1、章末整合提升1(2017全国卷 )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 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( )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：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
2、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 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 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 A.答案：A2(多选 )(2015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
3、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B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：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 B 正确， D 错误；由于圆盘中心正上方悬挂小磁针，在圆盘转
4、动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变，选项 C 错误答案：AB3(多选 )(2017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 0.1 m、总电阻为 0.005 的正方形导线框 abcd 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，cd 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(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( )图甲 图乙 A磁感应强度的大小为 0.5 TB导线框运动速度的大小为 0.5 m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在 t0.4 s 至 t0.6 s 这
5、段时间内，导线框所受的安培力大小为 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解析：由题图乙可知，导线框运动的速度大小 v Lt 0.10.2m/s0.5 m/s，B 项正确；导线框进入磁场的过程中，cd 边切割磁感线，由 EBLv，得 B T 0.2 T，A 项错误；由图ELv 0.010.10.5可知，导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I A2 A，则导线框受到的安培力 FBIL0.220.1 ER 0.010.005N0.04 N，D
6、 项错误答案：BC4(2017全国卷 )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，T 中沿逆时针方向B PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向C PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向DPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向命题意图：本题考查楞次定律、右手定则解析：金属杆 PQ 向右切割磁感线，根据右手定则可知
7、 PQRS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 PQ 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 T 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，D 项正确答案：D5(2016全国卷 )如图，两固定的绝缘斜面倾角均为 ，上沿相连两细金属棒 ab(仅标出 a 端)和 cd(仅标出 c 端)长度均为 L，质量分别为 2m 和 m；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 B，方向垂
8、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 ，重力加速度大小为 g.已知金属棒 ab 匀速下滑求(1)作用在金属棒 ab 上的安培力的大小；(2)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、解决问题的能力解析：(1) 设两根导线的总的张力的大小为 FT，右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 FN1 作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F，左斜面对 cd 棒的支持力大小为 FN2.对于 ab 棒，由力的平衡条件得 2mgsin F N1F TF，FN1 2mgcos ，对于 cd 棒，同理有 mgsin F N2F T，FN2 mgcos ，联立式得Fmg (sin 3cos )(2)由安培力公式得 FBIL，这里 I 是回路 abdca 中的感应电流ab 棒上的感应电动势为 EBLv，式中，v 是 ab 棒下滑速度的大小由欧姆定律得 I ， ER联立式得v(sin 3cos ) .mgRB2L2答案：(1) mg(sin 3 cos ) (2)(sin 3cos )mgRB2L2
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