電磁學綜合題

1、電磁學綜合題95 如圖示電路中，六個電阻的阻值均如圖示電路中，六個電阻的阻值均相同，由于對稱性，電阻相同，由于對稱性，電阻R2 上無電流流過，已知電上無電流流過，已知電阻阻R6 所消耗的電功率為所消耗的電功率為1W，則六個電阻所消耗的，則六個電阻所消耗的總功率為總功率為 ( )A. 6W B. 5W C. 3W D. 2WR2R6解：等效電路如中、右圖示：解：等效電路如中、右圖示：R6R6D例例1、如圖示：把電阻、電感線圈、電容器并聯(lián)接到、如圖示：把電阻、電感線圈、電容器并聯(lián)接到某一交流電源上，三個電流表的示數(shù)相同。若保某一交流電源上，三個電流表的示數(shù)相同。若保持電源電壓不變，而將頻率減少，則

2、三個電流表持電源電壓不變，而將頻率減少，則三個電流表的示數(shù)的示數(shù)I1、 I2、 I3 的大小關系是（的大小關系是（ ）I1 = I2 = I3 I1 I2 I3I3 I1 I2 A. I2 I1 I3A1A2A3D輸入輸入輸出輸出C L 例例2、 如圖示，線圈的自感和電容器的電容都很如圖示，線圈的自感和電容器的電容都很小，這個電路的主要作用是小，這個電路的主要作用是 （ ）A. 阻直流，通交流，輸出交變電流阻直流，通交流，輸出交變電流B. 阻交流，通直流，輸出直流電阻交流，通直流，輸出直流電C. 阻高頻，通低頻，輸出低頻交變電流和直流電阻高頻，通低頻，輸出低頻交變電流和直流電D. 阻低頻，通高

3、頻，輸出高頻交變流電阻低頻，通高頻，輸出高頻交變流電提示：提示：XL = 2f L 對高頻阻抗大，對低頻阻抗小對高頻阻抗大，對低頻阻抗小XC=12f C 對高頻阻抗小，對低頻阻抗大對高頻阻抗小，對低頻阻抗大 C 家用日光燈電路如圖示，家用日光燈電路如圖示，S為啟為啟動器，動器，A為燈管，為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關于日光燈的工作原為鎮(zhèn)流器，關于日光燈的工作原理，下列說法正確的是：理，下列說法正確的是： （ ）A. 鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟婃?zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟夿. 在日光燈的啟動階段，鎮(zhèn)流器能提供一個瞬時高在日光燈的啟動階段，鎮(zhèn)流器能提供一個瞬時高 壓，使燈管開始工作壓，使燈管開始

4、工作C.日光燈正常發(fā)光時，啟動器的兩個觸片是分離的日光燈正常發(fā)光時，啟動器的兩個觸片是分離的D.日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直 接輻射的接輻射的S220VAL南通南通04年調研二年調研二7B C2002年高考年高考9、 遠距離輸電線的示意圖如下：若發(fā)電遠距離輸電線的示意圖如下：若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是( )（A）升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設備）升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設備消耗的功率消耗的功率 無關無關（B）輸電線路中的電流只由升壓變壓器原線圈的匝）輸電線路中的電

5、流只由升壓變壓器原線圈的匝數(shù)比決定數(shù)比決定（C）當用戶用電器的總電阻減小時，輸電線上損失）當用戶用電器的總電阻減小時，輸電線上損失的功率增大的功率增大（D） 升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓電壓發(fā)電機發(fā)電機升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器輸電線輸電線用戶用戶C00年春北京年春北京14. 如圖所示，理想變壓器的原、副線如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為圈匝數(shù)之比為n1:n24:1，原線圈回路中的電阻，原線圈回路中的電阻A與與副線圈回路中的負載電阻副線圈回路中的負載電阻B的阻值相等的阻值相等.a、b端加一定端加一定交流電壓后，交流

6、電壓后，兩電阻消耗的電功率之比兩電阻消耗的電功率之比 PA:PB =_,兩電阻兩端電壓之比兩電阻兩端電壓之比 UA:UB= _。ABabn1n2U1:161:4蘇州蘇州04年調研年調研9 如圖示為一理想變壓器的電路圖，圖中如圖示為一理想變壓器的電路圖，圖中S為單刀雙擲為單刀雙擲開關，開關，P為滑動變阻器為滑動變阻器R的滑動頭，的滑動頭，U1為加在原線圈兩為加在原線圈兩端的交變電壓，端的交變電壓，I1為原線圈中的電流，則下列說法中為原線圈中的電流，則下列說法中正確的是正確的是 （ ）A. 若保持若保持U1及及P的位置不變，的位置不變，S由由a合到合到b時，時， I1將增大將增大B. 若保持若保持

7、U1及及P的位置不變，的位置不變，S由由b合到合到a 時，時，R消耗的消耗的 功率將增大功率將增大C.若保持若保持U1不變，不變， S接在接在a處，使處，使P向上滑時，向上滑時，I1將增大將增大D. 若保持若保持P的位置不變，的位置不變， S接在接在a處，使處，使U1增大，增大， I1將增大將增大U1abSPRI1解：解：PR= U22/R = (n2/n1) 2U12/R=I1U1I1 =(n2/n1) 2U1/RA D鹽城鹽城04年調研四年調研四10 甲乙兩個完全相同的變壓器如圖甲乙兩個完全相同的變壓器如圖示接在交流電路中，兩電阻之比示接在交流電路中，兩電阻之比 R甲甲：R乙乙=2：1，甲

8、，甲變壓器原線圈上電壓為變壓器原線圈上電壓為U甲甲，副線圈上的電流為，副線圈上的電流為I甲甲，乙變壓器原線圈上電壓為乙變壓器原線圈上電壓為U乙乙，副線圈上的電流為，副線圈上的電流為I乙乙，則有，則有 （ ）A. U甲甲=U乙乙 I甲甲= I乙乙B. U甲甲=2U乙乙 I甲甲= I乙乙C. U甲甲=2U乙乙 I乙乙= 2I甲甲D. U甲甲=2U乙乙 I甲甲= 2I乙乙R乙乙R甲甲U甲甲U乙乙I甲甲I乙乙甲甲乙乙解：設原線圈中電流為解：設原線圈中電流為I0，I0甲甲=I0乙乙 各只有一個副線圈，各只有一個副線圈， I甲甲= I乙乙P甲甲=I甲甲2 R甲甲= I0 U甲甲P乙乙= I乙乙2 R乙乙=

9、 I0 U乙乙 U甲甲=2U乙乙B 例例3、 如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度，向里，磁感應強度，OCA金屬導軌與金屬導軌與OA金屬直金屬直導軌分別在導軌分別在O點和點和A點接一阻值為點接一阻值為R1和和R2=6.0 體積可忽略的定值電阻，導軌體積可忽略的定值電阻，導軌OCA的曲線方程的曲線方程為為 y=1.0sin(/3 x) （m),金屬棒金屬棒ab平行于平行于y 軸，軸， 長為，以速度長為，以速度 v=5.0 m/s 水平向右勻速運動（水平向右勻速運動（b點始終在點始終在Ox軸上），設金屬棒與導軌接觸良好軸上），設金屬棒與導軌接觸良好，摩擦不計

10、，電路中除了電阻，摩擦不計，電路中除了電阻R1和和R2外，其余外，其余電阻均不計，求：電阻均不計，求：（1）金屬棒在導軌上運動時）金屬棒在導軌上運動時R1的最大功率的最大功率（2）金屬棒在導軌上從）金屬棒在導軌上從x=0到到x=3m的運動過程中，外力必須做的功的運動過程中，外力必須做的功R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0解解：（1） ab棒運動時產(chǎn)生感應電動勢棒運動時產(chǎn)生感應電動勢 E=Byv畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：baER1R236I 1=E/R1 =1/3 ByvP1= I1 2R1

11、=1/9 B2 y2v2R1 P1m=1/9 B2 ym2 v2 R1 =1/90.041253=1/3 W（2） E=Byvy 所以所以E按正弦規(guī)按正弦規(guī)律變化律變化Em =By mv =0.21.05=1VE有有t=x/vR并并=36/9=2 W=Q= E有有2/R并并t = 0.5/20.6 = 0.15 J 、 如圖所示，如圖所示， OACO為置于為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌， O、C 處分別處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），接有短電阻絲（圖中用粗線表示）， R1 =4、R2=8 ，（導軌其它部分電阻不計），導軌，（導軌其它部分電阻不計），導軌OAC

12、的形狀滿足方程的形狀滿足方程 y=2 sin(/3 x) （單位：（單位：m),磁感應強度的勻強磁場方向垂直于導軌平面磁感應強度的勻強磁場方向垂直于導軌平面，一足夠長的金屬棒在水平外力，一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒作用下，以恒定的定的 速率速率 v=5.0 m/s 水平向右在導軌上從水平向右在導軌上從O點滑點滑動到動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻，求：導軌垂直，不計棒的電阻，求：（1）外力）外力F 的最大值，的最大值，（2）金屬棒在導軌上運動時電阻）金屬棒在導軌上運動時電阻絲絲R1上消耗的的最大功率上消耗的的最大功率（

13、3）在滑動過程中通過金屬棒）在滑動過程中通過金屬棒的電流的電流I與時間與時間t 的關系。的關系。上海上海03年高考年高考yR2R1COAxBv解：（解：（1） 金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應電動勢金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應電動勢E=BLv 畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：baER1R248I =E/R總總 F外外=F安安=BIL = B2L2 v/ R總總 Lm=2sin/2=2m R總總 = R1 R2 /（ R1 + R2 ）=8/3 F max = B2Lm2 v/ R總總 222 5.0 3/ 8=0.3N （2） P1m= E 2/R1 = B2Lm2

14、 v2/ R1 = 222 2 / 4=1W （3）金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化）金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化L= 2 sin(/3 x) ( m)x=vtE=BLv I=E/ R總總 =Bv/ R總總 2 sin(/3 vt ) =3/4 sin(5t / 3 ) (安安) 例例4、如圖示，電阻均、如圖示，電阻均 為為 的導體的導體AB、CD，質量，質量分別為分別為m、2m，分別在，分別在F=6N的外力作用下沿光滑導的外力作用下沿光滑導軌向相反的方向由靜止開始運動，勻強磁場垂直紙面軌向相反的方向由靜止開始運動，勻強磁場垂直紙面向里，磁感應強度，兩平行導軌間距離為，導軌的電向里

15、，磁感應強度，兩平行導軌間距離為，導軌的電阻不計，所接電阻阻不計，所接電阻R=1 ，平行板電容器兩板相距，平行板電容器兩板相距1cm，求：，求：導體導體AB和和CD運動的最大速度運動的最大速度電容器兩板間電場強度的大小和方向電容器兩板間電場強度的大小和方向A BRF C DFA BRF C DF解：導體解：導體AB和和CD運動時分別產(chǎn)生感應電動勢運動時分別產(chǎn)生感應電動勢E1 、E2 E1=BLv1 E2 =BLv2 AB和和CD分別受到安培力分別受到安培力f的作用的作用等效電路如圖示：等效電路如圖示：A BR C DFFff由動量守恒定律由動量守恒定律 mv1+2mv2=0I=(E1+ E2)

16、/(R+2r )=3BLv2 / (R+2r )AB和和CD同時達到最大速度時同時達到最大速度時 f=BImL =F v2m =F (R+2r ) /3B2 L2 =62 / （3 422）=1m/sv1m =2m/sIm=F/BL=6/2=3AUR=IR=3V電場強度電場強度E=UR/d=3/0.01=300V /m 方向向左方向向左P221/2 如圖所示如圖所示, 豎直放置的光滑平行金屬導軌豎直放置的光滑平行金屬導軌, 相距相距l(xiāng) , 導軌一端接有一個電容器導軌一端接有一個電容器 , 電容量為電容量為C, 勻強磁場垂直紙面向里勻強磁場垂直紙面向里, 磁感應強度為磁感應強度為B, 質量為質量

17、為m的金屬棒的金屬棒ab可緊貼導軌自由滑動可緊貼導軌自由滑動. 現(xiàn)讓現(xiàn)讓ab由靜止由靜止下滑下滑, 不考慮空氣阻力不考慮空氣阻力, 也不考慮任何部分的電阻也不考慮任何部分的電阻和自感作用和自感作用. 問金屬棒的做什么運動？棒落地時問金屬棒的做什么運動？棒落地時的速度為多大？的速度為多大？BClhm a b解：解：ab在在mg 作用下加速運動，經(jīng)時間作用下加速運動，經(jīng)時間 t ，速度增，速度增為為v，a =v / tmg產(chǎn)生感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢 E=Bl v 電容器帶電量電容器帶電量 Q=CE=CBl v感應電流感應電流I=Q/t=CBL v/ t=CBl a產(chǎn)生安培力產(chǎn)生安培力F=BIl

18、=CB2 l 2aF由牛頓運動定律由牛頓運動定律 mg-F=mama= mg - CB2 l 2aa= mg / (m+C B2 l 2)ab做初速為零的勻加直線運動做初速為零的勻加直線運動, 加速度加速度 a= mg / (m+C B2 l 2)落地速度為落地速度為2222lCBmmghahv例例 在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強磁在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強磁場，分布在寬度為場，分布在寬度為L 的區(qū)域內(nèi)，的區(qū)域內(nèi)， 現(xiàn)有一邊長為現(xiàn)有一邊長為d （dL ）的正方形閉合線框以垂直于磁場邊界的）的正方形閉合線框以垂直于磁場邊界的初速度初速度v0滑過磁場，線框剛好能穿過磁場，則線框滑過

19、磁場，線框剛好能穿過磁場，則線框在滑進磁場的過程中產(chǎn)生的熱量在滑進磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q1與滑出磁場的與滑出磁場的過程中產(chǎn)生的熱量過程中產(chǎn)生的熱量Q2之比為之比為 ( ) A. 1：1 B. 2：1 C. 3：1 D. 4：1v0 d L解：解： 由動量定理由動量定理 F t=B2 L2 d /R=mv0 mv1 備注備注 F t=B2 L2 d /R= mv1-0v0 =2v1由能量守恒定律由能量守恒定律1/2 mv02 - 1/2 mv12 = Q11/2 mv12 = Q2 Q1/ Q2= 3：1 C下頁下頁備注備注v0 d設線框即將進入磁場時的速度為設線框即將進入磁場時的速度為v0，

20、全部進入磁，全部進入磁場時的速度為場時的速度為vt將線框進入的過程分成很多小段將線框進入的過程分成很多小段,每一段的運每一段的運動可以看成是動可以看成是 速度為速度為vi 的勻速運動的勻速運動, 對每一小段，由對每一小段，由動量定理動量定理: f1 t=B2 L2 v0 t /R = mv0 mv1 （1） f2 t=B2 L2 v1 t /R = mv1 mv2 （2）f3 t=B2 L2 v2 t /R = mv2 mv3 （3）f4 t=B2 L2 v3 t /R = mv3 mv4 （4） fn t=B2 L2 vn-1 t /R = mvn-1 mvt （n）v0 t+ v1 t +

21、 v2 t + v3 t + vn-1 t + vn t =d 將各式相加，得將各式相加，得B2 L2 d /R = mv0 mvt 可見速度的變化跟位移成線性關系可見速度的變化跟位移成線性關系 如圖示，勻強磁場的磁感應強度為如圖示，勻強磁場的磁感應強度為B，導體，導體棒棒ab與光滑導軌接觸良好，有效長度為與光滑導軌接觸良好，有效長度為L，外電阻為，外電阻為R ，現(xiàn)用外力使導體棒以，現(xiàn)用外力使導體棒以O O為平衡位置做簡諧運為平衡位置做簡諧運動，其周期為動，其周期為T，棒經(jīng)，棒經(jīng)O O時的速度為時的速度為V，試求：將，試求：將棒從左邊最大位置移至平衡位置的過程中，外力所棒從左邊最大位置移至平衡

22、位置的過程中，外力所做的功（已知棒的質量為做的功（已知棒的質量為m）OBORba例例5OBORba解：解： ab做簡諧運動時的速度為做簡諧運動時的速度為v，則產(chǎn)生的感應電動勢為：則產(chǎn)生的感應電動勢為：E=BLv=BLVsint 正弦交流電正弦交流電其最大值為其最大值為Em=BLV有效值為有效值為產(chǎn)生的感應電流功率為產(chǎn)生的感應電流功率為P=E2 / R=（BLV）2 2R運動的時間為運動的時間為 t=T/4產(chǎn)生的感應電能為產(chǎn)生的感應電能為W電電=Pt= （BLV）2T 8R由能量守恒定律得由能量守恒定律得WF=W電電+1/2 m V2 =（BLV）2T 8R+ 1/2 m V2題目題目練習、練習

23、、 如圖示為間距為如圖示為間距為L 的光滑平行金屬導軌，的光滑平行金屬導軌，水平地放在豎直方向的磁感應強度為水平地放在豎直方向的磁感應強度為B的勻強磁場中的勻強磁場中，一端電阻，一端電阻R，一電阻是，一電阻是r、質量為、質量為m的導體棒的導體棒ab放放置在導軌上，在外力置在導軌上，在外力F作用下從作用下從t=0的時刻開始運動的時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為，其速度隨時間的變化規(guī)律為V=Vmsin t，不計導，不計導軌電阻，試求：軌電阻，試求：從從t=0到到t=2/時間內(nèi)電阻時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量從從t=0到到t=/ 2 時間內(nèi)外力時間內(nèi)外力F所做的功所做的功BRba解：解：B

24、Rbarab運動時的速度為運動時的速度為 V=Vmsin t ，則產(chǎn)生的感應電動勢為：則產(chǎn)生的感應電動勢為：E=BLV=BLVmsint 正弦交流電正弦交流電其最大值為其最大值為Em=BLVm有效值為有效值為mRbarE I=E /（R+r）電阻電阻R產(chǎn)生的熱量為產(chǎn)生的熱量為Q= I2 Rt = （m）2 （R+r）2 R 2/ = R B 2 L 2 Vm2 （R+r）2由能量守恒定律，外力由能量守恒定律，外力F所做的功轉化為電能和動能所做的功轉化為電能和動能WF=W電電+1/2 m V2 = / 2 （BLVm）22（R+r） + 1/2 m V2 = B 2 L 2 Vm24 （R+r）

25、 + 1/2 m Vm2 題目題目B1 B2 baP212/3 如圖示如圖示,螺線管匝數(shù)螺線管匝數(shù)n=4,截面積截面積2,管內(nèi)勻強磁管內(nèi)勻強磁場以場以B1/t=10T/s 逐漸增強逐漸增強, 螺線管兩端分別與兩根豎螺線管兩端分別與兩根豎直平面內(nèi)的平行光滑直導軌相接直平面內(nèi)的平行光滑直導軌相接, 垂直導軌的水平勻垂直導軌的水平勻強磁場強磁場B2=2T, 現(xiàn)在導軌上垂直放置一根質量現(xiàn)在導軌上垂直放置一根質量m=0.02kg, 長長l的銅棒的銅棒,回路總電阻為回路總電阻為R=5,試求銅棒從試求銅棒從靜止下落的最大速度靜止下落的最大速度. (g=10m/s2)解解: 螺線管產(chǎn)生感生電動勢螺線管產(chǎn)生感生

26、電動勢 E1=nS B1/t=4V 方方向如圖示向如圖示mgF1I1 =0.8A F1=B2 I1 L=0.16N mg=0.2N mg F1 ab做加速運動做加速運動,又產(chǎn)生感應電動勢又產(chǎn)生感應電動勢E2,（動生電動勢）（動生電動勢）mgF2當達到穩(wěn)定狀態(tài)時當達到穩(wěn)定狀態(tài)時,F2F2 =BI2 L I2 =1AI2 =(E1 +E2 )/R=(4+E2)/5 =1AE2 =1V=BLvmvm=5m/s 2003年江蘇高考年江蘇高考18（13分）如圖所示，兩根平行金分）如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為r0=0.10/m

27、，導軌的端點導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離連，兩導軌間的距離 l =0.20m.有隨時間變化的勻強磁有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感強度場垂直于桌面，已知磁感強度B與時間與時間t 的關系為的關系為B=kt,比例系數(shù)一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑比例系數(shù)一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直，在動，在滑動過程中保持與導軌垂直，在t=0時刻，金屬時刻，金屬桿緊靠在桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向導軌的另一端滑動，求在時金屬桿所受從靜止開始向導軌的

28、另一端滑動，求在時金屬桿所受的安培力的安培力. QP解：以解：以 a 表示金屬桿運動的加速度，表示金屬桿運動的加速度，QP在在t 時刻，金屬桿與初始位置的距離時刻，金屬桿與初始位置的距離L=1/2 a t2此時桿的速度此時桿的速度v= a t，這時，桿與導軌構成的回路的面積這時，桿與導軌構成的回路的面積S=Ll ，回路中的感應電動勢回路中的感應電動勢E=SB/ t + Bl v =Sk+Bl v回路的總電阻回路的總電阻R=2Lr0回路中的感應電流回路中的感應電流i =E/R作用于桿的安培力作用于桿的安培力 F =B l i解得解得 F=3k2 l 2 t 2r0 ，代入數(shù)據(jù)為代入數(shù)據(jù)為F=1.

29、4410 -3 N 例例6（2000年高考科研試題）年高考科研試題） 如圖所示，兩根相如圖所示，兩根相距為的足夠長的平行金屬導軌位于水平的距為的足夠長的平行金屬導軌位于水平的xOy平面內(nèi)，一端接有阻值為的電阻在平面內(nèi)，一端接有阻值為的電阻在x 0 的的一側存在沿豎直方向的非均勻磁場，磁感強度一側存在沿豎直方向的非均勻磁場，磁感強度B隨隨x的增大而增大，的增大而增大，Bx，式中的是一常量，式中的是一常量一金屬直桿與金屬導軌垂直，可在導軌上滑動一金屬直桿與金屬導軌垂直，可在導軌上滑動當當0 時位于時位于x 0處，速度為處，速度為，方向沿，方向沿x軸的正方向在運動過程中，有一大小可調節(jié)軸的正方向在運

30、動過程中，有一大小可調節(jié)的外力作用于金屬桿以保持金屬桿的加速度恒的外力作用于金屬桿以保持金屬桿的加速度恒定，大小為，方向沿定，大小為，方向沿x軸的負方向設除外接軸的負方向設除外接的電阻的電阻R外，所有其他電阻都可以忽略問：外，所有其他電阻都可以忽略問： （1）該回路中的感應電流持續(xù)的時間多長？）該回路中的感應電流持續(xù)的時間多長？ （2）當金屬桿的速度大小為）當金屬桿的速度大小為2 時，回時，回路中的感應電動勢有多大？路中的感應電動勢有多大？dBOxy v0R解解 :dBOxy v0R（1）金屬桿在導軌上先是向右做加速度為）金屬桿在導軌上先是向右做加速度為的勻減速直線運動，到導軌右方最遠處的勻減

31、速直線運動，到導軌右方最遠處速度為零，后又沿導軌向左做加速度為速度為零，后又沿導軌向左做加速度為的勻加速直線運動當過了的勻加速直線運動當過了y 軸后，由于軸后，由于已離開了磁場區(qū)，故回路不再有感應電流已離開了磁場區(qū)，故回路不再有感應電流以以表示金屬桿做勻減速運動的時間，有表示金屬桿做勻減速運動的時間，有/ 從而，回路中感應電流持續(xù)的時間從而，回路中感應電流持續(xù)的時間 T22（2 2）以）以x x表示金屬桿的速度變?yōu)楸硎窘饘贄U的速度變?yōu)? 2 時它所在的時它所在的x x 坐標，坐標，由由 22x，可得可得 x328，從而，此時金屬桿所在處的磁從而，此時金屬桿所在處的磁感強度感強度 Bx38所以，

32、此時回路中的感應電動勢所以，此時回路中的感應電動勢EBd316 例例7：水平放置的導軌處于垂直軌道平面的勻強磁：水平放置的導軌處于垂直軌道平面的勻強磁場中，今從靜止起用力拉金屬棒場中，今從靜止起用力拉金屬棒ab，若拉力為恒力，若拉力為恒力，經(jīng)經(jīng)t1 秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a1 ，最終速度為，最終速度為2v, 若若拉力的功率恒定，經(jīng)拉力的功率恒定，經(jīng)t2秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a2 ，最終速度為最終速度為2v, 求求 a1和和a2的關系的關系 B Bb ba aR RF 安安1atv 2vFFF 安安解：拉力為恒力解：拉力為恒力：最終有最終有 F=F

33、安安=B2 L2 2v/Ra1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m - B2 L2 v / mR= B2 L2 v / mR拉力的功率恒定：拉力的功率恒定：F= F安安= P/2v = B2 L2 2v/RP/v= 4B2 L2 v/Ra2=( F2- F安安) / m= P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mRa2 = 3a1BNMQP 例例8、 如圖示，如圖示，U形導體框架的寬度，電阻忽略不形導體框架的寬度，電阻忽略不計，其所在平面與水平面成計，其所在平面與水平面成=30，一根質量、有效，一根質量、有效電阻的導體棒電阻的導體棒MN垂直跨放在垂直跨放在U形

34、框架上，離形框架上，離PQ的距的距離為，整個裝置處于與滑軌平面正交、磁感應強度按離為，整個裝置處于與滑軌平面正交、磁感應強度按2 T規(guī)律變化的磁場中，規(guī)律變化的磁場中，t=0時導體恰好靜止，（時導體恰好靜止，（g=10m/s2）求：）求： 經(jīng)過多少時間導體開始滑動經(jīng)過多少時間導體開始滑動 這段時間內(nèi)通過導體棒橫截面的電量這段時間內(nèi)通過導體棒橫截面的電量BNMQP解：解：t=0時時 B=0，恰好靜止，恰好靜止 fm =mgsin 伏伏I=E/R=0.08 t 安安導體開始滑動時，受力如圖示導體開始滑動時，受力如圖示NBILmg NfmBIL= fm +mgsin 30= 1N0.2 t20.08

35、 t0.5=1t3 t=5秒秒 I= E/R= / R tq= I t=BLb/R=0.2250.50.2/0.5=1庫侖庫侖例例9、 一質量為一質量為M=1kg 的小車上固定有一質量的小車上固定有一質量為為m = 0.2 kg ，高，高 l 、電阻、電阻 R=100的的100匝矩匝矩形線圈，一起靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質形線圈，一起靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質量為量為m0 的子彈以的子彈以v0=110m/s 的水平速度射入小的水平速度射入小車中，并隨小車線圈一起進入一與線圈平面垂車中，并隨小車線圈一起進入一與線圈平面垂直，磁感強度直，磁感強度 B=1.0T 的水平勻強磁場中如圖的水平勻強磁

36、場中如圖甲所地，甲所地， 小車運動過程的小車運動過程的vs 圖象如圖乙所圖象如圖乙所示。求：示。求：（1）子彈的質量）子彈的質量m0為為 。（2）圖乙中）圖乙中s =10cm時線圈中的電流強度時線圈中的電流強度I為為 。（3在進入過程中通過線圈某一截面的電量為在進入過程中通過線圈某一截面的電量為 。（4）求出線圈小車通過磁場的過程中線圈電阻）求出線圈小車通過磁場的過程中線圈電阻的發(fā)熱量為的發(fā)熱量為 。v0l50010203040510s/cmV/ms182解解：由圖象可知：進入磁場時由圖象可知：進入磁場時 ，v1=10m/s由動量守恒定律由動量守恒定律m0v0 =(M+m+m0)v1 m0 由

37、圖象可知：由圖象可知：s=10cm v2 =8m/sE=nBLv2由圖象可知：線圈寬度為由圖象可知：線圈寬度為 d=10cmq=I t=n /R=10010.10.05/100=510-3 C 由圖象可知：出磁場時由圖象可知：出磁場時 ，vt=2m/sQ=1/2(M+m+m0)(v12 vt2)=1/21.32(100-4)=63.4J 思考：為什么思考：為什么v-s圖象是三段折線？圖象是三段折線？答：見備注。答：見備注。03年上海高考年上海高考18、 （7分）圖分）圖1為某一熱敏電阻為某一熱敏電阻R(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的的I-U

38、關系曲線圖。關系曲線圖。 為了通過測量得到圖為了通過測量得到圖1所示所示I-U關系的完整曲線關系的完整曲線，在圖，在圖2和圖和圖3兩個電路中應選擇的是圖兩個電路中應選擇的是圖 ；簡要說明理由：簡要說明理由： 。（電源電動勢為。（電源電動勢為9V，內(nèi)阻不計，滑線變阻器的，內(nèi)阻不計，滑線變阻器的阻值為阻值為0-100）在圖在圖4電路中，電源電壓恒為電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)，電流表讀數(shù)為為70mA，定值電阻，定值電阻R1=250。由熱敏電阻的。由熱敏電阻的I-U關 系 曲 線 可 知 ， 熱 敏 電 阻 兩 端 的 電 壓 為關 系 曲 線 可 知 ， 熱 敏 電 阻 兩 端 的 電 壓

39、 為_V；電阻；電阻R2的阻值為的阻值為 。 舉 出 一 個 可 以 應 用 熱 敏 電 阻 的 例 子 ： 舉 出 一 個 可 以 應 用 熱 敏 電 阻 的 例 子 ：_。VA圖圖2VA圖圖3I/mAU/V1 2 3 4 5 6 7500圖圖110203040AR1R2熱敏電阻熱敏電阻9V圖圖4R2電壓可從電壓可從0V調到所需電壓，調節(jié)范圍較大調到所需電壓，調節(jié)范圍較大 解解: I1=9/250=0.036A=36mA I2=34mA 由圖由圖1得得 UR=5.2V 5.2 R2 =(9-5.2) / 0.034=111.8 111.6112.0 熱敏溫度計熱敏溫度計 如圖示，如圖示， 、

40、 為兩勻強磁場區(qū)為兩勻強磁場區(qū)，磁感應強度均為，磁感應強度均為B，方向如圖示，兩區(qū)域中間為寬，方向如圖示，兩區(qū)域中間為寬L/2的無磁場區(qū)的無磁場區(qū)，有一邊長為，有一邊長為L、粗細均勻、各邊、粗細均勻、各邊電阻為電阻為R的正方形金屬框的正方形金屬框abcd置于區(qū)域置于區(qū)域，ab 邊與邊與磁場邊界平行，現(xiàn)拉著金屬框以速度磁場邊界平行，現(xiàn)拉著金屬框以速度v水平向右勻速水平向右勻速運動，則運動，則（1）分別求出當）分別求出當ab邊剛進入中央無磁場區(qū)邊剛進入中央無磁場區(qū)和進入和進入磁場區(qū)磁場區(qū)時，通過時，通過ab 邊的電流大小和方向邊的電流大小和方向.（2）畫出金屬框從區(qū)域）畫出金屬框從區(qū)域剛出來到完全

41、拉入?yún)^(qū)域剛出來到完全拉入?yún)^(qū)域過程中水平拉力與時間的關系圖象過程中水平拉力與時間的關系圖象.（3）求上述）求上述 （2）過程）過程中拉力所做的功中拉力所做的功04年南師大模考年南師大?？?6dabcdabc解：（解：（1）ab剛進入剛進入，cd邊產(chǎn)生邊產(chǎn)生EEE=BLv I1= BLv/4R 順時針方向順時針方向 dabcab剛進入剛進入，ab、cd邊都產(chǎn)生邊都產(chǎn)生E EEI2= 2BLv/4R 逆時針方向逆時針方向 （2） ab剛進入剛進入，F(xiàn)1=BI1L=B2L2v/4RF1ab剛進入剛進入，F(xiàn)2= 2BI2L= B2L2v/R F2ab進入進入，cd 還在還在，ab邊產(chǎn)生邊產(chǎn)生E F3=B

42、I3L =BI1L =B2L2v/4R三段時間都為三段時間都為L/2vF-t 圖象如右圖示圖象如右圖示0tFB2L2v/RB2L2v/4RL/2v L/v 3L/2v（3） W=F1L/2+ F2L/2+ F3L/2 = 3B2L3v/4R例例10、如圖所示，、如圖所示，PR是一塊長為是一塊長為L=4米的絕緣平板固米的絕緣平板固定在水平地面上，整個空間有一個平行于定在水平地面上，整個空間有一個平行于PR的勻強的勻強電場電場E，在板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻，在板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻強磁場強磁場B，一個質量為千克、帶電量為庫侖的物體，一個質量為千克、帶電量為庫侖的物體，從板

43、的從板的P端由靜止開始在電場力和摩擦力的作用下向端由靜止開始在電場力和摩擦力的作用下向右做勻加速運動，進入磁場后恰能做勻速運動。當物右做勻加速運動，進入磁場后恰能做勻速運動。當物體碰到板體碰到板R端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做，物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做勻減速運動停在勻減速運動停在C點，點，PC=L/4，物體與平板間的動摩，物體與平板間的動摩擦因素為。求：擦因素為。求： 判斷物體帶電性質，正電還是負電荷？判斷物體帶電性質，正電還是負電荷？物體與擋板碰撞前后的速度物體與擋板碰撞前后的速度v1

44、和和v2；磁感強度磁感強度B的大小；的大??；電場強度電場強度E的大小和方向的大小和方向 。EBRP CDBRP Cv2Da解：返回時，解：返回時，RD無電場力，能作勻速運動，表明無摩擦力無電場力，能作勻速運動，表明無摩擦力qv2B向上，物體帶正電。受力如圖向上，物體帶正電。受力如圖a 示示 qv2B=mg mgqv2BD C ，無磁場力，無磁場力， -mg0.25L=1/2mv22 P D ，加速，加速，E向右向右 (qE mg)1/2L =1/2mv12 EBRP Cv1DbD R ，受力如圖，受力如圖b 示示mgqv1BqEN N qE= (mg+ qv1B) 解得解得 qv1B=2N q

45、v2 v1 v2方向向右方向向右 例例11、某空間存在著一個變化的電場和一個變某空間存在著一個變化的電場和一個變化的磁場，如圖示，電場方向由化的磁場，如圖示，電場方向由B到到C，在，在A點點，從，從t=1s末開始，每隔末開始，每隔2s有一個相同的帶電粒有一個相同的帶電粒子（不計重力）沿子（不計重力）沿AB方向（垂直于方向（垂直于BC）以速）以速度度v 射出，恰好能擊中射出，恰好能擊中C點，若點，若AC=2BC，且粒，且粒子在子在AC間運動的時間小于間運動的時間小于1s。試問：。試問：1. 圖線上圖線上E和和B的比值有多大？磁感應強度的比值有多大？磁感應強度B 的的方向如何？方向如何？2. 若第

46、一個粒子擊中若第一個粒子擊中C點的時刻已知為（點的時刻已知為（1s+t ），那么第二個粒子擊中），那么第二個粒子擊中C點為何時刻？點為何時刻？ABC246Et/sBt/s246解：在解：在1s末末,粒子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓粒子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓周運動周運動,令令BC=y不難得到不難得到: AC=2y, R=mv/qB=2y B=mv / 2qyABCqvBRyxv2y60在在3s末末,第二個粒子在電場中受電場力做類似第二個粒子在電場中受電場力做類似平拋運動平拋運動,qE2213tmqEyyvtxqEmvt3/2qymvE322E/B=4v/3第一個粒子經(jīng)過第一個粒子經(jīng)過t擊中擊中

47、C點，點，t=1/6T=m/3qB第二個粒子擊中第二個粒子擊中C點經(jīng)過點經(jīng)過 t 秒秒233233/2tqBmqEmvt第二個粒子擊中第二個粒子擊中C點的時刻點的時刻為為3+ t 秒秒04年江蘇高考年江蘇高考12 (12分分)某同學對黑箱某同學對黑箱(見圖見圖1)中中一個電學元件的伏安特性進行研究通過正確一個電學元件的伏安特性進行研究通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流與流過它的電流I 之間的變化關系有如下規(guī)律之間的變化關系有如下規(guī)律 當當 - 15V Uab 0V 時，時，I 近似為零近似為零 當當Uab0時，時，Uab和

48、和I 的實驗數(shù)據(jù)見下表：的實驗數(shù)據(jù)見下表：（1）在圖）在圖2中畫出中畫出Uab0時該元件的伏安特性曲線時該元件的伏安特性曲線(可用鉛可用鉛筆作圖筆作圖)（ 2 ） 根 據(jù) 上 述 實 驗 事 實 該 元 件 具 有 的 特 性 是） 根 據(jù) 上 述 實 驗 事 實 該 元 件 具 有 的 特 性 是_。編號1234567Uab/V0.0000.2450.4800.6500.7050.7250.745I/mA0.000.150.250.601.704.257.50ba圖圖1見下頁見下頁單向導電性單向導電性（3）若將此黑箱接入圖）若將此黑箱接入圖3電路中，并在該電路電路中，并在該電路的的cd兩端輸

49、入如圖兩端輸入如圖4(甲甲)所示的方波電壓信號所示的方波電壓信號ucd,請在圖請在圖4(乙乙)中定性畫出負載電阻中定性畫出負載電阻RL上的電壓信上的電壓信號號uef的波形的波形baucduefc fedRL3k圖圖3t/st/sucd /V 12-12B/T00uef /V(甲甲)圖圖4(乙乙)0Uab / VI/mA0.88.00.10.20.30.40.50.60.71.02.03.04.05.06.07.0編號編號1234567Uab/V00.2450.4800.6500.7050.7250.745I/mA00.150.250.601.704.257.50題目題目04年江蘇高考年江蘇高考13 (14分分)如圖所示，一個變壓如圖所示，一個變壓器器(可視為理想變壓器可視為理想變壓器)的原線圈接在的原線圈接在220V的市的市電上，向額定電壓為電上，向額定電壓為1.80104V的霓虹燈供電的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光為了安全，需在原線圈回路，使它正常發(fā)光為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12mA時，熔絲就熔斷時，熔絲就熔斷（1）熔絲的熔