山东专用高考物理一轮复习专题十二电磁感应_基础集训含解析

专题十二　电磁感应
备考篇
【考情探究】

课标解读
考情分析
备考指导
考点
内容
电磁感应现象　楞次定律
1.知道磁通量。通过实验,了解电磁感应现象,了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响
2.探究影响感应电流方向的因素,理解楞次定律
命题趋势
1.将继续考查应用楞次定律和右手定则判定感应电流的方向
2.结合各种图像,考查感应电流方向的判断和感应电动势的计算
3.将继续考查电磁感应与电路、能量、动力学的结合,还有与实际生产、生活的结合
1.抓基础,要学透楞次定律和法拉第电磁感应定律的内容
2.特别注重电磁感应与实际生产、生活相结合,考查与电路、能量、动力学联系的内容
法拉第电磁感应定律　自感　涡流
1.通过实验,理解法拉第电磁感应定律
2.通过实验,了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产、生活中的应用
电磁感应中的综合应用
要利用基于实际情境的问题,让学生了解电磁感应定律、楞次定律等电磁学基本规律在生产、生活中的应用

【真题探秘】

命题立意
考查利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向,考查导体切割磁感线时的感应电动势公式,考查考生通过题目获取信息和处理信息的能力,考查考生基于证据解决问题的综合能力,考查考生抽象思维、演绎推理的能力。判断感应电流的方向多以选择题的形式出现,电磁感应的综合题目多以计算题的形式出现。
解题指导
注意第一和第二象限的磁感应强度的方向相反,根据导体框沿y轴正方向每秒运动一个方格,明确各时刻导体框切割的有效长度,注意2s后导体框有一部分进入第一象限,第一象限切割产生的感应电动势方向与第二象限切割产生的感应电动势方向相反,总的电动势减小。本题为选择题,可以分析一些特别时刻ab边所受安培力的大小关系,然后结合图像选择判断。
拓展延伸
注意导体切割磁感线的感应电动势公式,L为导体棒切割磁感线的有效长度;判断电磁感应电路中的感应电动势要明确哪部分导体产生感应电动势,然后根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向,电路中有多部分导体产生感应电动势时,注意各部分的感应电动势是相加还是相减。平时要提高获取信息和处理信息的能力。
[教师专用题组]
1.真题多维细目表
真题
涉分
考点
题型
设题情境
学科素养
电磁感应现象、
楞次定律
法拉第电磁
感应定律
电磁感应中
的综合应用
2020山东,12
4


图像问题
多选
切割等效
模型建构、科学推理
2020课标Ⅱ,14
6
电磁感应


单选
管道高频焊机
模型建构、科学推理
2019课标Ⅰ,20
6
楞次定律
电磁感应定律

多选

科学推理、科学论证
2019课标Ⅱ,21
6


感应电流I-t图像
多选
两根导体棒
模型建构、科学推理
2019课标Ⅲ,14
6
楞次定律


单选
楞次定律本质
能量观念
2019课标Ⅲ,19
6


图像问题
多选

模型建构、科学推理
2018课标Ⅰ,17
6
流过OM电
荷量相等


单选

模型建构、科学推理
2018课标Ⅰ,19
6
楞次定律


多选
两个线圈绕在铁芯上
模型建构、科学推理
2017课标Ⅰ,18
6
电磁阻尼


单选
扫描隧道显微镜
能量观念、科学推理
2017课标Ⅱ,20
6

感应电动势
E-t图像

多选

模型建构、科学推理
2017课标Ⅲ,15
6
楞次定律


单选

模型建构、科学推理
2016课标Ⅰ,24
14


共点力平衡
计算

模型建构、科学推理
2016课标Ⅱ,20
6


感应电动势
多选
法拉第圆盘发电机
模型建构、科学推理
2015山东理综,17
6
楞次定律
右手定则

多选
金属圆盘切割磁感线
模型建构、科学推理
2.命题规律与趋势
本专题主要考查楞次定律、电动势的计算、电磁感应与电路的综合、与能量的综合以及电磁感应中动力学问题。考查方向上更多地倾向于电磁感应与电路、能量综合。解题方法上以等效法、程序法、函数法、图像法为主。多以电路的等效考查模型建构的素养;以原理的应用考查科学推理和科学论证的素养,同时体现考生严谨的科学态度和一丝不苟、实事求是的社会责任感;以对研究对象受力和运动的分析及能量的转化与守恒,考查相互作用观念、运动观念和能量观念的建立。
2021年对本专题的考查,从各方面可能仍延续原来的形式及考点,只是在原理应用方面可能会更多地联系现代科技发展和生产、生活。3.备考方法与策略
对本专题的复习,首先应以对概念、原理的理解,对规律的基本应用为主,打牢基础;如对磁通量相关概念的理解、对楞次定律和法拉第电磁感应定律的各种形式的应用要熟练掌握。其次是对各种典型的模型构建、典型问题的处理思想方法,了然于胸:如“电磁感应中的电路问题”“电磁感应中的力学问题”“电磁感应中的能的图像”“电磁感应中量转化与守恒”等,应能够抓住解决各种典型问题的关键,一击必中,最终都是为了培养学生分析问题解决问题的能力,培养学生模型建构、科学推理和科学论证的学科素养,建立正确的科学观,树立正确的人生观和强烈的社会责任感!
基础篇
【基础集训】
考点一　电磁感应现象　楞次定律
1.(2020山东德州夏津第一中学月考,9)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接,下列说法中正确的是 (　　)

A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合或断开瞬间电流计指针均不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转
答案　A　
2.(2020山东青岛第二中学期中,6)如图所示圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是 (　　)

A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
答案　D　
3.(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是 (　　)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.向右加速运动　　B.向左加速运动
C.向右减速运动　　D.向左减速运动
答案　BC　
考点二　法拉第电磁感应定律　自感　涡流
1.(2020山东青岛黄岛期末,2)如图,线圈固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度变化使线圈中产生感应电流且逐渐变小,则磁感应强度B随时间t变化可能是图中的 (　　)


答案　C　
2.(2020山东潍坊五县联考,6)随着科技的不断发展,小到手表、手机,大到电脑、电动汽车,都已经在无线充电方面实现了从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌手机无线充电的原理图,下列说法正确的是 (　　)

A.无线充电时,手机上接收线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B.发送端和接收端间的距离不影响充电的效率
C.所有手机都能用该品牌无线底座进行无线充电
D.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
答案　D　
考点三　电磁感应中的综合应用
1.(2020四川绵阳一模,6)(多选)如图甲,线圈A(图中实线,共100匝)的横截面积为0.3m2,总电阻r=2Ω,A右侧所接电路中,电阻R1=2Ω,R2=6Ω,电容C=3μF,开关S1闭合。A中有横截面积为0.2m2的区域C(图中虚线),C内有图乙所示的变化磁场,t=0时刻,磁场方向垂直于线圈平面向里。下列判断正确的是 (　　)

A.闭合S2电路稳定后,通过R2的电流由b流向a
B.闭合S2电路稳定后,通过R2的电流大小为0.4A
C.闭合S2电路稳定后再断开S1,通过R2的电流由b流向a
D.闭合S2电路稳定后再断开S1,通过R2的电荷量为7.2×10-6C
答案　BD　
2.如图所示,光滑平行足够长的金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨范围内存在磁场,其磁感应强度大小为B,方向竖直向下,导轨一端连接阻值为R的电阻。在导轨上垂直导轨放一长度等于导轨间距L、质量为m的金属棒,其电阻为r。金属棒与金属导轨接触良好。金属棒在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,经过时间t后开始匀速运动,金属导轨的电阻不计。求:

(1)金属棒匀速运动时回路中电流大小;
(2)金属棒匀速运动的速度大小以及在时间t内通过回路的电荷量;
(3)若在时间t内金属棒移动的位移为x,求电阻R上产生的热量。
答案　见解析
综合篇
【综合集训】
拓展一　电磁感应现象及感应电流方向的判断
　(2020山东济南一模,11)(多选)如图所示,铜圆盘安装在竖直的铜轴上,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R。先将开关闭合,待圆盘转速稳定后再断开开关,不计一切摩擦,下列说法中正确的是 (　　)

A.闭合开关时,从上往下看圆盘逆时针转动
B.闭合开关圆盘转速稳定时,流过圆盘的电流为零
C.断开开关时,a点电势低于b点电势
D.断开开关后,流过电阻R上的电流方向与原电流方向相反
　答案　BC　
拓展二　法拉第电磁感应定律的理解与应用
　(2020四川宜宾第四中学高三期中,5)如图所示,固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,导轨间距为l且足够长,左端接阻值为R的定值电阻,导轨电阻不计。现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上,在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度ω转过60°的过程中(金属棒始终与导轨接触良好,电阻不计) (　　)

A.通过定值电阻的最大电流为ωBl2R
B.通过定值电阻的最大电流为ωBl22R
C.通过定值电阻的电荷量为Bl22R
D.通过定值电阻的电荷量为3Bl22R
　答案　D　
拓展三　导体切割磁感线产生的感应电动势的理解与应用
1.(2020湖北咸宁嘉鱼第一中学高二期末,11)(多选)如图所示,足够长的U形光滑导体框固定在水平面上,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,电阻为r,质量为m的导体棒MN放在导体框上,其长度恰好等于导体框的宽度,且相互接触良好,其余电阻均可忽略不计,在水平拉力作用下,导体棒向右匀速运动,速度大小为v。下列说法正确的是 (　　)

A.回路中感应电流方向沿导体棒从M→N
B.导体棒MN两端的电压为BLv
C.水平拉力的功率为B2L2v2R+r
D.t时间内通过R的电荷量为BLvtR+r
答案　CD　
2.(2020辽宁丹东高三下学期质检,8)(多选)如图所示,在垂直于纸面向外的匀强磁场中,水平放置两个同心金属环,半径分别是r和3r,磁感应强度为B,在两环间连接有一个电容为C的电容器,a、b是电容器的两个极板。长为2r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好,并绕圆心以角速度ω做顺时针方向(从垂直环面向里看)的匀速圆周运动。则下列说法正确的是 (　　)
A.金属棒AB中有从B到A的持续电流
B.电容器b极板带负电
C.电容器两端电压为4ωBr2
D.电容器所带电荷量为1.5CωBr2
答案　BC　
拓展四　电磁感应中的电路与图像问题
　(2020山东临沂蒙阴实验中学高三期末,3)如图所示,一闭合直角三角形线框abc以速度v匀速向右穿过匀强磁场区域,磁场宽度大于ac边的长度。从bc边进入磁场区,到a点离开磁场区的过程中,线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是选项图中的 (　　)


　答案　A　
拓展五　电磁感应中的动力学与能量问题
1.(2020山东潍坊三模,12)(多选)如图甲所示,一对足够长的平行光滑轨道(电阻不计)固定在水平面上,两轨道相距L=1m,左端用R=1.5Ω的电阻连接。一质量m=1kg、电阻r=0.5Ω的导体杆垂直并静置于两轨道上。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿轨道方向作用在导体杆上,导体杆的速度随时间变化的关系如图乙所示。某时刻撤去拉力F,导体杆又滑行了一段距离后停下。则以下说法正确的是 (　　)

A.前2s内,通过电阻R的电荷量为4C
B.导体杆运动过程中所受拉力恒为8N
C.导体杆在前2s内产生的电动势与时间的关系为E=4t(V)
D.从撤去拉力F到导体杆停止运动的过程中,电阻R上产生的热量为6J
答案　ACD　
2.(2019山东泰安二模,24)如图,间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,虚线MN右侧区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量均为m、长度均为L、电阻均为R的导体棒a、b,垂直导轨放置且保持与导轨接触良好。开始导体棒b静止于距MN为x0处,导体棒a以水平速度v0从MN处进入磁场。不计导轨电阻,忽略因电流变化产生的电磁辐射,运动过程中导体棒a、b没有发生碰撞。求:

(1)导体棒b中产生的内能;
(2)导体棒a、b间的最小距离。
答案　(1)18mv02　(2)x0-mv0RB2L2
拓展六　自感现象及其应用
　(2020甘肃平凉庄浪第一中学高二期中,8)图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈,A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是 (　　)

A.图甲中,A1与L1的电阻值相同
B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C.图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
　答案　C　
[教师专用题组]
【综合集训】
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.以下场景与电磁感应无关的是 (　　)

答案　A　A选项为运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力,不是电磁感应现象,故A正确。

2.如图所示,水平放置的条形磁铁中央,有一闭合金属弹性圆环,条形磁铁中心线与弹性环轴线重合,现将弹性圆环均匀向外扩大,下列说法中正确的是 (　　)
A.穿过弹性圆环的磁通量增大
B.从左往右看,弹性圆环中有顺时针方向的感应电流
C.弹性圆环中无感应电流
D.弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外
答案　B　条形磁铁的磁感线是由内外磁感线一起构成的闭合曲线,磁体内部磁感线的总条数与外部总条数一样多,但内外磁感线穿过弹性环的方向相反,所以当弹性环的半径增大时,穿过它的磁感线的净条数越少,A错误;此过程中穿过环的磁通量向右减少,由楞次定律知B正确,C错误;因环在磁铁的中部,磁场方向与环面垂直,再由左手定则知弹性圆环受到的安培力是沿半径向内的,D错误。

3.(2020江苏南通七市三模)如图所示,一根两端开口、长为l的铜管竖直放置,把一个磁性很强的圆柱形磁体从管上端放入管中,磁体直径略小于铜管内径。磁体过了较长时间才从铜管下端落出,比自由落体慢了许多。则 (　　)
A.磁体下落变慢,主要是因为磁体受到空气阻力作用
B.磁体下落变慢,主要是因为磁体受到金属铜的吸引
C.铜管内电流方向保持不变
D.铜管对磁体的作用力方向始终向上
答案　D　铜管可看作是一个个铜环排列而成,在磁体下落过程中,每个铜环在磁铁穿过的过程中磁通量先增大后减小,根据楞次定律知,铜管对磁体的作用力方向始终向上,D正确。

4.(2020浙江十校联盟联考)现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场,穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化,这时真空室空间内就产生感应涡旋电场,电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示(上方为侧视图,下方为真空室的俯视图),若电子被“约束”在半径为R的圆周上逆时针运动,此时电磁铁绕组通以图中所示的电流,则 (　　)
A.此时真空室中的磁场方向是从上往下
B.被加速时,电子运动的半径一定变大
C.电子被加速时,电磁铁绕组中电流增大
D.被加速时,电子做圆周运动的周期保持不变
答案　C　根据安培定则可知,此时真空室中的磁场方向是从下往上,A错误;电子被“约束”在半径为R的圆周上,可知电子被加速时,运动的半径不变,B错误;由于电子被“约束”在半径为R的圆周上逆时针运动,所以感应电场为顺时针方向,根据楞次定律可知,产生感应电场的磁场向上增大,所以电磁铁绕组中电流增大,C正确;电子被加速过程中,运动轨迹半径不变,由于磁场的变化,导致运动的周期变化,D错误。

5.(多选)如图所示,半径为R1的圆形导体线框,套住了半径为R2的边界为圆形的磁场区域,线框平面与磁场方向垂直,当磁感应强度以B=kt(k>0)变化时 (　　)
A.线框中的感应电动势大小为πkR12
B.线框中的感应电动势大小为πkR22
C.线框中的感应电流方向为顺时针方向
D.线框中的感应电流方向为逆时针方向
答案　BC　回路的有效面积为S=πR22,由法拉第电磁感应定律有E=ΔΦΔt=ΔBΔtS=πkR22,A错误,B正确。由楞次定律可知,C正确,D错误。
6.(2020北京中关村中学三模)如图所示,几位同学在做“摇绳发电”实验:把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路,两个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道,地磁场方向与地面平行,由南指向北。图中摇“绳”同学是沿东西站立的,甲同学站在西边,手握导线的A点,乙同学站在东边,手握导线的B点。则下列说法正确的是 (　　)

A.当“绳”摇到最高点时,“绳”中电流最大
B.当“绳”摇到最低点时,“绳”受到的安培力最大
C.当“绳”向下运动时,“绳”中电流从A流向B
D.在摇“绳”过程中,A点电势总是比B点电势高
答案　C　当“绳”摇到最高点时,绳转动的速度与地磁场方向平行,不切割磁感线,感应电流最小,故A错误。当“绳”摇到最低点时,绳转动的速度与地磁场方向平行,不切割磁感线,感应电流最小,绳受到的安培力也最小,故B错误。当“绳”向下运动时,地磁场向北,根据右手定则判断可知,“绳”中电流从A流向B,故C正确。在摇“绳”过程中,当“绳”向下运动时,“绳”中电流从A流向B,A点相当于电源的负极,B点相当于电源正极,则A点电势比B点电势低;当“绳”向上运动时,“绳”中电流从B流向A,B点相当于电源的负极,A点相当于电源正极,则B点电势比A点电势低,故D错误。
7.(2020山西八校一联)(多选)我国研发的磁悬浮高速试验样车在2019年5月23日正式下线,在全速运行的情况下,该样车的速度达到600km/h。超导体的抗磁作用使样车向上浮起,电磁驱动原理如图所示,在水平面上相距l的两根平行导轨间,有垂直水平面且等距离分布的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,每个磁场的宽度都是l,相间排列。固定在样车下方宽为l、阻值为R的导体线框abcd悬浮在导轨上方,样车运行过程中所受阻力恒为f,当磁场以速度v0向右匀速运动时,下列说法正确的是 (　　)

A.样车速度为零时,受到的电磁驱动力大小为4B2l2v0R
B.样车速度为零时,线圈的电热功率为2B2l2v02R
C.样车匀速运动时,克服阻力做功的功率为fv0-Rf24B2l2
D.样车匀速运动时,速度大小为v0-Rf2B2l2
答案　AC　当磁场以速度v0向右匀速运动且样车速度为零时,线框前、后边切割磁感线产生的总感应电动势E=2Blv0,由闭合电路欧姆定律可知,线框中的感应电流I=ER,样车受到的安培力即电磁驱动力F=2BIl,联立解得F=4B2l2v0R,选项A正确。样车速度为零时,线圈的电热功率P=I2R=E2R=4B2l2v02R,选项B错误。设样车匀速运动的速度为v,线框前后边切割磁感线的速度为v0-v,产生的总感应电动势E'=2Bl(v0-v),由闭合电路欧姆定律可知,线框中的感应电流I'=E'R,样车受到的安培力即电磁驱动力F'=2BI'l,由平衡条件有F'=f,联立解得v=v0-fR4B2l2,样车克服阻力做功的功率Pf=fv=fv0-f2R4B2l2,选项D错误,C正确。

8.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度大小为v,则这时AB两端的电压为 (　　)
A.Bav3　　B.Bav6　　C.2Bav3　　D.Bav
答案　A　当AB摆到竖直位置时,AB切割磁感线产生的瞬时感应电动势E=B·2a·(12v)=Bav,由闭合电路欧姆定律有,UAB=ER2+R4·R4=13Bav,故选A。
解题点拨　导体棒AB是电源,左右两侧是并联的外电路,所求电压是路端电压。
9.(多选)如图所示,一轨道的倾斜部分和水平部分都处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且磁场方向都与轨道平面垂直,水平轨道足够长,轨道的一端与阻值为R的电阻相连。一质量为m的水平金属棒ab,从静止开始沿轨道下滑,运动过程中金属棒ab始终保持与轨道垂直且接触良好。金属棒从倾斜轨道转入水平轨道时无机械能损失,金属棒及轨道电阻都不计。金属棒和轨道间的动摩擦因数为μ。关于ab棒运动的速度-时间图像,可能正确的是 (　　)


答案　CD　金属棒沿倾斜轨道从静止开始下滑,由mgsinθ-B2l2vR-μmgcosθ=ma知,棒下滑过程中加速度随速度的增大而减小,即速度-时间图线的斜率逐渐减小,在下滑到斜轨道的底端前速度可能已达到最大值即图线斜率减小到零,金属棒匀速下滑,也可能速度达到最大值之前金属棒已到达倾斜轨道的底端,整个下滑过程一直是变加速运动。当金属棒进入水平轨道后,金属棒开始做减速运动,由B2l2vR+μmg=ma'知加速度随速度的减小而减小,图线斜率逐渐减小,直到速度减小到零,故A、B错误,C、D正确。
方法总结　动力学问题解题基本思路


10.如图所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框和虚线框的对角线重合。从t=0开始,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流,取逆时针方向为正。则下列表示I-t关系的图线中,可能正确的是 (　　)


答案　D　在线框的竖直对角线进入磁场之前,线框切割磁感线的有效长度逐渐增加,线框中电流逐渐增大,C错误。当线框的左顶点进入磁场到右顶点穿出磁场的过程中,线框完全处于磁场中,线框中无电流,故A、B错误,D正确。
方法归纳　解决图像问题的一般步骤
(1)明确图像的种类,是B-t图像还是Φ-t图像,或者是E-t图像、i-t图像等。
(2)分析电磁感应的具体过程。
(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。
(4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等写出函数关系式。
(5)根据函数关系式进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等。
(6)画出图像或判断图像。
11.(2020湖南雅礼中学月考,12)(多选)根据实际需要,磁铁可以制造成多种形状,如图就是一根很长的光滑圆柱形磁棒,在它的侧面有均匀向外的辐射状磁场。现将磁棒竖直固定在水平地面上,磁棒外套有一个粗细均匀的圆形金属线圈,金属线圈的质量为m,半径为R,电阻为r,金属线圈所在位置的磁场的磁感应强度大小为B。让金属线圈从磁棒上端由静止释放,经一段时间后与水平地面相碰(碰前金属线圈已达最大速度)并原速率反弹,又经时间t,上升到距离地面高度为h处速度减小到零,下列说法中正确的是 (　　)

A.金属线圈与地面撞击前的速度大小为mgr2π2B2R2
B.撞击反弹后上升到最高处h的过程中,通过金属线圈某一截面的电荷量为m2gr8π3B3R3-mgt2πBR
C.撞击反弹后上升到最高处h的过程中,通过金属线圈某一截面的电荷量为m2gr8π3B3R3
D.撞击反弹后上升到最高处h的过程中,金属线圈中产生的焦耳热为m3g2r232π4B4R4-mgh
答案　BD　金属线圈与地面撞击前已达到最大速度,设最大速度为v,感应电动势E=B·2πRv
感应电流I=Er
线圈受到的安培力F安=BIL=BI·2πR
联立解得安培力大小F安=4π2B2R2vr
根据平衡条件得F安=mg
解得:v=mgr4π2B2R2,故A错误;
撞击反弹后上升到最高处h的过程中,取向下为正方向,由动量定理得:mgt+B