電磁感應(yīng)綜合-導軌模型計算題(精彩編輯26題含規(guī)范標準答案詳解)

,.電磁感應(yīng)綜合-導軌模型計算題1．（9分）如圖所示，兩根間距L=1m、電阻不計的平行光滑金屬導軌ab、cd水平放置，一精品文檔放心下載端與阻值R＝2Ω的電阻相連。質(zhì)量m=1kg的導體棒ef在外力作用下沿導軌以v=5m/s的速謝謝閱讀度向右勻速運動。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.2T的豎直向下的勻強磁場中。求：精品文檔放心下載a e bVRc f d(1)感應(yīng)電動勢大??；(2)回路中感應(yīng)電流大??；(3)導體棒所受安培力大小。【答案】（1）E1V （2）I0.5A （3）F 0.1N感謝閱讀安【解析】試題分析：（1）導體棒向右運動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢EBLv感謝閱讀代入數(shù)據(jù)解得：E1V（2）感應(yīng)電流IER代入數(shù)據(jù)解得：I0.5A（3）導體棒所受安培力F BIL安代入數(shù)據(jù)解得：F 0.1N安考點：本題考查了電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力。2．如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m，導軌平面感謝閱讀與水平面成θ＝37°角，下端連接阻值為R的電阻．勻強磁場方向與導軌平面垂直，質(zhì)量為0.2謝謝閱讀kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因感謝閱讀,.數(shù)為0.25.(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大?。?2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大?。x謝閱讀(3)在上問中，若R＝2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強度的大小與方向．謝謝閱讀(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)謝謝閱讀【答案】（1）4m/s2（2）10m/s（3）0.4T感謝閱讀【解析】試題分析：（1）金屬棒開始下滑的初速為零，由牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma ①謝謝閱讀由①式解得：a=10×（0.6-0.25×0.8）m/s2=4m/s2②；精品文檔放心下載（2）設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安培力為F，精品文檔放心下載棒在沿導軌方向受力平衡：mgsinθ一μmgcos0一F=0 ③謝謝閱讀此時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：Fv=P ④精品文檔放心下載由③、④兩式解得：vP8m/s10m/s⑤F0.210(0.60.250.8)（3）設(shè)電路中電流為I，兩導軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應(yīng)強度為B，感謝閱讀感應(yīng)電流：IBlvR⑥電功率：P=I2R⑦由⑥、⑦兩式解得：BPR82T0.4T⑧vl101磁場方向垂直導軌平面向上；,.考點：牛頓第二定律；電功率；法拉第電磁感應(yīng)定律.3．（13分）如圖，在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，兩根足夠長的平行光滑金屬精品文檔放心下載軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L。一質(zhì)量為m的導體棒ab垂直于MN、PQ放在精品文檔放心下載軌道上，與軌道接觸良好。軌道和導體棒的電阻均不計。（1）如圖1，若軌道左端MP間接一阻值為R的電阻，導體棒在拉力F的作用下以速度v沿精品文檔放心下載軌道做勻速運動。請通過公式推導證明：在任意一段時間Δt內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取精品文檔放心下載的電能相等。（2）如圖2，若軌道左端接一電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源和一阻值未知的電阻。閉合開關(guān)S，感謝閱讀導體棒從靜止開始運動，經(jīng)過一段時間后，導體棒達到最大速度vm，求此時電源的輸出功率。感謝閱讀（3）如圖3，若軌道左端接一電容器，電容器的電容為C，導體棒在水平拉力的作用下從靜感謝閱讀止開始向右運動。電容器兩極板電勢差隨時間變化的圖象如圖4所示，已知t1時刻電容器兩極板間的電勢差為U1。求導體棒運動過程中受到的水平拉力大小。精品文檔放心下載【答案】（1）見解析（2）PEBLvB2L2v2BLCUmUmm（3）F11rtBLt11,.【解析】試題分析：（1）導體棒切割磁感線EBLv導體棒做勻速運動FF安又F安BILIER在任意一段時間Δt內(nèi)，拉力F所做的功WFvtFvtB2L2v2t安R電路獲取的電能EqEEItB2L2v2tR可見，在任意一段時間Δt內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取的電能相等。精品文檔放心下載（2）導體棒達到最大速度vm時，棒中沒有電流。電源的路端電壓UBLvm電源與電阻所在回路的電流IEUr電源的輸出功率PUIEBLvB2L2v2mmr錯誤!未找到引用源。（3）感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電勢差相等 BLvU感謝閱讀由電容器的U-t圖可知UU1tt1導體棒的速度隨時間變化的關(guān)系為vU1tBLt1可知導體棒做勻加速直線運動，其加速度 aBLtU1錯誤!未找到引用源。感謝閱讀1由CQ，IQ，則ICUCU1Uttt1由牛頓第二定律FBILma可得：FBLCU1mU1tBLt11考點：法拉第電磁感應(yīng)定律4．如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距感謝閱讀L=0.30m。導軌電阻忽略不計，其間接有固定電阻R=0.40Ω.導軌上停放一質(zhì)量為m=0.10kg、謝謝閱讀電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎精品文檔放心下載,.直向下。利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加速直線運動，電壓傳謝謝閱讀感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，并獲得U隨時間t的關(guān)系如圖乙所示。求：感謝閱讀（1）金屬桿加速度的大??；（2）第2s末外力的瞬時功率?！敬鸢浮俊窘馕觥吭囶}分析：（1）設(shè)金屬桿的運動速度為v，則感應(yīng)電動勢E=BLv（1分）通過電阻R的電流IE（1分）Rr電阻R兩端的電壓UIRBLvR（2分）Rr由圖乙可得U=kt，k=0.10V/s（2分）解得vkRrt（1分）BLR金屬桿做勻加速運動，加速度akRr1.0m/s2（2分）BLR（2）在2s末，F(xiàn)BILB2L2v2B2L2at0.075N（2分）安RrRr設(shè)外力大小為F，由FFma解得：F=0.175N（2分）22安2而2s末時桿的速度大小為vat2m/s（1分）2所以F的瞬時功率P=F2v2=0.35W（2分）考點：本題考查電磁感應(yīng)5．（12分）如圖所示，在水平面內(nèi)金屬桿ab可在平行金屬導軌上無摩擦滑動，金屬桿電阻精品文檔放心下載R0＝0.5Ω，長L＝0.3m，導軌一端串接一電阻R＝1Ω，勻強磁場磁感應(yīng)強度B＝2T，與感謝閱讀導軌平面垂直。當ab在水平外力F作用下，以v＝5m/s向右勻速運動過程中，求：精品文檔放心下載,.（1）ab桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E和ab間的電壓U；謝謝閱讀（2）所加沿導軌平面的水平外力F的大?。唬?）在2s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。精品文檔放心下載【答案】（1）3v，2v；（2）1.2N；（3）8J感謝閱讀【解析】試題分析：（1）由公式的E＝BLv得E＝3V（3分）U＝RE=2V（2分）RR0E（2）由閉合電路歐姆定律得IRR=2A（2分）感謝閱讀0水平外力等于安培力F=BIL=1.2N（2分）（3）根據(jù)焦耳定律得Q=I2Rt=8J（3分）考點：法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、焦耳定律6．如圖所示，在與水平面成=300角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，感謝閱讀其電阻可忽略不計．空間存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上．導感謝閱讀體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導體棒的質(zhì)量m=2.精品文檔放心下載0×10-2kg，回路中每根導體棒電阻r=5.0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0.50m．現(xiàn)對導體棒精品文檔放心下載ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動．在導體棒ab勻速向上運動的過程中，謝謝閱讀導體棒cd始終能靜止在軌道上．g取10m/s2，求：(1)導體棒cd受到的安培力大??；(2)導精品文檔放心下載體棒ab運動的速度大?。?3)拉力對導體棒ab做功的功率．感謝閱讀,.【答案】（1）0.10N；（2）1.0m/s（3）0.20W感謝閱讀【解析】試題分析：（1）導體棒cd靜止時受力平衡，設(shè)所受安培力為F ，則F =mgsinθ=0.10N精品文檔放心下載安 安（2）設(shè)導體棒ab的速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，通過導體棒cd的感應(yīng)電流為I，感謝閱讀則E＝Blv，I=E2r

，F(xiàn)安=BIl2Fr解得v= 安 =1.0m/s（3）設(shè)對導體棒ab的拉力為F，導體棒ab受力平衡，則F=F安+mgsinθ=0.20N謝謝閱讀拉力的功率P=Fv=0.20W．考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；安培力；物體的平衡；功率。謝謝閱讀7．如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌，相距為L=10cm，豎直放置，導軌上端連接著電感謝閱讀R1=1Ω，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為R2=0.2Ω的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計。整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應(yīng)強度為B=1T的勻強磁場中。ab桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后達到最大速率，g取10m/s2，求此時：感謝閱讀⑴桿的最大速率；⑵ab間的電壓；⑶電阻R1消耗的電功率。,.【答案】(1)v=12m/s（2）Uab=IR1=IV（3）1W精品文檔放心下載【解析】試題分析：（1）金屬棒在重力作用下，做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度為零時，速精品文檔放心下載度達到最大，然后做勻速直線運動，當金屬棒勻速運動時速度最大，設(shè)最大速度為v，達到最感謝閱讀大時則有mg=F安即：mg=BILE又：IRR1 2E=BLv解以上三式得：v=12m/sE=BLv=1.2VUab=IR1=1V（3）P1=I2R1=1W考點：考查導軌類電磁感應(yīng)問題8．如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及謝謝閱讀其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩謝謝閱讀端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個裝置處感謝閱讀在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力精品文檔放心下載F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，感謝閱讀問：（1）通過cd棒的電流I是多少，方向如何？感謝閱讀,.（2）棒ab受到的力F多大？（3）當電流通過電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.2J時，力F做的功W是多少？感謝閱讀【答案】（1）1A,從d到c（2）0.2N（3）0.4J謝謝閱讀【解析】試題分析：：（1）棒cd受到的安培力F IlB感謝閱讀cd棒cd在共點力作用下平衡，則F mgsin30精品文檔放心下載cd

①②由①②式代入數(shù)據(jù)，解得I1A，方向由右手定則可知由d到c．感謝閱讀（2）棒ab與棒cd受到的安培力大小相等F F謝謝閱讀ab cd對棒ab由共點力平衡有Fmgsin30IlB精品文檔放心下載代入數(shù)據(jù)解得F0.2N（3）設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q0.1J熱量，由焦耳定律可知QI2Rt精品文檔放心下載設(shè)ab棒勻速運動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv精品文檔放心下載由閉合電路歐姆定律知I2ER在時間t內(nèi)，棒ab沿導軌的位移xvt精品文檔放心下載力F做的功WFx綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得W0.4J考點：考查了導體切割磁感線運動9．如圖所示，光滑的金屬導軌在磁感應(yīng)強度B＝0.2T的勻強磁場中。平行導軌的寬度d＝精品文檔放心下載0.3m，定值電阻R＝0.5Ω。在外力F作用下，導體棒ab以v＝20m/s的速度沿著導軌向左感謝閱讀勻速運動。導體棒和導軌的電阻不計。求：,.(1)通過R的感應(yīng)電流大??；(2)外力F的大小。【答案】（1）2.4A（2）0.144N【解析】試題分析：（1）導體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：EBdv感謝閱讀根據(jù)歐姆定律得電流為：IEBdv0.20.320A2.4ARR0.5（2）由于導體棒做勻速直線運動，有：FFBId0.22.40.3N0.144N．精品文檔放心下載安考點：考查了導體切割磁感線運動10．如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距L為1m，電阻不計。導感謝閱讀軌所在的平面與磁感應(yīng)強度B為1T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r＝1Ω的金屬桿精品文檔放心下載ab始終垂直于導軌并與其保持光滑接觸，導軌的上端有阻值為R＝3Ω的燈泡。金屬桿從靜止精品文檔放心下載下落，當下落高度為h＝4m后燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g＝10m/s2。求：謝謝閱讀（1）燈泡的額定功率；（2）金屬桿從靜止下落4m的過程中通過燈泡的電荷量；精品文檔放心下載（3）金屬桿從靜止下落4m的過程中燈泡所消耗的電能．精品文檔放心下載【答案】（1）12W（2）1C（3）1.2J【解析】試題分析：（1）燈泡保持正常發(fā)光時，金屬桿做勻速運動mg＝BIL（1分）謝謝閱讀得燈泡正常發(fā)光時的電流I＝mg（1分）BL則額定功率P＝I2P＝12W （2分）,.（2）平均電動勢E＝，平均電流IE（1分）tRr則電荷量q=IΔt=BLh=1C（2分）R＋r（3）E＝I(R＋r)＝BLv（1分）得金屬桿勻速時的速度為v＝8m/s（1分）由能量守恒有：mgh＝1mv2＋W電（1分）2得回路中消耗的總的電能W＝1.6J（1分）電則燈泡所消耗的電能W＝RW＝1.2J（1分）RRr電考點：考查了導體切割磁感線運動，電功率11．兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導軌，一端接有阻值為R2的電阻，一勻強磁場感謝閱讀在如圖區(qū)域中與導軌平面垂直。在導軌上垂直導軌跨放質(zhì)量m2kg的金屬直桿，金屬桿的精品文檔放心下載電阻為r1，金屬桿與導軌接觸良好，導軌足夠長且電阻不計。以O(shè)O位置作為計時起點，謝謝閱讀開始時金屬桿在垂直桿F5N的水平恒力作用下向右勻速運動，電阻 R上的電功率是謝謝閱讀P2W。（1）求金屬桿勻速時速度大小v；（2）若在t時刻撤去拉力后，t時刻R上的功率為0.5W時，求金屬棒在t時刻的加速度a，122以及t-t之間整個回路的焦耳熱Q。1 2【答案】（1）0.6m/s；（2）1.25m/s2，方向向左 0.27J精品文檔放心下載【解析】試題分析：（1）根據(jù)公式PI2R可得回路中的感應(yīng)電流，I謝謝閱讀

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，,.由于金屬棒勻速運動，拉力的功率等于電流的電功率，即：FvI2(Rr)--2分精品文檔放心下載代入數(shù)據(jù)得：vI2(Rr)12(21)ms0.6ms1分F5（2）當電阻R上的電功率為0.5W時，設(shè)此時電流為I，則：0.5WI2R精品文檔放心下載所以I0.5AI，此時金屬棒所受安培力FF2.5N1分2A2根據(jù)牛頓第二定律：FmaA代入數(shù)據(jù)解得：a1.25ms2，方向水平向左。2分設(shè)t時刻的速度為v則2FvI2(Rr)得v0.3msA22t-t之間整個回路的焦耳熱Q，根據(jù)動能定理：謝謝閱讀1 2Q12mv212mv2代入數(shù)據(jù)得：Q0.27J考點：考查了安培力，動能定理，電功率的計算，牛頓第二定律精品文檔放心下載12．如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ，它們的電謝謝閱讀阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻，導體棒ab長L=0.5m，其電阻為r，謝謝閱讀與導軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.4T?，F(xiàn)使ab以謝謝閱讀10m/s的速度向右做勻速運動。求：（1）ab中的感應(yīng)電動勢多大?（2）ab中電流的方向如何?（3）若定值電阻R=3.0Ω，導體棒的電阻r=1.0Ω，則電路中的電流多大?感謝閱讀,.【答案】（1）（E2.0V2）b→a（3）I0.5A謝謝閱讀【解析】試題分析：（1）ab中的感應(yīng)電動勢為：EBlv，代入數(shù)據(jù)得：E2.0V精品文檔放心下載（2）用右手定則可判斷，ab中電流方向為b→aE（3）由閉合電路歐姆定律，回路中的電流IRr，代入數(shù)據(jù)得：I0.5A謝謝閱讀考點：電磁感應(yīng)，閉合電路的歐姆定律13．兩根金屬導軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上，導軌底端接有電阻R=8Ω，導軌自身精品文檔放心下載電阻忽略不計。勻強磁場垂直于斜面向上，磁感強度B=0.5T。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=2謝謝閱讀Ω的金屬棒ab由靜止釋放，沿導軌下滑。如圖所示，設(shè)導軌足夠長，導軌寬度L=2m，金屬感謝閱讀棒ab下滑過程中始終與導軌接觸良好，當金屬棒下滑h=3m時，速度恰好達到最大速度謝謝閱讀2m/s，求此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量？（g取10m/s2）感謝閱讀【答案】0.8J【解析】試題分析：當金屬棒速度恰好達到最大速度時，受力分析，精品文檔放心下載則mgsinθ=F安+f（2分）據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv（2分）據(jù)閉合電路歐姆定律：IE∴F安=BIL=B2L2v=0.2N（2分）RrRr,.∴f=mgsinθ－F安=0.3N（1分）下滑過程據(jù)動能定理得：mgh－fh－W=1mv2（2分）sin2解得W=1J，∴此過程中電路中產(chǎn)生的總熱量Q=W=1J（1分）則電阻R上產(chǎn)生的熱量為QRQ0.8J（2分）RRr考點：考查了法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合回路歐姆定律，焦耳定律謝謝閱讀14．（2014?江蘇二模）兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導軌MN和PQ，一端接有阻值感謝閱讀R=4Ω的電阻，處于方向豎直向下的勻強磁場中．在導軌上垂直導軌跨放質(zhì)量m=0.5kg的感謝閱讀金屬直桿，金屬桿的電阻為r=1Ω，金屬桿與導軌接觸良好，導軌足夠長且電阻不計．金屬桿在垂直桿F=0.5N的水平恒力作用下向右勻速運動時，電阻R上的電功率是P=4W．感謝閱讀（1）求通過電阻R的電流的大小和方向；（2）求金屬桿的速度大小；（3）某時刻撤去拉力，當電阻R上的電功率為時，金屬桿的加速度大小、方向．感謝閱讀【答案（】1）通過電阻R的電流的大小是1A，方向從M到P；（2）金屬桿的速度大小是10m/s；（3）當電阻R上的電功率為時，金屬桿的加速度大小是0.5m/s2，方向向左精品文檔放心下載【解析】試題分析：（1）根據(jù)右手定則判斷出電流的方向，根據(jù)電功率的公式計算出電流的大小；精品文檔放心下載（2）當?shù)竭_穩(wěn)定時，拉力的功率等于電流的電功率，寫出表達式，即可求得結(jié)果；精品文檔放心下載（3）某時刻撤去拉力，當電阻R上的電功率為時，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力提供桿的感謝閱讀加速度，寫出安培力的表達式與牛頓第二定律的表達式即可．感謝閱讀解：（1）根據(jù)電功率的公式，得：P=I2R，所以：I= A，由右手定則可得，電流的精品文檔放心下載方向從M到P。,.（2）當?shù)竭_穩(wěn)定時，拉力的功率等于電流的電功率，即：Fv=I2（R+r），精品文檔放心下載代入數(shù)據(jù)得：v= m/s。（3）當電阻R上的電功率為時， ，得： ，此時： ，由牛頓第二精品文檔放心下載定律得：FA'=ma，所以：a=0.5m/s2，方向向左．精品文檔放心下載答：（1）通過電阻R的電流的大小是1A，方向從M到P；精品文檔放心下載（2）金屬桿的速度大小是10m/s；（3）當電阻R上的電功率為時，金屬桿的加速度大小是0.5m/s2，方向向左．感謝閱讀點評：本題考查了求導體棒的加速度、導體棒的最大速度，分析清楚金屬桿的運動過程是正確精品文檔放心下載解題的前提與關(guān)鍵；當金屬桿受到的安培力與拉力相等時，桿做勻速直線運動，速度達到最精品文檔放心下載大．第二問也可以這樣做：F=BIL，BL=0.5Tm，BLv=I（R+r），v=10m/s。謝謝閱讀15．如圖所示，平行金屬導軌豎直放置，導軌間距離為L，僅在虛線MN以下的空間存在著精品文檔放心下載勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，磁場方向垂直導軌面向里，導軌上端跨接一定值電阻R，質(zhì)感謝閱讀量為m的金屬棒兩端各套在導軌上并可在導軌上無摩擦滑動，導軌和金屬棒的電阻不計，將精品文檔放心下載金屬棒從導軌O處由靜止釋放，剛進入磁場時速度為v，到達磁場中P處時金屬棒開始做勻精品文檔放心下載速直線運動，O點和P點到MN的距離相等，求：精品文檔放心下載（1）求金屬棒剛進入在磁場時所受安培力F1的大小；感謝閱讀（2）求金屬棒運動到P處的過程中，電阻上共產(chǎn)生多少熱量？精品文檔放心下載【答案】（1）FB2L2v;（2）Qmv2m3g2R21R2B4L4【解析】,.試題分析：（1）金屬棒剛進入磁場時，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBLv感謝閱讀金屬棒中的電流為IE2BLVR R金屬棒受的安培力為FBLvB2L2v感謝閱讀1 R（2）從OMN過程中棒做自由落體，v22gh精品文檔放心下載到P點時的速度為v，由勻速得FB2L2vmg111R金屬棒從MNP過程由能量守恒得：R中產(chǎn)生熱量為謝謝閱讀11mv2m3g2R2Qmghmv2mv22212B4L4考點：安培力、感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢、能量守恒定律16．如圖所示，有一個水平勻強磁場，在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)放一個金屬框，AB可感謝閱讀以自由上下滑動，且始終保持水平，無摩擦。若AB質(zhì)量為m=0.2g，長L=0.1m，電阻R=0.2精品文檔放心下載Ω，其他電阻不計，磁感應(yīng)強度B=0.1T，g=10m/s2。謝謝閱讀（1）求AB下落速度為2m/s時，其下落的加速度及產(chǎn)生的熱功率是多少？感謝閱讀（2）求AB邊下落時的最大速度？【答案】（1）5m/s2，P2103W（2）v4m/s謝謝閱讀【解析】試題分析：（1）AB下落過程中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBlv，感謝閱讀受到的安培力為FBIL,.通過AB的電流為IER根據(jù)牛頓第二定律，AB運動的加速度為：Fmgma感謝閱讀克服安培力做功，能量轉(zhuǎn)化為電熱，故熱功率為PFv謝謝閱讀聯(lián)立解得：a5m/s2，即加速度方向豎直向下，P2103W謝謝閱讀（2）當重力和安培力相等時，AB的速度最大，即B2l2vmg，解得v4m/s感謝閱讀R考點：考查了導體切割磁感線運動17．（17分）如圖所示，置于同一水平面內(nèi)的兩平行長直導軌相距l(xiāng)0.5m，兩導軌間接有謝謝閱讀一固定電阻R5和一個內(nèi)阻為零、電動勢E6V的電源，兩導軌間還有圖示的豎直方向謝謝閱讀的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度B1T.兩軌道上置有一根金屬棒MN，其質(zhì)量m0.1kg，棒與精品文檔放心下載導軌間的摩擦阻力大小為f0.1N，金屬棒及導軌的電阻不計，棒由靜止開始在導軌上滑動精品文檔放心下載直至獲得穩(wěn)定速度v。求：（1）導體棒的穩(wěn)定速度為多少？（2）當磁感應(yīng)強度B為多大時，導體棒的穩(wěn)定速度最大？最大速度為多少？精品文檔放心下載（3）若不計棒與導軌間的摩擦阻力，導體棒從開始運動到速度穩(wěn)定時，回路產(chǎn)生的熱量為多感謝閱讀少？1【答案】（1）10m/s；（2）3T；18m/s；（3）7J.精品文檔放心下載【解析】試題分析：（1）對金屬棒，由牛頓定律得：Ffma ① FBIL ②A A

IEBLV③R,.當a=0時，速度達到穩(wěn)定，由①②③得穩(wěn)定速度為：VEfR10m/sBLB2L2（2）當棒的穩(wěn)定運動速度vERfBlB2l2E1lEl1當B2Rf2Rf3時，即B3T時，V最大.2vm18m/s（3）對金屬棒，由牛頓定律得：F

mamVt

得 FtmVBiLtmVBqLmV0得qmV0.1102CBL10.5由能量守恒得：EqQ12mV2QEq12mV262120.11027J謝謝閱讀考點：牛頓定律；法拉第電磁感應(yīng)定律以及能量守恒定律.謝謝閱讀18．（12分）如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ傾斜放置，兩導軌間距離為謝謝閱讀L，導軌平面與水平面間的夾角θ，所處的勻強磁場垂直于導軌平面向上，質(zhì)量為m的金屬棒精品文檔放心下載ab垂直于導軌放置，導軌和金屬棒接觸良好，不計導軌和金屬棒ab的電阻，重力加速度為g。謝謝閱讀若在導軌的M、P兩端連接阻值R的電阻，將金屬棒ab由靜止釋放，則在下滑的過程中，金精品文檔放心下載屬棒ab沿導軌下滑的穩(wěn)定速度為v，若在導軌M、P兩端將電阻R改接成電容為C的電容謝謝閱讀器，仍將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒ab下滑時間t，此過程中電容器沒有被擊穿，求：精品文檔放心下載,.（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為多少？（2）金屬棒ab下滑ts末的速度？【答案】（1）B=mgRsin（2）v=gvtsinv+CgRsinL2vt【解析】試題分析：（1）若M,P間接電阻R時，金屬棒做變加速運動，當a=0時，金屬棒做勻速運動，精品文檔放心下載速度大小為v，則感應(yīng)電動勢E=BLv①E通過棒的電流I=R②棒所受的安培力為FB=BIL③由平衡條件可得：mgsinθ=BIL④mgRsin聯(lián)立以上各式可得：B=L2v（2）設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v’時，經(jīng)歷的時間為t，通過金屬棒的電流為i，則感應(yīng)電精品文檔放心下載動勢:E’=BLv’⑥平行板電容器的兩極板之間的電勢差為：U=E’⑦此時電容器極板上積累的電荷量為Q：Q=CU⑧設(shè)再時間間隔(t，t+△t)內(nèi)，流經(jīng)金屬棒的電荷量為△Q，則i=Q⑨精品文檔放心下載t△Q也是平行板電容器極板在時間△t間隔內(nèi)增加的電荷量，由以上各式得：Q=CBLv⑩精品文檔放心下載v其中a=t（11）解得i=CBLa(12)金屬棒所受的安培力F'=BiL(13),.由牛頓第二定律可得：mgsin-F'=ma（14）由以上各式可得：a=mgsin=gvsin（15）22v+CgRsinm+BLC所以金屬棒做初速度為0的勻加速直線運動，ts末的速度v=at即v=gvtsin（16）ttv+CgRsin考點：法拉第電磁及牛頓定律的綜合應(yīng)用。19．兩根光滑的長直金屬導軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導軌間距為L，電阻不計，謝謝閱讀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L、謝謝閱讀阻值同為R的金屬棒ab垂直于導軌放置，導軌處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁精品文檔放心下載場中．a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運動且與導軌保持良好接觸，在ab運動距離為s的過程中，謝謝閱讀整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求：（1）ab運動速度v的大小；（2）電容器所帶的電荷量q.【答案】（1）v4QR（2）qCQR感謝閱讀B2L2s BLS【解析】試題分析：（1）設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，回路中電流為I，ab運動距離s，所用的時感謝閱讀間為t，則有E＝Blv，Es＝24Rt4QR由上述方程得v（2）設(shè)電容器兩極板間的電勢差為U，則有U＝IR感謝閱讀電容器所帶電荷量q＝CU解得qCQRBLS考點：考查了電磁感應(yīng)中切割類問題20．如圖所示，abcd為靜止于水平面上寬度為L、長度很長的U形金屬滑軌，bc邊接有電精品文檔放心下載,.阻R，其他部分電阻不計．ef為一可在滑軌平面上滑動、質(zhì)量為m的均勻金屬棒．現(xiàn)金屬棒謝謝閱讀通過一水平細繩跨過定滑輪，連接一質(zhì)量為M的重物，一勻強磁場B垂直滑軌平面．重物從感謝閱讀靜止開始下落，不考慮滑輪的質(zhì)量，且金屬棒在運動過程中均保持與bc邊平行．忽略所有摩謝謝閱讀擦力．則：（1）當金屬棒做勻速運動時，其速率是多少？(忽略bc邊對金屬棒的作用力)感謝閱讀（2）若重物從靜止開始至勻速運動時下落的總高度為h，求這一過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量．謝謝閱讀MgRMg2hB4L4MmmgR2（2）Q【答案】（1）v2B4L4B2L2【解析】試題分析：（1）當金屬棒做勻速運動時，金屬棒受力平衡，即謝謝閱讀當a＝0時，有Mg－F＝0，又F＝E＝MgRB2L2安安R(Mm)v2（2）由能量守恒定律有MghQ2Mg2hB4L4MmmgR2解得Q2B4L4考點：考查了安培力，能量守恒定律21．（本題10分）如圖所示，在磁感應(yīng)強度B＝0.2T、方向與紙面垂直的勻強磁場中，有水感謝閱讀平放置的兩平行導軌ab、cd，其間距l(xiāng)＝50cm，a、c間接有電阻R．現(xiàn)有一電阻為r的導精品文檔放心下載體棒MN跨放在兩導軌間，并以v＝10m/s的恒定速度向右運動，a、c間電壓為0.8V，且精品文檔放心下載a點電勢高．其余電阻忽略不計．問：,.aMbRrvcNd（1）導體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多大？（2）通過導體棒電流方向如何？磁場的方向是指向紙里，還是指向紙外?精品文檔放心下載（3）R與r的比值是多少？【答案】（1）1V；（2）電流方向N→M；磁場方向指向紙里；（3）4.感謝閱讀【解析】試題分析：（1）EBlv1V（2）電流方向N→M；磁場方向指向紙里（3）IEURU4RrRrEU考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；右手定則及全電路歐姆定律。感謝閱讀22．如圖所示，兩平行導軌間距L＝0.1m，足夠長光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連謝謝閱讀接，傾斜部分與水平面的夾角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁場磁感應(yīng)強度B＝0.5T，水平精品文檔放心下載部分沒有磁場．金屬棒ab質(zhì)量m＝0.005kg、電阻r＝0.02Ω，運動中與導軌始終接觸良好，謝謝閱讀并且垂直于導軌．電阻R＝0.08Ω，其余電阻不計．當金屬棒從斜面上離地高h＝1.0m以上精品文檔放心下載的任何地方由靜止釋放后，在水平面上滑行的最大距離x都是1.25m．取g＝10m/s2，求：感謝閱讀(1)金屬棒在斜面上的最大速度；(2)金屬棒與水平面間的動摩擦因數(shù)；(3)從高度h＝1.0m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量．精品文檔放心下載,.【答案】（1）1.0m/s；（2）0.04 ；（3）3.8×10－2J謝謝閱讀【解析】試題分析：(1)到達水平面之前已經(jīng)開始勻速運動，設(shè)最大速度為v，感應(yīng)電動勢E＝BLv精品文檔放心下載感應(yīng)電流I＝ ERr安培力F＝BIL勻速運動時，mgsinθ＝F解得v＝1.0m/s(2)滑動摩擦力f＝μmg金屬棒在摩擦力作用下做勻減速直線運動，有f＝ma金屬棒在水平面做勻減速直線運動，有v2＝2ax解得μ＝0.04 (用動能定理同樣可以得分)(3)下滑的過程中，由動能定理可得：mgh－W＝1mv22安培力所做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱W＝Q電阻R上產(chǎn)生的熱量：Q＝ R QRRr聯(lián)立解得：QR＝3.8×10－2J考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓定律及動能定理。23．足夠長的平行金屬導軌MN和PQ表面粗糙，與水平面間的夾角370，間距為1.0m，動謝謝閱讀摩擦因數(shù)為0.25。垂直于導軌平面向上的勻強磁場磁感應(yīng)強度為4.0T，PM間電阻8.0錯誤!感謝閱讀未找到引用源。。質(zhì)量為2.0kg的金屬桿ab垂直導軌放置，其他電阻不計。用恒力沿導軌平謝謝閱讀面向下拉金屬桿ab，由靜止開始運動，8s末桿運動剛好達到最大速度為8m/s，這8s內(nèi)金屬感謝閱讀桿的位移為48m，(g=10m/s2,cos370=0.8,sin370=0.6)謝謝閱讀,.求：MR

B NaQF bP（1）金屬桿速度為4.0m/s時的加速度大小。（2）整個系統(tǒng)在8s內(nèi)產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）4ms2 （2）896J【解析】試題分析：（1）對金屬桿進行受力分析：受有重力、垂直軌道向上的支持力、沿軌道向上的感謝閱讀摩擦力、沿軌道向下的恒力F、沿軌道向上的安培力，如圖所示。感謝閱讀根據(jù)牛頓第二定律得：FmgsinF安mgcosma謝謝閱讀根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：EBlv歐姆定律可得：IER所以FBIlB2l2vR安當v8ms時a0則mB2l2vFmgsin mmgcos0精品文檔放心下載R,.解得：F8Nv4ms時，有mgsinB2l2vmgcosma精品文檔放心下載R解得：a4ms2（2）對整個過程，由功能關(guān)系得：Fxmgxsin1mv22m精品文檔放心下載解得：Q896J考點：本題考查電磁感應(yīng)與電路、動力學、功能關(guān)系，意在考查考生的綜合分析能力。感謝閱讀24．如圖所示，在寬度為0.4m無限長的水平導軌上垂直放置一阻值為1Ω的金屬棒PQ，導精品文檔放心下載軌處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為2T，金屬棒PQ以v=5m/s的速度向右做勻速精品文檔放心下載運動，在導軌A、B兩點間接電阻R1、R2、R3的阻值均為4Ω，電容器的電容為30μF，電流謝謝閱讀表的內(nèi)阻不計，求：（1）判斷PQ上的電流方向；（2）PQ棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（3）電