電磁感應(yīng)綜合練習(xí).doc

07屆海中物理一輪復(fù)習(xí)講義 07.01.03姓名： 電磁感應(yīng)綜合練習(xí)一、全電路問題1如圖，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob(在紙面內(nèi))，磁場方向垂直于紙面朝里，另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計。現(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程：以速度v移動d,使它與ob的距離增大一倍；再以速率v移動c,使它與oa的距離減小一半；然后，再以速率2v移動c,使它回到原處；最后以速率2v移動d,使它也回到原處。設(shè)上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4,則：AQ1=Q2=Q3=Q4BQ1=Q2=2Q3=2Q4C2Q1=2Q2=Q3=Q4DQ1Q2=Q3Q42如圖所示，裸導(dǎo)線框abcd放在光滑金屬導(dǎo)軌上向右運動，勻強磁場力方向如圖所示，則：A表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)3、如圖所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中（方向向里），間距為L，左端電阻為R，其余電阻不計，導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器?，F(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，ab以a為軸以角速度順時針轉(zhuǎn)過90的過程中，通過R的電量為多少？ NMacbB4、如圖，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強磁場中，ab是一段長為L、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不計，ac長度為L/2，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)有一段長度為L/2，電阻為R/2的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開始時緊靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑動，滑動中始終與ac平行且與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過的距離為L/3時，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？二、力和運動1.如圖所示，在平行于水平地面的勻強磁場上方有三個線圈，從相同的高度由靜止開始同時下落.三個線圈都是由相同的金屬材料制成的大小相同的正方形線圈.A線圈有一個缺口，B、C都是閉合的，但是B線圈的導(dǎo)線比C線圈的粗，關(guān)于它們落地時間的說法正確的是：A.三線圈落地時間相同 B.三線圈中A落地時間最短C.B線圈落地時間比C線圈短 D.B、C兩線圈落地時間相同2如圖所示，一個由金屬導(dǎo)軌組成的回路，豎直放在寬廣的水平勻強磁場中，磁場垂直于該回路所在的平面，方向向外，AC導(dǎo)體可緊貼光滑豎直導(dǎo)軌自由上下滑動，導(dǎo)軌足夠長，回路總電阻R保持不變，當(dāng)AC由靜止釋放后，導(dǎo)體AC的加速度將達到一個與阻值R成反比的極限值導(dǎo)體AC的速度將達到一個與R成正比的極限值回路中的電流將達到一個與R成反比的極限值回路中的電功率將達到一個與R成正比的極限值。以上判斷正確的是：ABCD3如圖所示甲、乙、丙中，除導(dǎo)體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電。設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計。圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌足夠長。今給導(dǎo)體棒ab一個向右的初速度v0，在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運動狀態(tài)不可能是：A三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均作勻速運動B甲、丙中，ab棒最終將以不同的速度作勻速運動；乙中，ab棒最終靜止C甲、丙中，ab棒最終將以相同的速度作勻速運動；乙中，ab棒最終靜止D三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均靜止4如圖所示，兩根完全相同的“V”字形導(dǎo)軌OPQ與KMN倒放在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌都在豎直平面內(nèi)且正對、平行放置，其間距為L，電阻不計。兩條導(dǎo)軌足夠長，所形成的兩個斜面與水平面的夾角都是兩個金屬棒ab和ab的質(zhì)量都是m，電阻都是R，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好空間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B求：（1）如果兩條導(dǎo)軌皆光滑，讓ab固定不動，將ab釋放，則ab達到的最大速度是多少?（2）如果將ab與ab同時釋放，它們所能達到的最大速度分別是多少?三、能量問題1、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動，當(dāng)上滑的速度為V時，受到安培力的大小為F此時（A）電阻R1消耗的熱功率為Fv3 （B）電阻 R1消耗的熱功率為 Fv6（C）整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcos（D）整個裝置消耗的機械功率為（Fmgcos）vBFbah2、兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可以忽略不計，磁場方向垂直于斜面向上，質(zhì)量為m，電阻可不計的金屬棒ab，在沿著斜面，與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖所示，在這一過程中：A作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零；B作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和；C恒力F與安培力的合力所的功等于零；D恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱。3如圖所示，邊長為l和L的矩形線框a1b1c1d1和a2b2c2d2互相垂直，彼此絕緣?？衫@中心軸O1O2轉(zhuǎn)動，將兩個線框的始端并在一起接到滑環(huán)C，末端并在一起接到滑環(huán)D，C、D彼此絕緣。電阻R=4r,通過電刷跟C、D連接。線框處于磁鐵和圓柱形鐵心之間的磁場中，磁場邊緣對中心的張角為450，如圖所示，無論線框轉(zhuǎn)到磁場中的什么位置，磁場的方向總是沿著線框平面，切割邊L所在處的磁感應(yīng)強度大小恒為B，設(shè)這兩個線框的電阻均為r，兩個線框以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動。求外力驅(qū)動兩線框轉(zhuǎn)動一周所做的功。4、（2006年上海試題）如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里線框向上離開磁場時的速度剛好是進人磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進人磁場整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動求：（1）線框在下落階段勻速進人磁場時的速度V2； (2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度V1； （3）線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q06北京卷.24磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。如圖2所示，通道尺寸a2.0m，b0.15m、c0.10m。工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B8.0T的勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，使兩金屬板間的電壓U99.6V；海水沿y軸正方向流過通道。已知海水的電阻率0.20m。（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；（2）船以vs5.0m/s的速度勻速前進。若以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進水口由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd8.0m/s。求此時兩金屬板間的感應(yīng)電動勢U。（3）船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓U/UU計算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力。當(dāng)船以vs5.0m/s的船速度勻速前進時，求海水推力的功率。四、圖象問題1、如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強磁場區(qū)域從BC邊進入磁場區(qū)開始計時，到A點離開磁場區(qū)止的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的情況(以逆時針方向為電流的正方向)是如圖所示中的： 2、鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置，如圖所示，磁鐵能產(chǎn)生勻強磁場，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產(chǎn)生一種電信號，被控制中心接收，當(dāng)火車以恒定速度通過線圈時，表示線圈兩端的電壓隨時間變化的關(guān)系是圖中的（ ）3、如圖所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成閉合回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的變化的勻強磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場按圖中哪一圖像所表示的方式隨時間變化時，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場力（）4、如圖所示，邊長為L正方形導(dǎo)線圈，其電阻為R，現(xiàn)使線圈以恒定速度v沿x軸正方向運動，并穿過勻強磁場區(qū)域B，如果以x軸的正方向作為力的正方向，線圈從圖示位置開始運動，請畫出（1）穿過線圈的磁通量隨x變化的圖線；（2）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨x變化的圖線；（3）磁場對線圈的作用力F隨x變化的圖線；一、全電路問題3A4AB5、，方向由a向c；6二、力和運動1BD2B3ACD4（1）t=155s(2)PF=16W5（1）am=0.6m/s2(2)vm=5m/s xLL3L6（1）（2）三、能量問題1、 BCD 2、AD（14分）3解：（1）由于線框勻速進入磁場，則合力為零。有mgf解得v （2）設(shè)線框離開磁場能上升的最大高度為h，則從剛離開磁場到剛落回磁場的過程中(mgf)h(mgf)h解得：v1（3）在線框向上剛進入磁場到剛離開磁場的過程中，根據(jù)能量守恒定律可得 解得：Q4、解析：開始時ab向cd靠近，穿過回路的磁通量在減少，回路發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流方向由楞次定律可判斷從abdca。于是電路中產(chǎn)生焦耳楞次熱。同時感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力對ab棒作負功使速度減小，對cd棒做正功使其向右加速運動。隨著cd棒的運動，ab、cd相對運動速度減小，感應(yīng)電流 也減小，當(dāng)兩棒共速時，回路磁通量不變，感應(yīng)電動勢消失，電流消失，至此回路產(chǎn)生熱量最多。按上述分析，取兩棒為系統(tǒng)，其運動過程等效于力學(xué)中光滑水平面上滑板滑塊模型。因兩棒長度相等安培力等值反向合力為零，系統(tǒng)動量守恒，機械能的減少量即為系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量。其次只需求出vab=3v0/4時ab棒所受安培力即可由牛頓定律求出加速度a 。取ab棒v0為初態(tài)，共速v為末態(tài)，由動量守恒有 mv0=2mv ， v=v0/2 。再由能量守恒，求得整個過程產(chǎn)生熱量 。取初態(tài)v0及ab速度v=3v0/4為末態(tài)，由動量守恒，可求cd棒速度。Mv0=3mv0/4 + mv v=v0/4 。 回路感應(yīng)電動勢： ，