、逐渐减小的感应电流的是( )A.B.C.D.2.(2023·上海静安·统考一模)如图,一个正方形导线框从高处自由下落,穿过一水平的匀强磁场区域,已知磁场区域高度大于2倍线框高度,线框离开磁场过程中的运动情况是( )A.若线框匀速进入磁场,则离开磁场过程一定是匀速运动B.若线框加速进入磁场,则离开磁场过程一定是加速运动C.若线框加速进入磁场,则离开磁场过程一定是减速运动D.若线框减速进入磁场,则离开磁场过程一定是减速运动3.(2023·广东清远·校联考模拟预测)如图所示,虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外,右侧的匀强磁场垂直纸面向里一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中,下列说法正确的是( )A.a、b两点等高B.小球在最低点处于平衡状态C.小球在穿过虚线时内部会产生涡流D.小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力4.(2012·全国·高考真题)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行已知在到的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是( )A.B.C.D.5.(2013·上海·统考高考真题)如图,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向A.向左B.向右C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里6.(2020·全国·统考高考真题)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环圆环初始时静止将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到( )A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动7.(2017·天津·高考真题)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8.(2022·江苏·高考真题)如图所示,半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为,、k为常量,则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为( )A.B.C.D.9.(2023·浙江·模拟预测)如图所示,在直角边长为2L的等腰Rt△ABC区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd,沿纸面从左向右以速度v匀速通过整个磁场区域设电流逆时针方向为正方向,则线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是( )A.B.C.D.10.(2021·北京·高考真题)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦ab以水平向右的初速度v0开始运动,最终停在导体框上在此过程中( )A.导体棒做匀减速直线运动B.导体棒中感应电流的方向为C.电阻R消耗的总电能为D.导体棒克服安培力做的总功小于
二、多选题11.(2017·全国·高考真题)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,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PQ突然向左运动,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( )A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向C.T具有收缩趋势,PQ受到向右的安培力D.T具有扩张趋势,PQ受到向右的安培力12.(2018·辽宁大连·校考一模)如图所示,一个水平放置的“∠”形光滑金属导轨固定在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右平动,导体棒与导轨一边垂直,以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点,则下列关于回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图像正确的是( )A.B.C.D.13.(2023·内蒙古通辽·校考模拟预测)在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框abcd,被限制在沿ab方向的水平直轨道上滑动bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg,直角边ef、ge的长度均为l,ef边与ab边在同一直线上,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区域,若图示位置为t=0时刻,设逆时针方向为电流的正方向,水平向右为拉力的正方向则线框中的感应电流i和拉力F随时间t的关系图象可能正确的是(时间单位为,A、B、C中图象为线段,D中图象为抛物线)( )A.B.C.D.14.(2022·河北·校联考模拟预测)如图所示,两条平行光滑导轨相距L,导轨水平部分足够长,导轨电阻不计水平轨道处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,金属棒b放在水平导轨上,金属棒a从斜轨上高h处自由滑下,已知金属棒a、b质量均为m,电阻均为R,整个过程中金属棒a,b始终未相撞且与导轨接触良好,则下列说法正确的是( )A.俯视看,回路中的感应电流方向为逆时针B.回路中感应电流的最大值为C.金属棒b的最大安培力为D.金属棒a最多产生的热量为15.(2023·山东菏泽·统考一模)如图所示,形状相同的平行金属导轨CN、DQ放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,间距为L,与水平面相切于M、P,右端接一阻值为R的电阻质量为m、电阻为r的金属棒从曲面上高h处静止释放,到达曲面底端PM时速度为;棒释放的位置到PM的水平距离为d,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒最终会停在导轨上,重力加速度( )A.金属棒从静止释放到运动到曲面底端PM的过程中通过R的电荷量为B.从释放到PM的运动过程,摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总冲量在数值上一定大于重力的冲量C.若金属棒从曲面底端PM到最终停止在导轨上,电阻R上产生的热量为△Q,则金属棒停止的位置距曲面底端PM的位移为D.在金属棒运动的整个过程中,电阻R上产生的焦耳热16.(2023·辽宁·模拟预测)如图甲所示,正方形导线框固定在匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,初始时刻磁场方向垂直纸面向里,且规定垂直纸面向里为正方向,匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,已知导线框的边长为,总电阻为,下列说法正确的是( )A.时间内,导线框中电流的方向始终为B.时间内,导线框始终有扩张的趋势C.时间内,边受到的安培力大小为D.时间内,通过导线框的电荷量为17.(2021·辽宁·统考高考真题)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=2t0的时间内,金属棒水平固定在距导轨顶端L处;t=2t0时,释放金属棒整个过程中金属棒与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,则( )A.在时,金属棒受到安培力的大小为B.在t=t0时,金属棒中电流的大小为C.在时,金属棒受到安培力的方向竖直向上D.在t=3t0时,金属棒中电流的方向向右18.(2018·全国·高考真题)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路将一磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是( )A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动19.(2022·河北·统考高考真题)如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根导轨位于轴上,另一根由、、三段直导轨组成,其中段与轴平行,导轨左端接入一电阻导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动,时刻通过坐标原点,金属棒始终与轴垂直设运动过程中通过电阻的电流强度为,金属棒受到安培力的大小为,金属棒克服安培力做功的功率为,电阻两端的电压为,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( )A.B.C.D.20.(2020·海南·统考高考真题)如图,足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域,磁感应强度大小为,方向如图所示.一根质量,阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量,阻值的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则( )A.金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动B.金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流C.金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒b上产生的焦耳热为D.金属棒a最终停在距磁场左边界处第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明
三、解答题21.(2022·上海·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,磁场的磁感应强度为B,方向如图所示,磁场上下边界的距离为H一矩形线圈abcd位于竖直平面内,其质量为m,电阻为R,ab边长L1,bd边长L2,且L2H现令线框从离磁场区域上边界MM′的距离为h处自由下落,当cd边已进入磁场,ab边还未进入磁场的某一时刻,线框的速度到达最大值线框下落过程中cd边始终与磁场边界平行,试求
(1)线框完全进入磁场前速度的最大值;
(2)线框从开始下落,到cd边刚到达磁场区域下边界NN′的过程中,线框克服安培力所做的功;
(3)线框cd边刚穿出磁场区域下边界NN′时线框的加速度22.(2020·江苏·统考高考真题)如图所示,电阻为的正方形单匝线圈的边长为,边与匀强磁场边缘重合磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为在水平拉力作用下,线圈以的速度向右穿过磁场区域求线圈在上述过程中1感应电动势的大小E;2所受拉力的大小F;3感应电流产生的热量Q23.(2022·全国·统考高考真题)如图,一不可伸长的细绳的上端固定,下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场已知构成金属框的导线单位长度的阻值为;在到时间内,磁感应强度大小随时间t的变化关系为求:
(1)时金属框所受安培力的大小;
(2)在到时间内金属框产生的焦耳热试卷第6页,共11页参考答案1.D【详解】要使线框中产生逆时针方向感应电流,感应电流磁场垂直纸面向外,通过线圈的原磁场方向垂直纸面向里,根据楞次定律,则原磁场的磁通量在增大,即B在增大;感应电流逐渐减小,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律知则B应随时间t的变化率逐渐减小,B-t图像的切线的斜率逐渐减小故选D2.D【详解】A.若ab边进入磁场时线框做匀速运动,则则当ab边下落L以后全部进入磁场,此后线圈在磁场中下落2L-L的过程中将做匀加速运动,故当ab边到达磁场下边缘时则ab边离开磁场时线框做减速运动,A错误;B.若线框加速进入磁场,则则当ab边下落L以后全部进入磁场,此后线圈在磁场中下落2L-L的过程中将做匀加速运动,故当ab边到达磁场下边缘时,安培力大小与重力大小关系不能确定,ab边离开磁场时线框的运动状态也无法确定BC错误;D.若ab边进入磁场时线框做减速运动,则则当ab边下落L以后全部进入磁场,此后线圈在磁场中下落2L-L的过程中将做匀加速运动,故当ab边到达磁场下边缘时则ab边离开磁场时线框也一定做减速运动,D正确故选D3.C【详解】BCD.小球在穿过虚线时内部会产生涡流,穿过小球的磁通量发生变化,小球内部会产生涡流,小球在最低点除需做圆周运动的向心力以外,水平方向还受到向左的电磁阻尼,选项BD均错误,选项C正确;A.由于电磁阻尼,b点一定低于a点,选项A错误故选C4.A【详解】A.电流先正向减小,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向里,再根据安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向,合力方向与线框左边所受力方向都向左;然后电流反向增大,在此过程,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,再根据安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向,合力方向与线框左边所受力方向都向右,故A正确;BD.电流反向减小,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外,且逐渐减小,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向外,再根据安培定则可知,感应电流方向为逆时针方向,故B、D错误;C.由A项分析和图可知,线框受到的安培力水平向左不变,不符合题安培力的合力先水平向左、后水平向右,故C错误故选A5.B【详解】当MN中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小,根据楞次定律,单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向顺时针方向,由左手定则可知,线圈所受安培力的合力方向向右,选项B正确.6.B【详解】无论开关S拨至哪一端,当把电路接通一瞬间,左边线圈中的电流从无到有,电流在线圈轴线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流,异向电流相互排斥,所以无论哪种情况,圆环均向右运动故选B7.D【详解】A.磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律和安培定则得,ab中的感应电流方向由a到b,故A错误;B.由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势恒定,则ab中的感应电流不变,故B错误;C.根据安培力公式知,电流不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误;D.安培力和静摩擦力为一对平衡力,安培力减小,则静摩擦力减小,故D正确故选D8.A【详解】由题意可知磁场的变化率为根据法拉第电磁感应定律可知故选A9.B【详解】线框开始进入磁场运动L的过程中,只有边bc切割,切割有效长度不变,感应电动势不变,感应电流不变,由右手定则可知感应电流为逆时针方向(正方向);前进L后,边bc开始出磁场,边ad开始进入磁场,回路中的感应电动势为边ad产生的减去bc边在磁场中产生的电动势,线圈切割磁感线的有效长度从零逐渐增大,回路中感应电动势从零逐渐增大,感应电流从零逐渐增大,感应电流为顺时针方向(负方向);当线圈再前进L时,边bc完全出磁场,ad边也开始出磁场,有效切割长度逐渐减小,感应电动势从零逐渐减小,感应电流逐渐减小,感应电流为顺时针方向((负方向)故选B10.C【详解】AB.导体棒向右运动,根据右手定则,可知电流方向为b到a,再根据左手定则可知,导体棒向到向左的安培力,根据法拉第电磁感应定律,可得产生的感应电动势为感应电流为故安培力为根据牛顿第二定律有可得随着速度减小,加速度不断减小,故导体棒不是做匀减速直线运动,故AB错误;C.根据能量守恒定律,可知回路中产生的总热量为因R与r串联,则产生的热量与电阻成正比,则R产生的热量为故C正确;D.整个过程只有安培力做负功,根据动能定理可知,导体棒克服安培力做的总功等于,故D错误故选C11.AC【详解】AB.PQ突然向左运动,根据右手定则可知,电流方向由P到Q,即闭合回路PQRS中电流沿顺时针方向,又由安培定则可知,回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,故环形金属线框T的磁通量将变大,由楞次定律可知,T中将产生沿逆时针方向的感应电流,故A正确B错误;CD.线框T的磁能量变大,由楞次定律可知,T有收缩的趋势,以阻碍磁通量的增大,PQ中有由P到Q的电流,由左手定则可知,PQ受到的安培力向右,故C正确D错误故选AC12.AC【详解】A.设“∠”形导轨的夹角为θ,经过时间t,导体棒的水平位移为x=vt导体棒切割磁感线的有效长度L=vt·tanθ所以回路中感应电动势E=BLv=Bv2t·tanθ感应电动势与时间t成正比,A正确;B.相似三角形的三边长之比为定值,故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比,而感应电动势与时间也成正比,故感应电流大小与时间无关,为定值,B错误;C.导体棒匀速移动,外力F与导体棒所受安培力为一对平衡力,故外力的功率P=Fv=BILv=BIv2t·tanθ与时间t成正比,C正确;D.回路中产生的焦耳热Q=I2Rt,回路电阻R与t成正比,故焦耳热Q与t2成正比,D错误故选AC13.BD【详解】AB.在时间为0到范围内,是bc边切割磁感线,且有效切割长度为根据感应电动势公式得感应电动势线性减小,根据右手定则可判断电流方向由b指向c,所以感应电流为正方向,且线性减小到0;在时间为到范围内,是ad边切割磁感线,且有效切割长度为根据感应电动势公式得感应电动势线性减小,根据右手定则可判断电流方向由a指向d,所以感应电流为负方向,且线性减小到0,故A错误,B正确;CD.由以上分析可知,在时间为0到范围内,bc边处于磁场中,且处于磁场中的实际长度为根据安培力公式得安培力大小为根据左手定则可判断安培力方向为水平向左,拉力与安培力二力平衡,所以拉力水平向右,即拉力方向为正方向;同理得在时间为到范围内,有且拉力方向为正,C错误,D正确故选BD14.ACD【详解】A.根据右手定则可知,金属棒a向右运动过程中,回路中的感应电流为逆时针方向(俯视看),A正确;B.金属棒a刚运动至水平轨道时,速度最大,b棒速度为零,此时感应电流最大,则,得B错误;C.同B选项,此时b棒受安培力最大,即C正确;D.两金属棒最终共速,运动过程中满足动量守恒金属棒a产生的热量为得D正确故选ACD15.ABC【详解】A.金属棒从静止释放到运动到曲面底端PM的过程中通过R的电荷量为选项A正确;B.从释放到PM的运动过程,设摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总合力为F,棒从静止向下运动,处于超重转态,所以总合力F大于重力,则摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总冲量在数值上一定大于重力的冲量,选项B正确;C.若金属棒从曲面底端PM到最终停止在导轨上,电阻R上产生的热量为△Q,则电路中产生的总的焦耳热为由能量关系则金属棒停止的位置距曲面底端PM的位移为选项C正确;D.在金属棒运动的整个过程中,因有摩擦生热,则电路中产生的焦耳热小于mgh,即电阻R上产生的焦耳热小于,选项D错误故选ABC16.AD【详解】AB.时间内,导线框中的磁通量先垂直纸面向里减小,后垂直纸面向外增大,根据楞次定律可知,导线框中电流的方向始终为;根据“增缩减扩”,导线框先有扩张后有缩小的趋势,A正确,B错误;C.时间内,穿过导线框的磁通量变化率不变,即感应电流大小不变,由于匀强磁场的磁感应强度先变小后变大,因此边受到的安培力先变小后变大,C错误;D.时间内,通过导线框的电荷量D正确故选AD17.BC【详解】AB.由图可知在0~t0时间段内产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流为在时磁感应强度为,此时安培力为故A错误,B正确;C.由图可知在时,磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大,根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流,再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上,故C正确;D.由图可知在时,磁场方向垂直纸面向外,金属棒向下掉的过程中磁通量增加,根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左,故D错误故选BC18.AD【详解】A.由电路可知,开关闭合瞬间,右侧线圈正面环绕部分的电流向下,由安培定则可知,直导线在铁芯中产生向右的磁场,由楞次定律可知,左侧线圈正面环绕部分产生向上的电流,则直导线中的电流方向由南向北,由安培定则可知,直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;BC.开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,则左侧线圈中的感应电流为零,直导线不产生磁场,则小磁针静止不动,BC错误;D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,穿过左侧线圈向右的磁通量减少,则由楞次定律可知,左侧线圈正面环绕部分产生向下的感应电流,则流过直导线的电流方向由北向南,直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确故选AD19.AC【详解】当导体棒从O点向右运动L时,即在时间内,在某时刻导体棒切割磁感线的长度(θ为ab与ad的夹角)则根据E=BLv0可知回路电流均匀增加;安培力则F-t关系为抛物线,但是不过原点;安培力做功的功率则P-t关系为抛物线,但是不过原点;电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势,即即图像是不过原点的直线;根据以上分析,可大致排除BD选项;当在时间内,导体棒切割磁感线的长度不变,感应电动势E不变,感应电流I不变,安培力F大小不变,安培力的功率P不变,电阻两端电压U保持不变;同理可判断,在时间内,导体棒切割磁感线长度逐渐减小,导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小,感应电流I均匀减小,安培力F大小按照二次函数关系减小,但是不能减小到零,与内是对称的关系,安培力的功率P按照二次函数关系减小,但是不能减小到零,与内是对称的关系,电阻两端电压U按线性均匀减小;综上所述选项AC正确,BD错误故选AC20.BD【详解】A.金属棒a第一次穿过磁场时受到安培力的作用,做减速运动,由于速度减小,感应电流减小,安培力减小,加速度减小,故金属棒a做加速度减小的减速直线运动,故A错误;B.根据右手定则可知,金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流,故B正确;C.电路中产生的平均电动势为平均电流为金属棒a受到的安培力为规定向右为正方向,对金属棒a,根据动量定理得解得对金属棒第一次离开磁场时速度金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量,即联立并带入数据得由于两棒电阻相同,两棒产生的焦耳热相同,则金属棒b上产生的焦耳热故C错误;D.规定向右为正方向,两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得联立并带入数据解得金属棒a反弹的速度为设金属棒a最终停在距磁场左边界处,则从反弹进入磁场到停下来的过程,电路中产生的平均电动势为平均电流为金属棒a受到的安培力为规定向右为正方向,对金属棒a,根据动量定理得联立并带入数据解得故D正确故选BD21.
(1);
(2);
(3),方向竖直向上【详解】
(1)当线框的加速度为零时,线框的速度达到最大值,即解得
(2)当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动,有线框从开始下落到cd边刚到达磁场区域下边界NN′的过程中,有联立解得
(3)当线框出磁场时,安培力大于重力,根据牛顿第二定律可得解得方向竖直向上22.
10.8V;
20.8N;
30.32J【详解】1由题意可知当线框切割磁感线是产生的电动势为2因为线框匀速运动故所受拉力等于安培力,有根据闭合电路欧姆定律有结合1联立各式代入数据可得F=
0.8N;3线框穿过磁场所用的时间为故线框穿越过程产生的热量为23.
(1);
(2)
0.016J【详解】
(1)金属框的总电阻为金属框中产生的感应电动势为金属框中的电流为t=
2.0s时磁感应强度为金属框处于磁场中的有效长度为此时金属框所受安培力大小为
(2)内金属框产生的焦耳热为答案第1页,共2页答案第1页,共2页。