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文檔簡介
【物理精選】2012版《6年高考4年模擬》電磁感覺部分第一部分六年高考薈萃2011年高考題1(廣東卷第15題).將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,對于線圈中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢和感覺電流,以下表述正確的選項(xiàng)是A.感覺電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)沒關(guān)B.穿過線圈的磁通量越大,感覺電動(dòng)勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快,感覺電動(dòng)勢越大D.感覺電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向一直相同2(2011江蘇卷第2題).以下圖,固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止開釋,在著落過程中.穿過線框的磁通量保持不變B.線框中感覺電流方向保持不變C.線框所受安掊力的協(xié)力為零.線框的機(jī)械能不停增大3(2011江蘇卷第5題).以下圖,水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌圓滑且電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌一閃身垂直。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止擱置,且與導(dǎo)軌接觸。T=0時(shí),將形狀S由1擲到2。Q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加快度。以下圖象正確的選項(xiàng)是(D)4(福建第
17題).
如圖,足夠長的
U型圓滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成
角(0<
<90°),此中
MN平行且間距為
L,導(dǎo)軌平面與磁感覺強(qiáng)度為
B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒
ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌一直保持垂直且優(yōu)秀接觸,
ab棒接入電路的電阻為
R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí),它的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中1A.F運(yùn)動(dòng)的均勻速度大小為2qRB.光滑位移大小為BLC.產(chǎn)生的焦?fàn)枱釣閝BLB2L2D.遇到的最大安培力大小為sinR5(海南第6題).如圖,EOF和EOF為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界,此中EO∥EO,F(xiàn)O∥FO,且EO⊥OF;OO為∠EOF的角均分線,OO間的距離為l;磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿OO方向勻速通過磁場,t=0
時(shí)刻恰巧位于圖示地點(diǎn)。
規(guī)定導(dǎo)線框中感覺電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正,則感覺電流
i與實(shí)踐
t的關(guān)系圖線可能正確的選項(xiàng)是
(B)6(2011海南第7題).自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是互相聯(lián)系的,好多物理學(xué)家為找尋它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。以下說法正確的選項(xiàng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭露了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律,說了然熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感覺現(xiàn)象,揭露了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng),定量得出了電能和熱能之間的變換關(guān)系分析:觀察科學(xué)史,選ACD7(2011廣東第15題).將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,對于線圈中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢和感覺電流,以下表述正確的選項(xiàng)是A.感覺電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)沒關(guān)B.穿過線圈的磁通量越大,感覺電動(dòng)勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快,感覺電動(dòng)勢越大D.感覺電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向一直相同分析:由E=NB與B的方向可相同亦可相反。D錯(cuò)。選C,AB錯(cuò),C正確。B原感tt8(2011北京第19題).某同學(xué)為了考證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶死心的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連結(jié)成以下圖的電路。檢查電路后,閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不明顯的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他絞盡腦汁找不出原由。你以為最有可能造成小燈泡末閃亮的原由是.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大.線圈的自感系數(shù)較大9(2011上海第13題).如圖,均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b齊心共面擱置,當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí),b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感覺電流,且擁有縮短趨向,由此可知,圓環(huán)a(A)順時(shí)針加快旋轉(zhuǎn)(B)順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)(C)逆時(shí)針加快旋轉(zhuǎn)(D)逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)10(2011上海第20題).如圖,磁場垂直于紙面,磁感覺強(qiáng)度在豎直方向均勻散布,水平方向非均勻散布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn),將圓環(huán)拉至地點(diǎn)a后無初速開釋,在圓環(huán)從a擺向b的過程中感覺電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針(B)感覺電流方向向來是逆時(shí)針(C)安培力方向一直與速度方向相反安培力方向一直沿水平方向11(201山東第22題).如圖甲所示,兩固定的豎直圓滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d,置于界限水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處。磁場寬為3h,方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止開釋c,c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)再由靜止開釋d,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌一直保持優(yōu)秀接觸。用ac表示c的加快度,Ekd表示d的動(dòng)能,xc、xd分別表示c、d相對開釋點(diǎn)的位移。圖乙中正確的選項(xiàng)是答案:BD分析:開始c的加快度為g,c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng),加快度為0,在d著落h的過程中,h1gt2,c勻速降落了xcgtt2h,d進(jìn)入磁場后,c、d又只在重力作用下運(yùn)動(dòng),加快2度為g,一同運(yùn)動(dòng)了h,c出磁場,這時(shí)c的加快度仍為g,所以A錯(cuò)誤,B正確;c出磁場后,d這時(shí)遇到重力和向上的安培力,而且協(xié)力向上,開始做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)了2h后,d出磁場,又做加快運(yùn)動(dòng),所以C錯(cuò)誤,D正確。12(2011上海第28題).在“研究回路中感覺電動(dòng)勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)(見圖(a))中,獲取E1/t圖線如圖(b)所示。(1)(多項(xiàng)選擇題)在實(shí)驗(yàn)中需保持不變的是()(A)擋光片的寬度(B)小車的開釋地點(diǎn)(C)導(dǎo)軌傾斜的角度(D)光電門的地點(diǎn)(2)線圈匝數(shù)增添一倍后重做該實(shí)驗(yàn),在圖(b)中畫出實(shí)驗(yàn)圖線。(1)A,D(3分)(2)見圖(2分)13(2011全國卷1第24題).(15分)如圖,兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直擱置,導(dǎo)軌間距離為L電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈1泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中,磁感覺強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻能夠忽視的金屬棒MN從圖示地點(diǎn)由靜止開始釋放。金屬棒著落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀。已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加快度為g。求:磁感覺強(qiáng)度的大?。簾襞菡0l(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率。P分析:每個(gè)燈上的額定電流為IR額定電壓為:UPR(1)最后MN勻速運(yùn)動(dòng)故:B2IL=mg求出:BmgPR2PL(2)U=BLv得:vPR2PBLmg14(2011海南第16題).如圖,ab和cd是兩條豎直擱置的長直光滑金屬導(dǎo)軌,MN和M'N'是兩根用細(xì)線連結(jié)的金屬桿,其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上,使兩桿水沉靜止,并恰巧與導(dǎo)軌接觸;兩桿的總電阻為R,導(dǎo)軌間距為l。整個(gè)裝置處在磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌電阻可忽視,重力加快度為g。在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷,保持F不變,金屬桿和導(dǎo)軌一直接觸優(yōu)秀。求(1)細(xì)線少斷后,隨意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比;(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度。分析:設(shè)某時(shí)刻MN和M'N'速度分別為v1、v2。(1)MN和M'N'動(dòng)量守恒:mv1-2mv2=0求出:v12①v2(2)當(dāng)MN和M'N'的加快度為零時(shí),速度最大對M'N'受力均衡:BIlmg②IEEBlv1blv2④③2mgRmgRR由①——④得:v122、v2223Bl3Bl15(2011天津第11題).(18分)以下圖,兩根足夠長的圓滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m,其電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。完好相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌擱置,每棒兩頭都與導(dǎo)軌一直有優(yōu)秀接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg,電阻均為R=0.1Ω,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感覺強(qiáng)度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng),而棒cd恰巧能保持靜止。取g=10m/s2,問:1)經(jīng)過cd棒的電流I是多少,方向如何?2)棒ab遇到的力F多大?3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量,力F做的功W是多少?分析:(1)棒cd遇到的安培力FcdIlB①棒cd在共點(diǎn)力作用下均衡,則Fcdmgsin30②由①②式代入數(shù)據(jù)解得I=1A,方向由右手定章可知由d到c。(2)棒ab與棒cd遇到的安培力大小相等Fab=Fcd對棒ab由共點(diǎn)力均衡有Fmgsin30IlB③代入數(shù)據(jù)解得F=0.2N④(3)設(shè)在時(shí)間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J熱量,由焦耳定律可知QI2Rt⑤設(shè)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,則產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢E=Blv⑥由閉合電路歐姆定律知IE⑦2R由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知,在時(shí)間t內(nèi),棒ab沿導(dǎo)軌的位移x=vt⑧力F做的功W=Fx⑨綜合上述各式,代入數(shù)據(jù)解得W=0.4J16(2011浙江第23題).(16分)如圖甲所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導(dǎo),在“U”型導(dǎo)軌右邊l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且磁感覺強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為0.1/m,不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g10m/s2)。1)經(jīng)過計(jì)算剖析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀況;2)計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向;3)計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。答案:(1)導(dǎo)體棒在1s前做勻減速運(yùn)動(dòng),在1s后此后向來保持靜止。2)0.2A,電流方向是順時(shí)針方向。3)0.04J分析:(1)導(dǎo)體棒先在無磁場地區(qū)做勻減速運(yùn)動(dòng),有mgmavtv0atxv0t1at22代入數(shù)據(jù)解得:t1s,x0.5m,導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場地區(qū)。導(dǎo)體棒在1s末已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng),此后向來保持靜止,離左端地點(diǎn)仍為x0.5m(2)前2s磁通量不變,回路電動(dòng)勢和電流分別為E0,I0后2s回路產(chǎn)生的電動(dòng)勢為EldB0.1ttV回路的總長度為5m,所以回路的總電阻為R50.5電流為IEA0.2R依據(jù)楞次定律,在回路中的電流方向是順時(shí)針方向(3)前2s電流為零,后2s有恒定電流,焦耳熱為QI2Rt0.04J17(2011上海第32題).(14分)電阻可忽視的圓滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75m,導(dǎo)軌傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻,磁感覺強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5Ω,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸優(yōu)秀,從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端,在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr0.1J。(取g10m/s2)求:(1)金屬棒在此過程中戰(zhàn)勝安培力的功W安;(2)金屬棒下滑速度v2m/s時(shí)的加快度a.(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答以下:由動(dòng)能定理W重-W安=1mvm2,。由此所2得結(jié)果能否正確?若正確,說明原由并達(dá)成本小題;若不正確,給出正確的解答。答案.(1)下滑過程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱,因?yàn)镽3r,所以QR3Qr0.3(J)(1分)∴W安=QQRQr0.4(J)(2分)(2)金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力F安=BILB2L2v(1分)Rr由牛頓第二定律mgsin30B2L2vma(3分)Rr∴agsin30B2L2v1010.820.75223.2(m/s2)(2分)m(Rr)20.2(1.50.5)(3)此解法正確。(1分)金屬棒下滑時(shí)舞重力和安培力作用,其運(yùn)動(dòng)知足mgsin30B2L2vmaRr上式表示,加快度隨速度增添而減小,棒作加快度減小的加快運(yùn)動(dòng)。不論最后能否達(dá)到勻速,當(dāng)棒抵達(dá)斜面底端時(shí)速度必定為最大。由動(dòng)能定理能夠獲取棒的末速度,所以上述解法正確。(2分)mgSsin30Q1mvm2(1分)2∴v2gSsin302Q2101.15120.42.74(m/s)(1分)mm20.218(四川第
24題).(19
分)以下圖,間距
l=0.3m
的平行金屬導(dǎo)軌
a1b1c1和
a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi),在水平面a1b1b2a2地區(qū)內(nèi)和傾角
=37
的斜面
c1b1b2c2地區(qū)內(nèi)分別有磁感覺強(qiáng)度
B1=0.4T
、方向豎直向上和B2=1T為l的相同導(dǎo)體桿
、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。電阻R=0.3K、S、Q分別擱置在導(dǎo)軌上,S桿的兩頭固定在
、質(zhì)量m1=0.1kg、長b1、b2點(diǎn),K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且一直接觸優(yōu)秀。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂,繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6m/s2的加快度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦,繩不行伸長。取
g=10m/s
2,sin
37
=0.6
,cos
37
=0.8
。求(1)小環(huán)所受摩擦力的大小;(2)Q桿所受拉力的剎時(shí)功率。分析:以小環(huán)為研究對象,由牛頓第二定律①代入數(shù)據(jù)得②設(shè)流過桿K的電流為,由均衡條件得
③對桿Q,依據(jù)并聯(lián)電路特色以及均衡條件得④由法拉第電磁感覺定律的推論得⑤依據(jù)歐姆定律有⑥且剎時(shí)功率表達(dá)式為聯(lián)立以上各式得【答案】(1)19(重慶第23題).(16
⑦⑧⑨;(2)分)
。有人設(shè)計(jì)了一種可測速的跑步機(jī),測速原理如題23圖所示,該機(jī)底面固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感覺強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且接有電壓表和電阻R,絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細(xì)金屬條,磁場中一直僅有一根金屬條,且與電極接觸優(yōu)秀,不計(jì)金屬電阻,若橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表讀數(shù)為U,求:1)橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)的速率;2)電阻R耗費(fèi)的電功率;3)一根金屬條每次經(jīng)過磁場地區(qū)戰(zhàn)勝安培力做的功。解:(l)設(shè)電動(dòng)勢為,橡膠帶運(yùn)動(dòng)速率為v由:得:設(shè)電功率為P設(shè)電流強(qiáng)度為I,安培力為F.戰(zhàn)勝安培力做的功為W由:得:2010年高考題2010·全國卷Ⅱ·18如圖,空間某地區(qū)中有一勻強(qiáng)磁場,磁感覺強(qiáng)度方向水平,且垂直于紙面向里,磁場上界限b和下界限d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬一致加線圈,線圈上下面的距離很短,下面水平。線圈從水平面a開始著落。已知磁場上下界限之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下面剛經(jīng)過水平面b、c(位于磁場中)和d時(shí),線圈所遇到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd,則A.Fd>Fc>FbB.Fc<Fd<FbC.Fc>Fb>FdD.Fc<Fb<Fd2.2010·江蘇物理·2一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中,線框平面與磁場方向垂直,先保持線框的面積不變,將磁感覺強(qiáng)度在1s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到本來的兩倍,接著保持增大后的磁感覺強(qiáng)度不變,在1s時(shí)間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到本來的一半,先后兩個(gè)過程中,線框中感覺電動(dòng)勢的比值為(A)1(C)2(D)4(B)12答案:B3.2010·新課標(biāo)14·4.2010·新課標(biāo)21·以下圖,兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平擱置,相對的端面之間有一空隙,鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連結(jié),在空隙中形成一勻強(qiáng)磁場.一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于空隙中,且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由著落,銅棒著落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢大小為E1,著落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢大小為E2,忽視渦流消耗和邊沿效應(yīng).對于E1、E2的大小和銅棒走開磁場前兩頭的極性,以下判斷正確的選項(xiàng)是A、E1>E2,a端為正B、E1>E2,b端為正C、E1<E2,a端為正D、E1<E2,b端為正5.2010·上海物理·19如右圖,一有界地區(qū)內(nèi),存在著磁感覺強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直于圓滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場,磁場寬度均為L,邊長為L的正方形框abcd的bc邊緊靠磁場邊沿置于桌面上,使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加快經(jīng)過磁場地區(qū),若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍芊磻?yīng)線框中感覺電流變化規(guī)律的是圖【分析】在0-t1,電流均勻增大,清除CD.t2在t1-t2,兩邊感覺電流方向相同,大小相加,故電流大。在t2~t3,因右邊走開磁場,只有一邊產(chǎn)生感覺電流,故電流小,所以選A。此題觀察感覺電流及圖象。難度:難。6.2010·海南物理·2一金屬圓環(huán)水平固定擱置?,F(xiàn)將一豎直的條形磁鐵,在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始開釋,在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中,條形磁鐵與圓環(huán)A.一直互相吸引B.一直互相排擠C.先互相吸引,后互相排擠D.先互相排擠,后互相吸引【答案】D【分析】由楞次定律可知,當(dāng)條形磁鐵湊近圓環(huán)時(shí),感覺電流阻攔其湊近,是排擠力;當(dāng)磁鐵穿過圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí),感覺電流阻攔其遠(yuǎn)離,是吸引力,D正確。7.2010·海南物理·7以下說法正確的選項(xiàng)是A.當(dāng)線圈中電流不變時(shí),線圈中沒有自感電動(dòng)勢B.當(dāng)線圈中電流反向時(shí).線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中原電流的方向相反C.當(dāng)線圈中電流增大時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相反D.當(dāng)線圈中電流減小時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相反【答案】AC【分析】由法拉第電磁感覺定律可知,當(dāng)線圈中電流不變時(shí),不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢,A對;當(dāng)線圈中電流反向時(shí).相當(dāng)于電流減小,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中原電流的方向相同,B錯(cuò);當(dāng)線圈中電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢阻攔電流的增大,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相反,對;當(dāng)線圈中電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢阻攔電流的減小,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相同,D錯(cuò)。8.2010·天津11·以下圖,質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.3Ω,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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,相距0.4m的MM’、NN’互相平行,電阻不計(jì)且足夠長。電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感覺強(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(dòng),一直與MM’、NN’保持優(yōu)秀接觸,當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí),框架開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2.求框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大小;(2)從ab開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)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。分析:(1)ab對框架的壓力F1m1g①框架受水平面的支持力FNm2gF1②依題意,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則框架遇到最大靜摩擦力F2FN③ab中的感覺電動(dòng)勢EBlv④MN中電流IE⑤R1R2MN遇到的安培力F安IlB⑥框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)F安F2⑦由上述各式代入數(shù)據(jù)解得v6m/s⑧(2)閉合回路中產(chǎn)生的總熱量Q總R1R2Q⑨R2由能量守恒定律,得Fx1m1v2Q總⑩2代入數(shù)據(jù)解得x1.1m
⑾9.2010
·江蘇物理·13
以下圖,兩足夠長的圓滑金屬導(dǎo)軌豎直擱置,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
m、有效電阻為
R的導(dǎo)體棒在距磁場上界限
h處靜止開釋。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最后穩(wěn)固為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀,且一直保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求:1)磁感覺強(qiáng)度的大小B;2)電流穩(wěn)固后,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v;3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im答案:10.2010
·福建21·以下圖,兩條平行的圓滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為
的絕緣斜面上,導(dǎo)軌上端連結(jié)一個(gè)定值電阻。導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直并優(yōu)秀接觸。斜面上水平虛線PQ以下地區(qū)內(nèi),存在著垂直穿過斜面向上的勻強(qiáng)磁場?,F(xiàn)對a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力,使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng),此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰巧靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場的上界限PQ處時(shí),撤去拉力,a棒將持續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng),此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場界限PQ處時(shí),又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m,重力加快度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求(1)a棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過程中,a棒中的電流強(qiáng)度I,與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比;2)a棒質(zhì)量ma;(3)
a棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力
F。答案:2010·上海物理·32如圖,寬度L=0.5m的圓滑金屬框架MNPQ固定板個(gè)與水平面內(nèi),并處在磁感覺強(qiáng)度大小B=0.4T,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,框架的電阻非均勻散布,將質(zhì)量m=0.1kg,電阻可忽視的金屬棒ab擱置在框架上,而且框架接觸優(yōu)秀,以P為坐標(biāo)原點(diǎn),PQ方向?yàn)閤軸正方向成立坐標(biāo),金屬棒從x01m處以v02m/s的初速度,沿x軸負(fù)方向做a2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求:1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)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的地點(diǎn)x變化的函數(shù)關(guān)系;(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過程中經(jīng)過ab的電量q,某同學(xué)解法為:先算出金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s,以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R,而后輩入BLsRBLsS2cm2p0240pal23ml2'1mq=RR求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤RRqSE8.85*1012c2/Nm2EM之處,并用正確的方法解出結(jié)果。分析:F(1)a,F(xiàn)ma0.2Nm因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用,所以F=BILEBLvBLvBLat又I,所以RI0.4tRRI且S1at2,得t2S1s2a2所以QI2RtI2?0.4t20.2J(2)x11at21t2,得t1x,所以R0.41x。2(3)錯(cuò)誤之處:因框架的電阻非均勻散布,所求R是0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R,不是均勻值。正確解法:因電流不變,所以qIt10.4c0.4c。此題觀察電磁感覺、電路與牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合應(yīng)用。難度:難。2009年高考題一、選擇題1.(09·上海物理·13)如圖,金屬棒ab置于水平擱置的U形圓滑導(dǎo)軌上,在ef右邊存在有界勻強(qiáng)磁場B,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下,在ef左邊的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左界限ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后,圓環(huán)L有(填縮短、擴(kuò)充)趨向,圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感覺電流(填變大、變小、不變)。答案:縮短,變小分析:因?yàn)榻饘侔鬭b在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng),則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感覺電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場,跟著金屬棒向右加快運(yùn)動(dòng),圓環(huán)的磁通量將增大,依照楞次定律可知,圓環(huán)將有縮短的趨向以阻攔圓環(huán)的磁通量將增大;又因?yàn)榻饘侔粝蛴疫\(yùn)動(dòng)的加快度減小,單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感覺電流不停減小。2.(09·上海9·)信譽(yù)卡的磁條中有一個(gè)個(gè)連續(xù)的相反極性的磁化區(qū),每個(gè)磁化區(qū)代表了二進(jìn)制數(shù)1或0,用以儲(chǔ)藏信息。刷卡時(shí),當(dāng)磁條以某一速度拉過信譽(yù)卡閱讀器的檢測頭時(shí),在檢測頭的線圈中會(huì)產(chǎn)生變化的電壓(如圖1所示)。當(dāng)信譽(yù)卡磁條按圖2所示方向以該速度拉過閱讀檢測頭時(shí),在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的選項(xiàng)是(B)3.(09·山東21·)以下圖,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右邊有磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。方向垂直于回路所在的平面?;芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場,直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)抵達(dá)界限開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止,以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是(ACD).感覺電流方向不變B.CD段直線一直不受安培力C.感覺電動(dòng)勢最大值E=Bav1D.感覺電動(dòng)勢均勻值EBav4分析:在閉合電路進(jìn)入磁場的過程中,經(jīng)過閉合電路的磁通量漸漸增大,依據(jù)楞次定律可知感覺電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向不變,A正確。依據(jù)左手定章能夠判斷,受安培力向下,B不正確。當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場一半時(shí),即這時(shí)等效長度最大為a,這時(shí)感覺電動(dòng)勢最大E=Bav,C正確。感覺B1a2電動(dòng)勢均勻值E212aBav,D正確。t4v考點(diǎn):楞次定律、安培力、感覺電動(dòng)勢、左手定章、右手定章提示:感覺電動(dòng)勢公式Et只好來計(jì)算均勻值,利用感覺電動(dòng)勢公式EBlv計(jì)算時(shí),l應(yīng)是等效長度,即垂直切割磁感線的長度。4.(09·重慶20·)題20圖為一種初期發(fā)電機(jī)原理表示圖,該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連結(jié)的圓柱形磁鐵構(gòu)成,兩磁極相對于線圈平面對稱,在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運(yùn)動(dòng),(O是線圈中心),則(D)A.從X到O,電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小B.從X到O,電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大C.從O到Y(jié),電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大D.從O到Y(jié),電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小5.(09·福建18·)以下圖,固定地點(diǎn)在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上磁感覺強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量散布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌擱置,且與兩導(dǎo)軌保持優(yōu)秀接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u?,F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿一直與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加快度大小為g。則此過程(BD)桿的速度最大值為B.流過電阻R的電量為C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量分析:當(dāng)桿達(dá)到最大速度vm時(shí),F(xiàn)mgB2d2vm0FmgRr,A錯(cuò);由Rr得vmB2d2公式qBSBdL,B對;在棒從開始抵達(dá)到最大速度的過程中由動(dòng)能定理有:RrRrRrWFWfW安EK,此中Wfmg,W安Q,恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和,C錯(cuò);恒力F做的功與安倍力做的功之和等于于桿動(dòng)能的變化量與戰(zhàn)勝摩擦力做的功之和,D對。6.(09·浙江17·)以下圖,在磁感覺強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)搖動(dòng)。金屬線框從右邊某一地點(diǎn)靜止開始開釋,在搖動(dòng)到左邊最高點(diǎn)的過程中,細(xì)桿和金屬線框平面一直處于同一平面,且垂直紙面。則線框中感覺電流的方向是(B)A.a(chǎn)bcdaB.dcbadC.先是dcbad,后是abcdaD.先是abcda,后是dcbad分析:由楞次定律,一開始磁通量減小,此后磁通量增大,由“增反”“減同”可知電流方向是dcbad。7.(09·海南物理·4)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦挪動(dòng)。M連結(jié)在以下圖的電路中,此中R為滑線變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開關(guān)。以下狀況中,可觀察到N向左運(yùn)動(dòng)的是(C)A.在S斷開的狀況下,S向a閉合的瞬時(shí)B.在S斷開的狀況下,S向b閉合的瞬時(shí)C.在S已向a閉合的狀況下,將R的滑動(dòng)頭向c端挪動(dòng)時(shí)D.在S已向a閉合的狀況下,將R的滑動(dòng)頭向d端挪動(dòng)時(shí)二、非選擇題8.(09·全國卷Ⅱ·24))如圖,勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,大小隨時(shí)間的變化率B為負(fù)的常量。用電阻率為、橫截面積為S的硬導(dǎo)線k,kt做成一邊長為l的方框。將方框固定于紙面內(nèi),其右半部位于磁場地區(qū)中。求1)導(dǎo)線中感覺電流的大小;2)磁場對方框作使勁的大小隨時(shí)間的變化。klsk2l2s。(1)I;(2)88分析:此題觀察電磁感覺現(xiàn)象.(1)線框中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢/tBs1l2k①t2在線框產(chǎn)生的感覺電流I,②R4l,③skls聯(lián)立①②③得I8(2)導(dǎo)線框所受磁場力的大小為FBIl,它隨時(shí)間的變化率為FIlB,由以上式聯(lián)立可得ttFk2l2s。t89.(09·北京23·)(18分)單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)。由一種利用電磁原理丈量非磁性導(dǎo)電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置,稱為電磁流量計(jì)。它主要由將流量變換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分構(gòu)成。傳感器的構(gòu)造以下圖,圓筒形丈量管內(nèi)壁絕緣,其上裝有一對電極a和c,a,c間的距離等于丈量管內(nèi)徑D,丈量管的軸線與a、c的連結(jié)放像以及經(jīng)過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者互相垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過丈量管時(shí),在電極a、c的間出現(xiàn)感覺電動(dòng)勢E,并經(jīng)過與電極連結(jié)的儀表顯示出液體流量Q。設(shè)磁場均勻恒定,磁感覺強(qiáng)度為B。(1)已知D0.40m,B205103T,Q0.123/s,設(shè)液體在丈量管內(nèi)各處流速相同,試求E的大?。ㄈ?.0)2)一新建供水站安裝了電磁流量計(jì),在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正當(dāng)。但實(shí)質(zhì)顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查,原由是誤將丈量管接反了,既液體由丈量管出水口流入,從如水口流出。因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道。不便再將丈量管拆下重裝,請你提出使顯示儀表的流量指示變成正直的簡易方法;(3)顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻,其阻值記為R.a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化,進(jìn)而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量,給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式,并說明如何能夠降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。分析:(1)導(dǎo)電液體經(jīng)過丈量管時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),在電極a、c間切割感覺線的液柱長度為D,設(shè)液體的流速為v,則產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢為E=BDv①由流量的定義,有Q=Sv=D2v②4式聯(lián)立解得EBD4Q4BQD2D代入數(shù)據(jù)得E42.51030.12V31.010V0.42)能使儀表顯示的流量變成正當(dāng)?shù)姆椒ê喴祝侠砑纯?,如:改變通電線圈中電流的方向,使磁場B反向,或?qū)鞲衅鬏敵龆藢Q接入顯示儀表。(3)傳感器的顯示儀表構(gòu)成閉合電路,有閉合電路歐姆定律IERrREE③UIRI(r/R)Rr輸入顯示儀表是a、c間的電壓U,流量示數(shù)和U一一對應(yīng),E與液體電阻率沒關(guān),而r隨電阻率的變化而變化,由③式可看出,r變化相應(yīng)的U也隨之變化。在實(shí)質(zhì)流量不變的狀況下,儀表顯示的流量示數(shù)會(huì)隨a、c間的電壓U的變化而變化,增大R,使R>>r,則U≈E,這樣就能夠降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響。10.(09·上海物理·24)(14分)如圖,圓滑的平行金屬導(dǎo)軌水平擱置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為l,左邊接一阻值為R的電阻。地區(qū)cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸優(yōu)秀,遇到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)的水平力作用,從磁場的左界限由靜止開始運(yùn)動(dòng),測得電阻兩頭電壓隨時(shí)間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3,r=0.2,s=1m)1)剖析并說明該金屬棒在磁場中做何種運(yùn)動(dòng);2)求磁感覺強(qiáng)度B的大小;B2l2(3)若撤去外力后棒的速度
v隨位移
x的變化規(guī)律知足
v=v0-
x,且棒在運(yùn)動(dòng)到m(R+r)ef
處時(shí)恰巧靜止,則外力
F作用的時(shí)間為多少?4)若在棒未出磁場地區(qū)時(shí)撤去外力,畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各樣可能的圖線。分析:(1)金屬棒做勻加快運(yùn)動(dòng),R兩頭電壓UIv,U隨時(shí)間均勻增大,即v隨時(shí)間均勻增大,加快度為恒量;B2l2v2)F-=ma,以F=0.5v+0.4R+rB2l2代入得(0.5-)v+0.4=aR+r2,(0.5-B2l2a與v沒關(guān),所以a=0.4m/s)=0R+r得B=0.5T1B2l21m(R+r)(3)x1=at2,v0=x2=at,x1+x2=s,所以at2+B2l2at=s2m(R+r)2得:0.2t2+0.8t-1=0,t=1s,(4)可能圖線以下:11.(09·廣東物理·18)(15分)如圖18(a)所示,一個(gè)電阻值為R,匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形地區(qū)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖18(b)所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)1)經(jīng)過電阻R1上的電流大小和方向;2)經(jīng)過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。分析:⑴由圖象剖析可知,0至t1時(shí)間內(nèi)BB0tt0由法拉第電磁感覺定律有EnnBstt而sr22由閉合電路歐姆定律有I1
ER1R聯(lián)立以上各式解得經(jīng)過電阻R1上的電流大小為I1nB0r223Rt0由楞次定律可判斷經(jīng)過電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到anB0r22t1⑵經(jīng)過電阻R1上的電量qI1t13Rt02R1t12n2B022r24t1經(jīng)過電阻R1上產(chǎn)生的熱量QI19Rt022006-2008年高考題一、選擇題1.(08·全國Ⅰ·20)矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直低面向里,磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律以下圖.若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦杏X電流I的正方向,下列各圖中正確的選項(xiàng)是(D)分析:0-1s內(nèi)B垂直紙面向里均勻增大,則由楞次定律及法拉第電磁感覺定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感覺電流,方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,清除A、C選項(xiàng);2s-3s內(nèi),B垂直紙面向外均勻增大,同理可得線圈中產(chǎn)生的感覺電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,清除B選項(xiàng),D正確。2.(08·全國Ⅱ·21)如圖,一個(gè)邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場;一個(gè)邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直;虛線框?qū)蔷€aba與導(dǎo)線框的一條邊垂直,ba的延伸線均分導(dǎo)線框.在t=0時(shí),使導(dǎo)線框從圖示地點(diǎn)b開始以恒定速度沿ab方向挪動(dòng),直到整個(gè)導(dǎo)線框走開磁場地區(qū).以i表示導(dǎo)線框中感覺電流的強(qiáng)度,取逆時(shí)針方向?yàn)檎韵卤硎緄-t關(guān)系的圖示中,可能正確的選項(xiàng)是(C)分析:從正方形線框下面開始進(jìn)入到下面完好進(jìn)入過程中,線框切割磁感線的有效長度漸漸增大,所以感覺電流也漸漸拉增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從正方形線框下面完好進(jìn)入至下面剛穿出磁場界限時(shí),切割磁感線有效長度不變,故感覺電流不變,B項(xiàng)錯(cuò);當(dāng)正方形線框下面走開磁場,上面未進(jìn)入磁場的過程比正方形線框上面進(jìn)入磁場過程中,磁通量減少的稍慢,故這兩個(gè)過程中感覺電動(dòng)勢不相等,感覺電流也不相等,D項(xiàng)錯(cuò),故正確選項(xiàng)為C。3.(08·四川17·)在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場中,有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí)線圈靜止,線圈平面與磁場方向既不平行也不垂直,所成的銳角為α。在磁場開始加強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi),線圈平面(B)A.保持不動(dòng)B.將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)D.將轉(zhuǎn)動(dòng),因不知磁場方向,不可以確立α?xí)龃筮€是會(huì)減小分析:由楞次定律可知,當(dāng)磁場開始加強(qiáng)時(shí),線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的成效是為了減小線圈磁通量的增添,而線圈平面與磁場間的夾角越小時(shí),經(jīng)過的磁通量越小,所以將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng).4.(08·江蘇8·)以下圖的電路中,三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連結(jié),電感的電阻忽視不計(jì).電鍵K從閉合狀態(tài)忽然斷開時(shí),以下判斷正確的有(AD)A.a先變亮,而后漸漸變暗B.b先變亮,而后漸漸變暗C.c先變亮,而后漸漸變暗D.b、c都漸漸變暗分析:觀察自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時(shí),電感L1和L2的電流均等于三個(gè)燈泡的電流,斷開電鍵K的瞬時(shí),電感上的電流i忽然減小,三個(gè)燈泡均處于回路中,故b、c燈泡由電流i漸漸減小,B、C均錯(cuò),D對;本來每個(gè)電感線圈產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢均加載于燈泡a上,故燈泡a先變亮,而后逐漸變暗,A對。此題波及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象,平常要注意透辟理解。5.(08·海南1·)法拉第經(jīng)過靜心設(shè)計(jì)的一系列試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了電磁感覺定律,將歷史上以為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”聯(lián)系起來.在下面幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中,所作的推論此后被實(shí)驗(yàn)否認(rèn)的是(A)A.既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁,靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感覺出電荷,那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感覺出電流B.既然磁鐵可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感覺出電動(dòng)勢,那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動(dòng)的線圈中感覺出電流C.既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感覺出電流,那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感覺出電動(dòng)勢D.既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感覺出電動(dòng)勢,那么運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感覺出電流分析:對A選項(xiàng),靜止的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流鄰近產(chǎn)生穩(wěn)固的磁場,經(jīng)過旁邊靜止的線圈不會(huì)產(chǎn)生感覺電流,A被否認(rèn);穩(wěn)恒電流四周的穩(wěn)固磁場是非勻強(qiáng)磁場,運(yùn)動(dòng)的線圈可能會(huì)產(chǎn)生感覺電流,B切合事實(shí);靜止的磁鐵四周存在穩(wěn)固的磁場,旁邊運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒會(huì)產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢,C切合;運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流四周產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場,即四周磁場變化,在旁邊的線圈中產(chǎn)生感覺電流,D切合。6.(08·海南10·)一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿,桿指向地心.若僅考慮地磁場的影響,則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空AD)A.由東向西水平飛翔時(shí),金屬桿中感覺電動(dòng)勢的方向必定由上向下B.由西向東水平飛翔時(shí),金屬桿中感覺電動(dòng)勢的方向必定由上向下C.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛翔時(shí),金屬桿中感覺電動(dòng)勢的方向必定由下向上D.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛翔時(shí),金屬桿中必定沒有感覺電動(dòng)勢分析:如圖,設(shè)察看方向?yàn)槊嫦虮狈?,左西右東,則地磁場方向平行赤道表面向北,若飛機(jī)由東向西飛翔時(shí),由右手定章可判斷出電動(dòng)勢方向?yàn)橛缮舷蛳拢麸w機(jī)由西向東飛翔時(shí),由右手定章可判斷出電動(dòng)勢方向?yàn)橛上孪蛏?,A對B錯(cuò);沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向平行于磁場,金屬桿中必定沒有感覺電動(dòng)勢,C錯(cuò)D對。7.(08·重慶18·)以下圖,粗拙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直擱置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高迅速經(jīng)過時(shí),若線圈一直不動(dòng),則對于線圈遇到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨向的正確判斷是(D)A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨向向左B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨向向左C.FN先大于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨向向右D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨向向右分析:此題觀察電磁感覺相關(guān)的知識(shí),此題為中等難度題目。條形磁鐵從線圈正上方等高迅速經(jīng)過時(shí),經(jīng)過線圈的磁通量先增添后又減小。當(dāng)經(jīng)過線圈磁通量增添時(shí),為阻攔其增添,在豎直方向上線圈有向下運(yùn)動(dòng)的趨向,所以線圈遇到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨向,當(dāng)經(jīng)過線圈的磁通量減小時(shí),為阻攔其減小,在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨向,所以線圈遇到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨向。綜上所述,線圈所遇到的支持力先大于重力后小于重力,運(yùn)動(dòng)趨向老是向右。8.(08·上海6·)老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生察看:一輕質(zhì)橫桿雙側(cè)各固定一金屬環(huán),橫桿克繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),老師拿一條形磁鐵插向此中一個(gè)小環(huán),后又拿出插向另一個(gè)小環(huán),同學(xué)們看到的現(xiàn)象是(B)磁鐵插向左環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B.磁鐵插向右環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C.不論磁鐵插向左環(huán)仍是右環(huán),橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)不論磁鐵插向左環(huán)仍是右環(huán),橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)分析:左環(huán)沒有閉合,在磁鐵插入過程中,不產(chǎn)生感覺電流,故橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。右環(huán)閉合,在磁鐵插入過程中,產(chǎn)生感覺電流,橫桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。9.(08·寧夏16·)以下圖,同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)最阻R和r,導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸優(yōu)秀;勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽視。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí),以下說法正確的選項(xiàng)是(B)A.流過R的電流為由d到c,流過r的電流為由b到aB.流過R的電流為由c到d,流過r的電流為由b到aC.流過R的電流為由d到c,流過r的電流為由a到bD.流過R的電流為由c到d,流過r的電流為由a到b分析:此題觀察右手定章的應(yīng)用。依據(jù)右手定章,可判斷PQ作為電源,Q端電勢高,在PQcd回路中,電流為逆時(shí)針方向,即流過R的電流為由c到d,在電阻r的回路中,電流為順時(shí)針方向,即流過r的電流為由b到a。自然也能夠用楞次定律,經(jīng)過回路的磁通量的變化判斷電流方向。10.(08·山東22·)兩根足夠長的圓滑導(dǎo)軌豎直擱置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀,導(dǎo)軌所在平面與磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,以下圖。除電阻R外其他電阻不計(jì)?,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長地點(diǎn)由靜止開釋.則(AC)A.開釋瞬時(shí)金屬棒的加快度等于重力加快度gB.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻R的電流方向?yàn)閍→bC.金屬棒的速度為v時(shí).所受的安培力大小為F=D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少分析:在開釋的瞬時(shí),速度為零,不受安培力的作用,只遇到重力,A對。由右手定章可得,電流的方向從b到a,B錯(cuò)。當(dāng)速度為v時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢為EBlv,遇到的安培力為FBIL,計(jì)B2L2v,C對。在運(yùn)動(dòng)的過程中,是彈簧的彈性勢能、重力勢能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)變,D錯(cuò)。算可得FR【高考考點(diǎn)】電磁感覺【易錯(cuò)提示】不可以理解瞬時(shí)開釋的含義,考慮遇到安培力。【備考提示】電磁感覺是電場和磁場知識(shí)的有機(jī)聯(lián)合,所以難度相對也會(huì)大一些,此刻高考要求不是很高,一般不出大型計(jì)算題,但在選擇題中,以最后一個(gè)題出現(xiàn)。二、非選擇題11.(08·上海10·)以下圖,平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過半徑為R、磁感覺強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場地區(qū),導(dǎo)體棒中的感覺電動(dòng)勢ε與導(dǎo)體棒地點(diǎn)x關(guān)系的圖像是(A)分析:在x=R左邊,設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點(diǎn)和圓心的連線與x軸正方向成θ角,則導(dǎo)體棒切割有效長度L=2Rsinθ,電動(dòng)勢與有效長度成正比,故在x=R左邊,電動(dòng)勢與x的關(guān)系為正弦圖像關(guān)系,由對稱性可知在x=R右邊與左邊的圖像對稱。12.(07·寧夏理綜·20)電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,以下圖,現(xiàn)使磁鐵開始自由著落,在N極湊近線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電狀況是(D)aA.從a到b,上極板帶正電RCB.從a到b,下極板帶正電bC.從b到a,上極板帶正電D.從b到a,下極板帶正電13.(07·全國理綜Ⅰ·21)以下圖,LOOL為一折線,它所形成的兩個(gè)角LOO和OOL/均為45°。折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場,其方向垂直于紙面向里,一邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿垂直于OO的方向以速度v作勻速直線運(yùn)動(dòng),在t=0時(shí)刻恰巧位于圖中所示地點(diǎn)。以逆時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向,在下面四幅圖中能夠正確表示電流-時(shí)間(I-t)關(guān)系的是(時(shí)間以lv為單位)(D)14.(07·山東理綜·21)用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框,以相同的速度勻速進(jìn)入右邊勻強(qiáng)磁場,以下圖。在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中,M、z兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud。以下判斷正確的選項(xiàng)是(B)
SNA.Ua<Ub<Uc<UdB.Ua<Ub<Ud<UcC.Ua=Ub<Uc=UdD.Ub<Ua<Ud<Uc15.(07·上海7·)取兩個(gè)完好相同的長導(dǎo)線,用此中一根繞成如圖(a)所示的螺線管,當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí),測得螺線(a)(b)管內(nèi)中部的磁感覺強(qiáng)度大小為B,若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖(b)所示的螺線管,并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí),則在螺線管內(nèi)中部的磁感覺強(qiáng)度大小為(A)A.0B.0.5BC.BD.2B16.(06·陜西11·)如圖,在勻強(qiáng)磁場中固定擱置一根串接一電阻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,還有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob擱置。保持導(dǎo)軌之間接觸優(yōu)秀,金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。現(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過程:①以速度v挪動(dòng)d,使它與ob的距離增大一倍;②再以速率v挪動(dòng)c,使它與oa的距離減小一半;③而后,再以速率2v挪動(dòng)c,使它回到原處;④最后以速率2v挪動(dòng)d,使它也回到原處。設(shè)上述四個(gè)過程中經(jīng)過電阻R的電量的大小挨次為Q1、Q2、Q3和Q4,則(A)A.Q1=Q2=Q3=Q4B.Q1=Q2=2Q3=2Q4C.2Q1=2Q2=Q3=Q4D.Q1≠Q(mào)2=Q3≠Q(mào)417.(06·北京20·)以下圖,勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場界限d點(diǎn)垂直于磁場方向射入,沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn),經(jīng)過pa段用時(shí)為ta若該微粒經(jīng)過P點(diǎn)時(shí),與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并聯(lián)合為一個(gè)新微粒,最后打到屏MN上。兩個(gè)微粒所受重力均忽視。新微粒運(yùn)動(dòng)的(D)A.軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將小于tB.軌跡為pc,至屏幕的時(shí)間將大于tC.軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將等于tD.軌跡為pa,至屏幕的時(shí)間將大于t18.(06·四川17·)以下圖,接有燈泡l的平行金屬導(dǎo)軌水平擱置在勻強(qiáng)磁場中,一導(dǎo)體桿與兩導(dǎo)軌優(yōu)秀接觸并做來去運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)狀況與彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的狀況相同。圖中O地點(diǎn)對應(yīng)于彈簧振子的均衡地點(diǎn),P、Q兩地點(diǎn)對應(yīng)于彈簧振子的最大位移處。若兩導(dǎo)軌的電阻不計(jì),則(D)A.桿由O到P的過程中,電路中電流變大B.桿由P到Q的過程中,電路中電流向來變大C.桿經(jīng)過O處時(shí),電路中電流方向?qū)l(fā)生改變D.桿經(jīng)過O處時(shí),電路中電流最大(06·天津20·)在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平擱置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感覺電流的正方向如圖1所示,當(dāng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖2變化時(shí),圖3中正確表示線圈中感覺電動(dòng)勢E變化的是(A)20.(06·江蘇19·)對于多用電表的使用,以下說法中正確的選項(xiàng)是(A)A.用電流擋測電流或用電壓擋測電壓前,一定檢查機(jī)械零點(diǎn)B.用電阻攔測電阻前,不需要檢查機(jī)械零點(diǎn)C.用電阻攔測電阻時(shí),若從一個(gè)倍率變換到另一個(gè)倍率,不需要從頭檢查歐姆零點(diǎn)D.用電阻攔測電阻時(shí),被測電阻的阻值越大,指針向右轉(zhuǎn)過的角度就越大二、非選擇題1.(08·全國Ⅱ·24)(19分)如圖,向來導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r,其兩頭放在位于水平面內(nèi)間距也為l的圓滑平行導(dǎo)軌上,并與之密接;棒左邊兩導(dǎo)軌之間連結(jié)一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出);導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感覺強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí),給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過程中,經(jīng)過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)體棒向來在磁場中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻,求此過程中導(dǎo)體棒上感覺電動(dòng)勢的均勻值和負(fù)載電阻上耗費(fèi)的均勻功率。分析:導(dǎo)體棒所受的安培力為:F=BIl①(3分)由題意可知,該力的大小不變,棒做勻減速運(yùn)動(dòng),所以在棒的速度從v0減小到v1的過程中,均勻速度為:v1(v0v1)②(3分)2當(dāng)棒的速度為v時(shí),感覺電動(dòng)勢的大小為:E=Blv③(3分)棒中的均勻感覺電動(dòng)勢為:EBlv④(2分)綜合②④式可得:E1Blv0v1⑤(2分)2導(dǎo)體棒中耗費(fèi)的熱功率為:P1I2r⑥(2分)負(fù)載電阻上耗費(fèi)的熱功率為:P2EIP1⑦(2分)由以上三式可得:P21Blv0v1I2r⑧(2分)22.(08·北京22·)(16分)均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m。將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方h處,如圖所示。線框由靜止自由著落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊一直與水平的磁場界限平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),(1)求線框中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢大小;(2)求cd兩點(diǎn)間的電勢差大小;(3)若此時(shí)線框加快度恰巧為零,求線框著落的高度h所應(yīng)知足的條件。分析:(1)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框速度v=2gh線框中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢E=BLv=BL2gh(2)此時(shí)線框中電流EI=R33cd兩點(diǎn)間的電勢差U=I(R)=Bl2gh44(3)安培力F=BIL=B2L22ghR依據(jù)牛頓第二定律mg-F=ma,由a=0m2gR2解得著落高度知足h=4L42B3.(08·天津25·)(22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新式交通工具。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡化為以下模型,固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框,電阻為R,金屬框置于xOy平面內(nèi),長邊MN長為l,平行于y軸,寬為d的NP邊平行于x軸,如圖1所示。列車軌道沿Ox方向,軌道地區(qū)內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場,磁感覺強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律散布,其空間周期為λ,最大值為B0,如圖2所示,金屬框同一長邊上各處的磁感覺強(qiáng)度相同,整個(gè)磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短臨時(shí)間內(nèi),MN、PQ邊所在地點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度隨時(shí)間的變化能夠忽視,并忽視全部阻力。列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加快行駛,某時(shí)刻速度為v(v<v0)。(1)簡要表達(dá)列車運(yùn)轉(zhuǎn)中獲取驅(qū)動(dòng)力的原理;(2)為使列車獲取最大驅(qū)動(dòng)力,寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么地點(diǎn)及λ與d之間應(yīng)知足的關(guān)系式:(3)計(jì)算在知足第(2)問的條件以下車速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小。分析:(1)因?yàn)榱熊囁俣扰c磁場平移速度不一樣,致使穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化,因?yàn)殡姶鸥杏X,金屬框中會(huì)產(chǎn)生感覺電流,該電流遇到的安培力即為驅(qū)動(dòng)力。為使列車獲取最大驅(qū)動(dòng)力,MN、PQ應(yīng)位于磁場中磁感覺強(qiáng)度同為最大值且反向的地方,這會(huì)使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大,致使框中電流最強(qiáng),也會(huì)使得金屬框長邊中電流遇到的安培力最大。所以,d應(yīng)為的奇數(shù)倍,即2d(2k1)或2d(kN)①2k21(3)因?yàn)橹愕?2)問條件:則MN、PQ邊所在處的磁感覺強(qiáng)度大小均為B0且方向總相反,經(jīng)短暫的時(shí)間t,磁場沿Ox方向平移的距離為v0t,同時(shí),金屬框沿Ox方向挪動(dòng)的距離為vt。因?yàn)関0>V,所以在t時(shí)間內(nèi)MN邊掃過磁場的面積s=(v0v)lt在此t時(shí)間內(nèi),MN邊左邊穿過S的磁通移進(jìn)金屬框而惹起框內(nèi)磁通量變化MNB0l(v0v)t②同理,該t時(shí)間內(nèi),PQ邊左邊移出金屬框的磁通惹起框內(nèi)磁通量變化PQB0l(v0v)t③故在t內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化PQMN④依據(jù)法拉第電磁感覺定律,金屬框中的感覺電動(dòng)勢大小E⑤t依據(jù)閉合電路歐姆定律有EI⑥R依據(jù)安培力公式,MN邊所受的安培力FMNB0IlPQ邊所受的安培力FPQB0Il依據(jù)左手定章,MN、PQ邊所受的安培力方向相同,此時(shí)列車驅(qū)動(dòng)力的大小FFMNFPQ2B0Il⑦聯(lián)立解得F4B02l2(v0v)⑧R4.(08·江蘇15·)(16分)以下圖,間距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌圓滑且電阻忽視不計(jì).場強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁場地區(qū)的寬度為d1,間距為d2.兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.(設(shè)重力加快度為g)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場地區(qū)時(shí),b以與a相同的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場地區(qū),求b穿過第1個(gè)磁場地區(qū)過程中增添的動(dòng)能△Ek.若a進(jìn)入第2個(gè)磁場地區(qū)時(shí),b恰巧走開第1個(gè)磁場地區(qū);今后a走開第2個(gè)磁場地區(qū)時(shí),b又恰巧進(jìn)入第2個(gè)磁場地區(qū).且a.b在隨意一個(gè)磁場地區(qū)或無磁場地區(qū)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相.求b穿過第2個(gè)磁場地區(qū)過程中,兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q.(3)對于第(2)問所述的運(yùn)動(dòng)狀況,求a穿出第k個(gè)磁場地區(qū)時(shí)的速率v答案(1)b穿過地1個(gè)磁場地區(qū)過程中增添的動(dòng)能Ekmgd1sin;(2)Qmg(d1d2)sin;(3)v4mgRd2sinB2l2d1B2l2d18mR分析:(1)a和b不受安培力作用,由機(jī)械能守恒定律知,Ekmgd1sin①(2)設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入無磁場地區(qū)時(shí)的速度為v1剛走開無磁場地區(qū)時(shí)的速度為v2,由能量守恒知:在磁場地區(qū)中,1mv12Q1mv22mgd1sin②22在無磁場地區(qū)中,1mv22Q1mv12mgd2sin③22解得Qmg(d1d2)sin④在無磁場地區(qū):依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v2v1gtsin⑤且均勻速度v2v1d2⑥2t有磁場地區(qū):棒a遇到的協(xié)力FmgsinBIl⑦感覺電動(dòng)勢Blv⑧感覺電流I⑨2R解得FmgsinB2l2v⑩2R依據(jù)牛頓第二定律,在t到t+△t時(shí)間內(nèi)vFt⑾m則有v[gsinB2l2vt⑿]2mR解得v1v2gtsinB2l2d1⒀2mR【高考考點(diǎn)】電磁感覺和能量關(guān)系【易錯(cuò)提示】第(2)小問的題目比較長,不簡單看懂,要耐心審題【備考提示】電磁感覺和能量關(guān)系運(yùn)動(dòng)是整個(gè)物理學(xué)的核心,在每年的壓軸題常常會(huì)出現(xiàn)。往常有多個(gè)問,一般第(1)小問不難,后邊的幾問比較難,但不要放棄,要有分部得分意識(shí),所以在復(fù)習(xí)中要培育學(xué)生剖析物理問題的能力和分部得分意識(shí)。5.(08·上海24·)(14分)以下圖,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的圓滑半圓形金屬球,在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行圓滑金屬軌道ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場I和II,磁感覺強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止著落,在著落過程中導(dǎo)體棒一直保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸優(yōu)秀,高平行軌道中夠長。已知導(dǎo)體棒ab著落r/2時(shí)的速度大小為v1,著落到MN處的速度大小為v2。(1)求導(dǎo)體棒ab從A著落r/2時(shí)的加快度大小。(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后棒中電流大小一直不變,求磁場I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。(3)若將磁場II的CD界限稍微下移,導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場II時(shí)速度大小為v3,要使其在外力F作用下做勻加快直線運(yùn)動(dòng),加快度大小為a,求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。分析:(1)以導(dǎo)體棒為研究對象,棒在磁場I中切割磁感線,棒中產(chǎn)生產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢,導(dǎo)體棒ab從A著落r/2時(shí),導(dǎo)體棒在策略與安培力作用下做加快運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,得:mg-BIL=ma,式中l(wèi)=3rBlv1IR總式中R總=8R(4R+4R)=4R8R+(4R+4R)由以上各式可獲取=-3B2r2v1ag4mR(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab經(jīng)過磁場II時(shí),若安培力恰巧等于重力,棒中電流大小一直不變,即mg
BI
2r
B
B2r
vt
2r
4B2r2vtR并
R并式中R并=12R4R=3R12R+4R解得vtmgR并3mgR4B2r24B2r2導(dǎo)體棒從MN到CD做加快度為g的勻加快直線運(yùn)動(dòng),有vt2v222gh得9m2gr2v22h2g32B4r4此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為PG3m2g2Rmgvt2r24B依據(jù)能量守恒定律,此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率所有轉(zhuǎn)變成電路中的電功率,即P電P1P23m2g2RPG=4B2r2所以,P23PG=9m2g2R416B2r2(3)設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后經(jīng)過時(shí)間t的速度大小為vt,此時(shí)安培力大小為F
4B2r2vt3R因?yàn)閷?dǎo)體棒ab做勻加快直線運(yùn)動(dòng),有vtv3at依據(jù)牛頓第二定律,有:F+mg-F′=ma即Fmg4B2r2(v3at)ma3R由以上各式解得:F4B2r2m(ga)4B2r2a4B2r2v3mamg(atv3)t3R3R3R6.(08·廣東18·)(17分)如圖(a)所示,水平擱置的兩根平行金屬導(dǎo)軌,間距L=0.3m.導(dǎo)軌左端連結(jié)R=0.6的電阻,地區(qū)abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T的勻強(qiáng)磁場,磁場地區(qū)寬D=0.2m.細(xì)金屬棒A1和A2用長為2D=0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連結(jié),擱置在導(dǎo)軌平面上,并與導(dǎo)軌垂直,每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為t=0.3,導(dǎo)軌電阻不計(jì),使金屬棒以恒定速度r=1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場,計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(t=0)到A2走開磁場的時(shí)間內(nèi),不一樣時(shí)間段經(jīng)過電阻R的電流強(qiáng)度,并在圖(b)中畫出.分析:0-t1(0-0.2s)A1產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢:EBDv0.60.31.00.18V電阻R與A2并聯(lián)阻值:R并RrR0.2rR并0.20.180.072所以電阻R兩頭電壓UrER并0.20.3U0.072A經(jīng)過電阻R的電流:I10.12R0.6t1-t2(0.2-0.4s)E=0,I2=0t2-t3(0.4-0.6s)同理:I3=0.12A7.(07·廣東18)·(17分)如圖(a)所示,一端關(guān)閉的兩條平行圓滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/
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