電磁感應(yīng)練習(xí)題(解析版)歷年真題超全

1、、(18分)兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M，N，平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為I，電阻不計(jì)，M、M'處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為C。長度也為I、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動距離為s的過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求(1)ab運(yùn)動速度v的大小；(2)電容器所帶的電荷量q。xXXXXxxXXXBXXXxxN'x答案：fl)設(shè)ab上產(chǎn)生的磁感電動勢為E,回路中的電流為I,ab運(yùn)動距離s所用時(shí)間為t,則有EBlv0EI4Rt-

2、vQF(4R)t由上述方程得v孚工Bls(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢差為U，則有U=IR電容器所帶電荷量q=CU解得qCQRBls二、(18分)如圖所示，質(zhì)量mi=o.ikg，電阻Ri=0.3Q,長度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上。框架質(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)P=0.2,相距0.4m的MM*NN，相互平行，電阻不計(jì)且足夠長。電阻R2=0.1Q的MN垂直于MM'整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，始終與MM'NN'保持良好接觸，當(dāng)ab運(yùn)動

3、到某處時(shí)，框架開始運(yùn)動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2.求框架開始運(yùn)動時(shí)ab速度v的大?。?2)從26開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,求該過程ab位移x的大小。三、（15分）如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為rm有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；（2）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v；（3

4、）流經(jīng)電流表電流的最大值Immgmg2gh【答案】（1）II（2）叱（3）IRarVfi?h±KX VXR jKKftMMK%MM K JtX XKXXXXXXX,；XKXMkXN It WXXXlCicxX3Cx !JMkxxxNL【解析】（1）電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動611mgmg（2）感應(yīng)電動勢EBIv感應(yīng)電流l2R由解得mg（3）由題意知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大，設(shè)為vm1機(jī)械能守恒2 -mmgh感應(yīng)電動勢的最大值Brvm感應(yīng)電流的最大值EmR解得:B=IIXXXXKXXX 址XwXXXX乂 54XXKXX既XXt4F1mg2ghImiq解得：IK四、（14分）如圖

5、，施慢晚固定的0的附爵金騰瞰電阻非m=0.1kg，電阻可忽并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T,方向豎直向畤的密瞬擷他放置在框架上,并與框均勻分布。將質(zhì)量架接觸良好。以p為國咽妁，X軸正方向建立坐標(biāo)。金屬棒從xo=1m處以v0=2m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a=2m/s2的勻減速直線運(yùn)動，運(yùn)動中金屬棒僅受安培力作用。求：（1）金屬棒ab運(yùn)動0.5m,框架產(chǎn)生的焦耳熱Q;（2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；為求金屬棒北沿x軸負(fù)方向運(yùn)動0.4s過程中通過ab的電量q,某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4s金屬棒的運(yùn)動距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q二二罟求R

6、R解。指出該同學(xué)解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果?！敬鸢浮?1)0.1J(2)R=0.47X(3)錯誤0.4c【解析】C)金屬棒僅受安培力作用，其大小F二ma=0.2N，金屬棒運(yùn)動0.5m，框架中間生的焦耳熱等于克服安培力做的功，所以Q=Fs=0.1J,(2)金屬棒所受安培力為F=BIL,I二E二bLv,F=憲乂=ma,由于棒做勻減速運(yùn)動，RRRB2L2iv二，v022a(X。一X)，所以R=v022a(x0x)=0.4,'x(SI),耳maTBLs(3)錯誤之處是把0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入牛_R_進(jìn)行計(jì)算，正確解法是q二It，因?yàn)?F= BIL = ma,matq = BL

7、 = 0.4C °五、如圖所示，兩根很長的光滑的平行導(dǎo)軌相距L,放在水平面內(nèi)，其左端接有電容器，阻值為R1和R2的電阻，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用大小為F的恒力水平拉棒ab,使它沿垂直棒的方向向右運(yùn)劫，棒ab與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，試求：棒ab運(yùn)動的最大速度；(2)若棒達(dá)到最大速度以后突然停止，則電容器放電瞬間棒所受安培力的大小和方向。解析：(1)ab棒在力F的作用下向右加速運(yùn)動，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒受安培力，加速度減小，當(dāng)合力為零時(shí)速度最大,EBLmliE/R.F1=BILF1=F求得rn(向右)B2L2(2)棒ab突然停止，電容器相當(dāng)于電源,且電動勢Ei=E=B

8、Lm=詈ab棒中電流DLJ電R2BLR2方向由bfa,ab棒受安培力F2=BbL=F旦，由左手定則判定方向向右。r2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在六、如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長固定的平行金屬導(dǎo)軌夾角，苴間距為|導(dǎo)軌平面與水平面的為a在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方向的勻強(qiáng)磁八一、Pb場導(dǎo)軌的m、p端連接一阻值為r的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,質(zhì)量為m,從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑，已知ab與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因/數(shù)為Mk/"j(1)分析ab棒下滑過程中的運(yùn)動性質(zhì)，畫出其受力示意圖(2)求ab棒的最大速度.解析：13、(1)ab下滑做切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向垂直于紙面指

9、向讀者，受力如圖所示，受到重力mg、支持力N、摩擦力f、安培力F四個力的作用；隨著速度的增大，感應(yīng)電流在增大，安培力也在逐漸增大，而合外力在逐漸減小，加速度就逐漸減小故ab棒做初速為零，加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大，最后做勻速直線運(yùn)動設(shè)當(dāng)棒的速度為v時(shí),感應(yīng)電動勢為E,電路中的電流為E1=-RF=BII由牛頓第二定律得：mgsina-F-Pmgcosa=ma_2|角軍得：a=g(sinaAcosa)mRI,則 E=Blv.COS )當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大,設(shè)為vm,vm?(SI"七、如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=

10、0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻R=0.4Q。導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻仁0.2Q的金屬桿ab,整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始運(yùn)動，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。（1）試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動，并計(jì)算加速度的大??；（2）求第2s末外力F的瞬時(shí)功率；如果水平外力從靜止開始拉動桿2s所做的功為耳熱是多F少。MaXXXX電X壓XXXX傳AF感XXXX解析：解:（1）設(shè)路端電壓為u,桿的運(yùn)動速度為V,有UE由圖乙可得U=0.1t所以

11、速度v=1t因?yàn)樗俣葀正比于時(shí)間且加速度t，所以桿做勻加速直線運(yùn)動2（2分）a=1m/s（用其他方法證明可參照給分）BlvR八,一01V（2分）Rr（2分）vt=Vo+at）（2）在2s末,桿受安培力Fv=at=2m/s,2BII凹v0.075NRr對桿有FFma,由牛頓第二定律，得拉力F=0.175N故2s末的瞬時(shí)功率P=Fv=0.35W在2s末，桿的動能Ek-mv20.2J2由能量守恒定律，回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=W-Ek=0.1J根據(jù)Q=lfit,有色-QRrR故在R上產(chǎn)生的焦耳熱QrQ0.067JRr（2分）（2分）（3分）（3分）八、如圖10所示，頂角B=45。，的金屬導(dǎo)軌MON固定在水

12、平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度V。沿導(dǎo)軌MON向右滑動，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)的a和b，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸.t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角。處，求：(l)t時(shí)刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向.導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動時(shí)水平外力F的表達(dá)式.導(dǎo)體棒在。t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q.不計(jì)。整個裝置處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感解析0到t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的位移x=vot,t時(shí)亥【I'導(dǎo)體棒的長度l=x，導(dǎo)體棒的電動勢E=Blv。，回路總電阻R=(2x+.2x)r，EBVc比i。與mm甫IoR(22)r.電流方向bTa.22.、.D/ccB2V3tBv° r , (2 2)2r'j