2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：电磁感应中的力学问题
试题部分
1.2015年上海卷24．如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以v0=2m/s、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是________，环中最多能产生________J的电能。 v0 I 2. 2012年物理上海卷
25．正方形导体框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时
间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为
F ____________；导体框中感应电流做功的功率为____________。
3. 2014年理综大纲卷
20．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率 ( )
A．均匀增大 B．先增大，后减小 C．逐渐增大，趋于不变 D．先增大，再减小，最后不变 4.2014年理综广东卷
15．如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块 A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在P中的下落时间比在Q中的长 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的长 5.2013年天津卷
图8 3．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框动abcd。ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则
A．Q1>Q2 q1=q2 B．Q1>Q2 q1>q2 C．Q1=Q2 q1=q2 D．Q1=Q2 q1>q2
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铜管B
P Q 小磁块塑料管d c M a B b N 6. 2013年安徽卷
16.如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6）
A．2.5m/s 1W B．5m/s 1W
M 小灯泡 C．7.5m/s 9W D．15m/s 9W N 7. 2011年理综福建卷 370 17．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0 <θ
<90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截N a 面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中 B A．运动的平均速度大小为v
12Q M θ P θ b qRB．下滑位移大小为
BLC．产生的焦耳热为qBLv
B2L2vsinθ D．受到的最大安培力大小为
R8. 2012年理综山东卷
20．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下
R 的拉力，并保持拉力的功率为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。
B 导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重
L 力加速度为g，下列选项正确的是（ ）
m A．P=2mgvsinθ
B．P=3mgvsinθ θ C．当导体棒速度达到
vg时加速度大小为sin? 22θ D．在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功 9. 2013年江苏卷
13. (15 分)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直. 已知线圈的匝数N =100，边长ab =1. 0 m、bc =0. 5 m,电阻r =2? . 磁感应强度B 在0 ?1 s 内从零均匀变化到0. 2 T. 在1?5 s 内从0. 2 T 均匀变化到-0. 2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向. 求：
(1)0. 5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向； (2)在1?5s内通过线圈的电荷量q；
d a
B
c b 2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：电磁感应中的力学问题（解析版） 第（2）页
(3)在0?5s 内线圈产生的焦耳热Q.
10.2017年江苏卷13．（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：
Q M （1）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小l； （2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a； v0 d R （3）PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P.
N P
11.2017年海南卷10．如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线
c 框abcd，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距。d b 若线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，a 线框下落的速度大小可能 （ ）
A．始终减小 B．始终不变 C．始终增加 D．先减小后增加 12.2017年海南卷13．（10分）如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）
内，轨间距为l，左端连有阻值为R的电阻。一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域。已知金属杆以速度v0向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零。金属杆与导轨始终保持垂直
R l v0 且接触良好。除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。求金属杆运
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动到磁场区域正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率。
13.2014年物理江苏卷 13． (15 分) 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 L，长为 3 d，导轨平面与水平面的夹角为 θ，在导轨的中部刷有一段长为 d 的薄绝缘涂层. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直.
R 质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，
在滑上涂层之前已经做匀速运动， 并一直匀速d 滑到导轨底端. 导体棒始终与导轨垂直，且仅与
d 涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为 R，其
B 绝缘涂层 他部分的电阻均不计，重力加速度为 g. 求：
d （1） 导体棒与涂层间的动摩擦因数μ； （2） 导体棒匀速运动的速度大小 v；
L θ （3 ） 整个运动过程中，电阻产生的焦耳热 Q.
14. 2013年上海卷
33．（16分）如图，两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。导轨间x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求： ⑴电路中的电流；
⑵金属棒在x=2m处的速度；
R B x l O 第（4）页 2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：电磁感应中的力学问题（解析版）⑶金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小； ⑷金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。
15. 2012年物理上海卷
33．（14分）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。以
B ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水Q e b F 平向左，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一水平向左
B 的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做d cf P 匀加速直线运动，加速度为a。
（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；
（2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？ （3）某一过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量。
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