最新高考物理必做電磁感應(yīng)大題

1、 高考復(fù)習(xí)物理 電磁感應(yīng)大題Rd118分如下圖，兩根相同的勁度系數(shù)為k的金屬輕彈簧用兩根等長(zhǎng)的絕緣線懸掛在水平天花板上，彈簧上端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻相連，彈簧下端連接一質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻為r的金屬棒，金屬棒始終處于寬度為d垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。開(kāi)始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，金屬棒從靜止釋放，水平下降h高時(shí)到達(dá)最大速度。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，且彈性勢(shì)能與彈簧形變量x的關(guān)系為，不計(jì)空氣阻力及其它電阻。Rd求：1此時(shí)金屬棒的速度多大?2這一過(guò)程中，R所產(chǎn)生焦耳熱QR多少?217分如圖15a所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌

2、左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)Bt，如圖15b所示，兩磁場(chǎng)方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑到圓弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。問(wèn)金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？求0到時(shí)間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。探討在金屬棒滑到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向。3、16分t0時(shí)，磁場(chǎng)在xOy平面內(nèi)的分布如下圖。其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大

3、小均為B0，方向垂直于xOy平面，相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反。每個(gè)同向磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為l0。整個(gè)磁場(chǎng)以速度v沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)。假設(shè)在磁場(chǎng)所在區(qū)間，xOy平面內(nèi)放置一由n匝線圈串聯(lián)而成的矩形導(dǎo)線框abcd，線框的bc邊平行于x軸.bclB、abL，總電阻為R，線框始終保持靜止。求：線框中產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)大小和導(dǎo)線中的電流大??；線框所受安培力的大小和方向。該運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)可視為沿x軸傳播的波，設(shè)垂直于紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，?huà)出t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的波形圖，并求波長(zhǎng)和頻率f。abcdxyOl0l0v04、16分導(dǎo)線與阻值為R=1的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略

4、不計(jì).整個(gè)裝置處于豎直向上的大小為B0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示. 取重力加速度g=10m/s2求：1t10s時(shí)拉力的大小及電路的發(fā)熱功率.t/s15105t/s15105024v (m/s)圖乙FFRB圖甲5、 (20分如下圖間距為 L 、光滑的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)所在斜面傾角為兩根同材料、長(zhǎng)度均為 L 、橫截面均為圓形的金屬棒CD 、 PQ 放在斜面導(dǎo)軌上.CD 棒的質(zhì)量為m、電阻為 R , PQ 棒的圓截面的半徑是CD 棒圓截面的 2 倍。磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上兩根勁度系數(shù)均為 k

5、、相同的彈簧一端固定在導(dǎo)軌的下端另一端連著金屬棒CD 開(kāi)始時(shí)金屬棒CD 靜止，現(xiàn)用一恒力平行于導(dǎo)軌所在平面向上拉金屬棒 PQ 使金屬棒 PQ 由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)當(dāng)金屬棒 PQ 到達(dá)穩(wěn)定時(shí)彈簧的形變量與開(kāi)始時(shí)相同，金屬棒 PQ 開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定的過(guò)程中通過(guò)CD棒的電量為q,此過(guò)程可以認(rèn)為CD棒緩慢地移動(dòng)，題設(shè)物理量符合的關(guān)系式，求此過(guò)程中(lCD棒移動(dòng)的距離； (2) PQ棒移動(dòng)的距離 (3) 恒力所做的功。要求三問(wèn)結(jié)果均用與重力mg 相關(guān)的表達(dá)式來(lái)表示.6、12分如下圖，AB和CD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面且向上的勻強(qiáng)

6、磁場(chǎng)中。AC端連有阻值為R的電阻。假設(shè)將一質(zhì)量為M、垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，那么棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段?，F(xiàn)用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把金屬棒EF從BD位置由靜止推至距BD端s處，此時(shí)撤去該力，金屬棒EF最后又回到BD端。求：1金屬棒下滑速度為v時(shí)的加速度。2金屬棒下滑過(guò)程中的最大速度。3金屬棒下滑至BD端過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量。ABDABDCEFBsR712分如下圖，一矩形金屬框架與水平面成=37角，寬L =0.4m，上、下兩端各有一個(gè)電阻R0 =2，框架的其他局部電阻不計(jì)，框架足夠長(zhǎng)，垂直于金屬框平面的方向有一向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1

7、.0Tab為金屬桿，與框架良好接觸，其質(zhì)量m=0.1Kg，桿電阻r=1.0，桿與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5桿由靜止開(kāi)始下滑，在速度到達(dá)最大的過(guò)程中，上端電阻R0產(chǎn)生的熱量Q0=0. 5Jsin37=0.6，cos37=0.8求：1流過(guò)R0的最大電流；2從開(kāi)始到速度最大的過(guò)程中ab桿沿斜面下滑的距離；3在時(shí)間1s內(nèi)通過(guò)桿ab橫截面積的最大電量abcdef圖A以向左為運(yùn)動(dòng)的正方向圖Bt1tv0v0t2-v0以豎直向下為正方向圖Ct1tBt0Babcdef圖A以向左為運(yùn)動(dòng)的正方向圖Bt1tv0v0t2-v0以豎直向下為正方向圖Ct1tBt0B0t2-B012如果豎直向下的磁場(chǎng)是非均勻增大的即k不是常數(shù)，

8、棒以速度v0向什么方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，寫(xiě)出該磁感強(qiáng)度Bt隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。3如果非均勻變化磁場(chǎng)在0t1時(shí)間內(nèi)的方向豎直向下，在t1t2時(shí)間內(nèi)的方向豎直向上，假設(shè)時(shí)刻和t1時(shí)刻磁感強(qiáng)度的大小均為B0，且adeb的面積均為l2。當(dāng)棒按圖B中的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，請(qǐng)?jiān)趫DC中示意地畫(huà)出變化的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度Bt隨時(shí)間變化的圖像t1-t0 = t2-t1 v0)，U形框最終將與方框別離，如果從U型框和方框不再接觸開(kāi)始，經(jīng)過(guò)時(shí)間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s，求金屬框框別離后的速度各多大?21.18分圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內(nèi)

9、的金屬導(dǎo)軌，處在磁感強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面紙面向里。導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2。x1y1與x2y2為兩根用不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m1、m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。F為作用與金屬桿x1y1上豎直向上的恒力。兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率。2218分如圖，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是一段長(zhǎng)為l、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不計(jì)，ac長(zhǎng)度為。磁場(chǎng)的磁感

10、強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有一段長(zhǎng)度為、電阻為的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開(kāi)始時(shí)緊靠ac，然后沿ac方向以恒定速度v向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過(guò)的距離為時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？2314分水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，問(wèn)距為L(zhǎng)，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿見(jiàn)右上圖，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場(chǎng)豎直向下.用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化，v與F的關(guān)系如右下列圖。取重力加速度g=10m/s21金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前

11、做什么運(yùn)動(dòng)？2假設(shè)m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5；磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？3由vF圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？vRvRBLmv1attvtOb2413分如圖a所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快到達(dá)恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。求導(dǎo)體棒所到達(dá)的恒定速度v

12、2；為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過(guò)多少？導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？假設(shè)t0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其vt關(guān)系如圖b所示，在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。2514分如下圖，將邊長(zhǎng)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(guò)寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)人磁場(chǎng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣

13、阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)求：1線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；Bba(2線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度vBba3線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q26(14分)如下圖，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)m，導(dǎo)軌平面與水平面成=37角，下端連接阻值為尺的電阻勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大??；(2)當(dāng)金屬棒下滑速度到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，電阻尺消耗的功率為8W，求該速度的大?。?3)在上問(wèn)中，假設(shè)R2，金屬棒中的電流方向由a到

14、b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向(g=10kgs2，sin370.6， cos370.8)27.14分如下圖，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲圖中用粗線表示，R1=4、R2=8導(dǎo)軌其它局部電阻不計(jì)。導(dǎo)軌OAC的形狀滿足單位：m。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計(jì)棒的電阻。求：外力F的最大值；金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的最大功率；在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間t的關(guān)系。 y yxR1R2Ao

15、Cv28 3分如下圖，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為l0.2米，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R0.5歐的電阻，在X0處有一與水平面垂直的均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B0.5特斯拉。一質(zhì)量為mo.1千克的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以v02米/秒的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a2米/秒2、方向與初速度方向相反。設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好。求： 1電流為零時(shí)金屬桿所處的位置；2電流為最大值的一半時(shí)施加在金屬桿上外力F的大小和方向；3保持其他條件不變，而初速度v0取不同值，求開(kāi)始時(shí)F的方向與初速度v0取值的關(guān)系。293分半

16、徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B0.2T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地放置，磁場(chǎng)與環(huán)面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R02，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)1假設(shè)棒以v05m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過(guò)圓環(huán)直徑OO的瞬時(shí)如下圖MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈L1的電流。2撤去中間的金屬棒MN將右面的半圓環(huán)OL2O以O(shè)O為軸向上翻轉(zhuǎn)90，假設(shè)此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為B/t4 /T/s，求L1的功率30、16分如下圖，空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)，磁感應(yīng)

17、強(qiáng)度B1 T，每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距均為d0.5 m，現(xiàn)有一邊長(zhǎng)l0.2 m、質(zhì)量m0.1 kg、電阻R0.1 的正方形線框MNOP以v07 m/s的初速?gòu)淖髠?cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求：線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到安培力的大小F；dddddddPMONv0線框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)n。31.(18分)在圖甲中，直角坐標(biāo)系0 xy的1、3象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第1象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，第3象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為l，圓心角為900的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R.(1)求

18、導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值.(2)在圖乙中畫(huà)出導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象.(規(guī)定與圖甲中線框的位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0)O2BxByO2BxBy圖甲PlQIIOt圖乙32、 (14分如下圖，傾角=30、寬度L=1m的足夠長(zhǎng)的“U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B =1T，范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下。用平行于軌道的牽引力拉一根質(zhì)量m =0.2、電阻R =1的垂直放在導(dǎo)軌上的金屬棒a b，使之由靜止開(kāi)始沿軌道向上運(yùn)動(dòng)。牽引力做功的功率恒為6W，當(dāng)金屬棒移動(dòng)2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的熱量為5.8J，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，取g=10

19、m/s2。求：1金屬棒到達(dá)穩(wěn)定時(shí)速度是多大？2金屬棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)所需的時(shí)間多長(zhǎng)?33、20分如下圖，在直角坐標(biāo)系的第象限和第象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B5.0102T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向分別垂直紙面向外和向里。質(zhì)量為m6.641027、電荷量為q3.21019C的a粒子不計(jì)a粒子重力，由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電壓為U1205V的電場(chǎng)圖中未畫(huà)出加速后，從坐標(biāo)點(diǎn)M4，處平行于x軸向右運(yùn)動(dòng)，并先后通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。求出a粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑；在圖中畫(huà)出a粒子從直線x4到直線x4之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，并在圖中標(biāo)明軌跡與直線x4交點(diǎn)的坐標(biāo)；OM2OM22244x/101my/101m2vBB

20、ABMPQN34、如下圖PQ、MN為足夠長(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌,它們之間連接一個(gè)阻值的電阻;導(dǎo)軌間距為,電阻,長(zhǎng)約的均勻金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上,它與導(dǎo)軌的滑動(dòng)摩擦因數(shù),導(dǎo)軌平面的傾角為在垂直導(dǎo)軌平面方向有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為,今讓金屬桿AB由靜止開(kāi)始下滑從桿靜止開(kāi)始到桿AB恰好勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)桿的電量,求: (1)當(dāng)AB下滑速度為時(shí)加速度的大小 (2)AB下滑的最大速度 (3)從靜止開(kāi)始到AB勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程R上產(chǎn)生的熱量3520分在質(zhì)量為M=1kg的小車(chē)上，豎直固定著一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg，寬L=0.05m、總電阻R=100的n=100的n=100匝矩形線圈。線圈和小車(chē)一起靜止在光滑水平面上

21、，如圖1所示?，F(xiàn)有一子彈以v0=110m/s的水平速度射入小車(chē)中，并立即與小車(chē)包括線圈一起運(yùn)動(dòng)，速度為v1=10m/s。隨后穿過(guò)與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，如下圖。子彈射入小車(chē)后，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度v隨車(chē)的位移s變化的v s圖象如圖2所示。求：1子彈的質(zhì)量m0； 2小車(chē)的位移s=10cm時(shí)線圈中的電流大小I； 3在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電荷量q； 4線圈和小車(chē)通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線圈電阻的發(fā)熱量Q。3619分光滑平行金屬導(dǎo)軌水平面內(nèi)固定，導(dǎo)軌間距L=0.5m，導(dǎo)軌右端接有電阻RL=4小燈泡，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。如圖甲，在導(dǎo)軌的MNQP矩形區(qū)域內(nèi)

22、有豎直向上的磁場(chǎng)，MN、PQ間距d=3m，此區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示，垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿，其電阻r=1,在t=0時(shí)刻，用水平恒力F拉金屬桿，使其由靜止開(kāi)始自GH位往右運(yùn)動(dòng)，在金屬桿由GH位到PQ位運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小燈發(fā)光始終沒(méi)變化，求：1小燈泡發(fā)光電功率；2水平恒力F大??；3金屬桿質(zhì)量m.電磁感應(yīng)計(jì)算題答案1、18分1 當(dāng)速度最大時(shí)，加速度a03分3分2分2據(jù)能量關(guān)系4分而3分3分2、解：感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變。因?yàn)榻饘侔艋綀A弧任意位置時(shí)，回路中磁通量的變化率相同。0t0時(shí)間內(nèi)，設(shè)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E0，感應(yīng)電流為I，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由法拉第電磁感應(yīng)定

23、律：根據(jù)閉合電路的歐姆定律：由焦耳定律有：解得：設(shè)金屬進(jìn)入磁場(chǎng)B0一瞬間的速度變v，金屬棒在圓弧區(qū)域下滑的過(guò)程中，機(jī)械能守恒： 在很短的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B0區(qū)域瞬間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，那么： 由閉合電路歐姆定律得：解得感應(yīng)電流：根據(jù)上式討論：I、當(dāng)時(shí)，I0；II、當(dāng)時(shí)，方向?yàn)?；III、當(dāng)時(shí)，方向?yàn)椤?、解：切割磁感線的速度為v，任意時(shí)刻線框中電動(dòng)勢(shì)大小E2nB0Lv 導(dǎo)線中的電流大小I線框所受安培力的大小為：由左手定那么判斷，線框所受安培力的方向始終沿x軸正方向.BB0B00/23/22B/Tx/m磁感應(yīng)強(qiáng)度的波長(zhǎng)和頻率分別為t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的波形圖如圖4.解：(1

24、)由v-t圖象可知：由牛頓第二定律:或由圖可知，t=10s時(shí)，v=4m/s聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得： 0.24N (2) 聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得:5 .解:PQ的質(zhì)量是CD的4倍:m=4m,PQ電阻是CD的,即,兩棒的總電阻為,(1)穩(wěn)定后彈簧的伸長(zhǎng)量等于開(kāi)始的壓縮量:,CD移動(dòng)的距離(2)回路中通過(guò)的電量,PQ棒沿導(dǎo)軌上滑距離為:(3)CD棒靜止,受到的安培力為,PQ穩(wěn)定時(shí),恒力為:恒力所做的功為:6、解：1導(dǎo)體棒切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)：由閉合電路歐姆定律：導(dǎo)體棒受到的安培力：對(duì)金屬棒受力分析，由牛頓第二定律：聯(lián)立，得：2當(dāng)時(shí)，速度最大那么最大速度：3金屬棒由EF滑到BD的過(guò)程，由能量守恒：金

25、屬棒上產(chǎn)生的熱量：4金屬棒由BD出發(fā)，又回到BD的全過(guò)程，由能量守恒：金屬棒上產(chǎn)生的熱量：7 解析：1當(dāng)滿足 BIL+mgcos=mgsina 時(shí)有最大電流 2分 1分流過(guò)R0的最大電流為I0=0.25A 1分 2Q總=4Qo=2 J (1分) =IR總=0.52V=1.0V 1分 此時(shí)桿的速度為 1分 由動(dòng)能定理得 2分求得 桿下滑的路程 1分 3 通過(guò)ab桿的最大電量 2分8.解析：1= eq f(,t) = eq f(B,t) S =kl2 I = eq f(,r) = eq f(kl2,r) (2分)因?yàn)榻饘侔羰冀K靜止，在t時(shí)刻磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為Bt =B0+kt，所以F外 = FA =

26、 BIl= ( B0+kt ) eq f(kl2,r) l = B0 eq f(kl3,r) + eq f(k2l3,r) t (2分) 方向向右 (1分)2根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，為使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，回路中磁通量的變化應(yīng)為零， 因?yàn)榇鸥袕?qiáng)度是逐漸增大的，所以金屬棒應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)使磁通量減小 (1分)以豎直向下為正方向t1t0B0t2-B0Bt即： = 以豎直向下為正方向t1t0B0t2-B0Bt也就是Bt ll- vt= B0l2 (2分)得 Bt = eq f(B0l, l- vt) (2分)3如果金屬棒的右勻速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫@時(shí)磁感強(qiáng)度是逐漸減小的，同理可推得，Bt = eq f(B0l,

27、 l+ vt) (2分)所以磁感強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如右圖t2時(shí)刻Bt不為零 (2分)9. 解：1由v-t圖可知道，剛開(kāi)始t=0時(shí)刻線圈加速度為 2分此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 2分 2分線圈此刻所受安培力為 2分得到： 2分2線圈t2時(shí)刻開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以t3時(shí)刻有兩種可能：(a)線圈沒(méi)有完全進(jìn)入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)就消失，所以沒(méi)有感應(yīng)電流，回路電功率P=0. 2分(b)磁場(chǎng)沒(méi)有消失，但線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，盡管有感應(yīng)電流，所受合力為零，同樣做勻速直線運(yùn)動(dòng) 2分 10.解析：1感應(yīng)電流的方向：順時(shí)針繞向 1分 2分 感應(yīng)電流大小： 3分2由感應(yīng)電流的方向可知磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)增加： 1分安培力 2分 要提起重物，F(xiàn)

28、mg ， 3分 2分11解析：1感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颉?分2由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：I0.1t 2分由感應(yīng)電流1分可得金屬框的速度隨時(shí)間也是線性變化的，1分線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。加速度1分t2.0s，時(shí)感應(yīng)電流。安培力2分線框在外力F和安培力FA作用下做加速運(yùn)動(dòng)， 2分得力F0.50N1分3金屬線框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中，拉力做功轉(zhuǎn)化成線框的動(dòng)能和線框中產(chǎn)生的焦耳熱。t5s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度1分線框中產(chǎn)生的焦耳熱2分12.解析：1對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行受力分析有： 其中 1 對(duì)棒： 1 那么導(dǎo)軌的加速度： 3 可見(jiàn)當(dāng)v=0時(shí)，a最大： 1 2 2當(dāng)導(dǎo)軌到達(dá)最大速度時(shí)受力平衡即a=0

29、，此時(shí)： 1 33設(shè)導(dǎo)軌下滑距離d時(shí)到達(dá)最大速度 ， 1 d=6m 1 對(duì)導(dǎo)軌由動(dòng)能定理得： 1 損失的機(jī)械能W=20.32J13.解析：16分a棒勻速運(yùn)動(dòng)， 2分b棒靜止1分1分2分28分當(dāng)a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)1分1分解得2分當(dāng)b勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：1分2分式聯(lián)立得1分36分1分1分2BIL=1分由式得1分得2分x/cmtx/cmt/s8.00.60.40.220.120.320.52丙4.00v EQ F(x,t) EQ F(0.08,0.1) m/s0.8 m/s 1分線圈做切割磁感線E2nrBv2203.140.10.20.8 V2 V 2分I/At/s00.60.40.220.120.320.520

30、.2-0.22感應(yīng)電流 I EQ F(E,R1I/At/s00.60.40.220.120.320.520.2-0.2電流圖像 2分 3由于線圈每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中推力必須等于安培力F推F安nILB2nIrB2200.23.140.10.2 N0.5 N 3分 4發(fā)電機(jī)的輸出功率即燈的電功率PI2R20.228 W0.32 W 2分5磁感線是閉合曲線，所以在磁鐵內(nèi)部也有磁感線，這些磁感線穿過(guò)線圈了，所以線圈中的磁通量不為零，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中磁通量發(fā)生變化了。2分15解：(1)E=BLv 2分 L=vt1分E=B v2t1分(2)1分 2分2分(3)F=BIL 1分 2分

31、2分或者：16、解：1在t時(shí)刻AB棒的坐標(biāo)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 回路總電阻 回路感應(yīng)電流 棒勻速運(yùn)動(dòng) F=F安=BIl解得： 2導(dǎo)體棒AB在切割磁感線過(guò)程中產(chǎn)生半個(gè)周期的正弦交流電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為 回路產(chǎn)生的電熱 通電時(shí)間 解得： 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：此題共12分。、式各1分，、式各2分。17.解析： (1) 不存在磁場(chǎng)時(shí)，2分 (2) 設(shè)磁場(chǎng)存在時(shí)的氣流速度為V，那么磁流體發(fā)電機(jī)制電動(dòng)勢(shì)， 回路電流，安培力2分 沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)摩擦力為，由題意， 解得2分 (3) 輸入功率，由能量守恒定律2分 所以2分18.解析：1(2分)2 (3分)圖233 (2分)圖23線圈獲得動(dòng)能 傳送帶上的熱量損失 (2分)(2分)4

32、一個(gè)線圈加速即一個(gè)線圈進(jìn)磁場(chǎng)和前一線圈出磁場(chǎng)的時(shí)間和所用的時(shí)間為 (1分) 所以 (2分)或：皮帶始終受到一個(gè)靜摩擦力f1=F安=(1分)，一個(gè)滑動(dòng)摩擦力f2=ma=m=(1分)所以，皮帶的功率(1分)19.解析：(1)撤去F之前，設(shè)通過(guò)電阻R的電流為I，那么金屬桿受到的安培力大小F安=BIL=F撤去F之后，由P=I2R知，當(dāng)電阻R上消耗的電功率為P/4時(shí)，通過(guò)R的電流I=I/2，那么金屬桿受到的安培力F安=BIL=F/2，方向水平向左，由牛頓第二定律得，方向水平向左(2)撤去F后，金屬桿在與速度方向相反的安培力作用下，做減速運(yùn)動(dòng)直到停下。設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬桿的速度為v，那么I2(R+r)=Fv

33、，又P=I2R，解得由能量守恒可得，撤去F后，整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量那么電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱20.解析：(1)U形框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，NQ邊相當(dāng)于電源，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv0，當(dāng)如圖乙所示位置時(shí)，方框bd之間的電阻為U形框連同方框構(gòu)成的閉合電路的總電阻為閉合電路的總電流為根據(jù)歐姆定律可知，bd兩端的電勢(shì)差為：Ubd=方框中的熱功率為：(2)在U形框向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，U形框和方框組成的系統(tǒng)所受外力為零，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)到達(dá)圖示位置時(shí)具有共同的速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律根據(jù)能量守恒定律，U形框和方框組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于在這一過(guò)程中兩框架上產(chǎn)生的熱量，即(3)設(shè)U形框和方框不再接觸時(shí)方框速度為v1

34、， u形框的速度為v2：，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有3mv=4mvI+3mv2兩框架脫離以后分別以各自的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t方框最右側(cè)和U形框最左側(cè)距離為s，即(v2-v1)t=s聯(lián)立以上兩式，解得21.答案：解：設(shè)桿向上運(yùn)動(dòng)的速度為v，因桿的運(yùn)動(dòng)，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積減少，從而磁通量也減少。由法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小回路中的電流，電流沿順時(shí)針?lè)较騼山饘贄U都要受到安培力作用，作用于桿x1y1的安培力為，方向向上作用于桿x2y2的安培力，方向向下當(dāng)桿作為勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有解以上各式，得，作用于兩桿的重力的功率的大小電阻上的熱功率由、式，可得，22.MN滑過(guò)的

35、距離為時(shí)，它與bc的接觸點(diǎn)為P，如圖。由幾何關(guān)系可知MP年度為，MP中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ，MP段的電阻MacP和MbP兩電路的并聯(lián)電阻為由歐姆定律，PM中的電流ac中的電流解得根據(jù)右手定那么，MP中的感應(yīng)電流的方向由P流向M，所以電流的方向由a流向c。231變速運(yùn)動(dòng)或變加速運(yùn)動(dòng)、加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)。2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流安培力由圖線可知金屬桿受拉力、安增力和阻力作用，勻速時(shí)合力為零。 由圖線可以得到直線的斜率k=2，T 3由直線的截距可以求得金屬桿受到的阻力f，f=2N 假設(shè)金屬桿受到的阻力僅為動(dòng)摩擦力，由截距可求得動(dòng)摩擦因數(shù)24、解：EBLv1v2 ，IE/R ，速度恒定時(shí)有： ，可得

36、： ，因?yàn)閷?dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有v1v2為常數(shù)，設(shè)為v，那么： ，那么： ，可解得：2514分1線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間mg = f + eq f(B2a 2v2,R)解得v2 = eq f(mg - f )R,B2a 2)2線框從離開(kāi)磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程(mg + f ) h = eq f(1,2)mv1 2線框從最高點(diǎn)回落至磁場(chǎng)瞬間(mg - f ) h = eq f(1,2)mv2 2、 式聯(lián)立解得v1 = eq r(eq f(mg + f,mg - f) v2)= eq r(mg)2f 2)eq f(R,B2a 2)3線框在向上通過(guò)通過(guò)過(guò)程中eq f(1,2)mv02-e

37、q f(1,2)mv12 = Q +mg + f(a + b)v0 = 2 v1Q = eq f(3,2)m (mg)2f 2 eq f(R,B 4a 4)-mg + f(a + b)26(1)金屬棒開(kāi)始下滑的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律mgsinmgcosma 由式解得a10(O.60.250.8)ms2=4ms2(2夕設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mgsin一mgcos0一F0此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率FvP由、兩式解得(3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長(zhǎng)為l，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B yxR1R yxR1R2AoC

38、v由、兩式解得磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上27金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)外=F安，E=BLvI=E/R總， F外=BIL=B2L2v/R總，Lmax=2sin90=2m， R總=8/3，故Fmax=0.3N P1=E2/R1=1W金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間的長(zhǎng)度隨時(shí)間變化，且x=vt，E=BLv，故 281感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Blv，I/R I0時(shí) v0 xv02/2a1米 2最大電流 ImBlv0/R IIm/2Blv0/R Blv0/2R安培力fIBlB2l2v0/2R0.02牛 向右運(yùn)動(dòng)時(shí) FfmaFmaf0.18N方向與x軸相反向左運(yùn)動(dòng)時(shí)Ffma Fmaf0.22牛方向與x軸相反3開(kāi)始時(shí) vv0，fImBlB2l

39、2v0/RFfma，F(xiàn)mafmaB2l2v0/R 當(dāng)v0maR/B2l210米/秒 時(shí)，F(xiàn)0 方向與x軸相反 當(dāng)v0maR/B2l210米/秒 時(shí)，F(xiàn)0 方向與x軸相同 29解：11B2av0.20.850.8V I11/R0.8/20.4A 22/t0.5a2B/t0.32V P1(2/2)2/R1.28102W 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：全題13分第1小題6分，第2小題7分。其中1正確得出式得3分，得出式得3分；2得出式4分，得出式得3分。30、解：線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)有：設(shè)線框豎直下落H時(shí)，速度為vH由能量守恒得：自由落體規(guī)律：解得：解法一：只有在線框進(jìn)入和穿出條形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線框局部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域x時(shí)有：在tt時(shí)間內(nèi)，由動(dòng)量定理：Ftmv 求和：解得： 穿過(guò)條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)