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1、学习好资料欢迎下载绵阳南山中学实验学校高2011 级物理高考冲刺（电磁感应）专题1如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l0.5 m ，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m0.02 kg ，电阻均为R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.2 T ，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止取g10 m/s2，问：(1) 通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2) 棒ab受到的力F多大？(3) 棒cd每
2、产生Q0.1 J的热量，力F做的功W是多少？2如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30角，两导轨的间距l0.50 m ，一端接有阻值R1.0 的电阻质量m0.10 kg的金属棒ab置于导轨上，与导轨垂直，电阻r0.25 . 整个装置处于磁感应强度B1. 0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下t0时刻，对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，使之由静止开始运动，运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示电路中其他部分电阻忽略不计，g取 10 m/s2. 求：(1)4.0 s末金属棒ab瞬时速度的大小；(2)3.0 s末力F的瞬时功率；(3) 已知 04.
3、0 s时间内电阻R上产生的热量为0.64 J ，试计算F对金属棒所做的功名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载3如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0. 整个
4、运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行(1) 求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；(2) 当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；(3) 导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q. 4如图所示，电阻忽略不计的两根平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3 的定值电阻R. 在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B、磁场区域的高度d0.5 m 导体棒a的质量ma0.2 kg ，电阻Ra3 ；导体棒b的质量mB0.1 kg ，电阻Rb6
5、 . 它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场设重力加速度g10 m/s2. 求：( 不计a、b之间的作用，整个运动过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好) (1) 在整个过程中a、b两棒克服安培力分别做的功(2)a进入磁场的速度与b进入磁场的速度之比(3) 分别求出M点和N点距虚线L1的高度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载
6、5如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置，在其左端连接倾角为37的光滑金属导轨ge、hc，导轨间距均为L1 m，在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好金属杆a、b质量均为m0.1 kg ，电阻Ra2 、Rb3 ，其余电阻不计在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2，且B1B20.5 T 已知从t0 时刻起，杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动，杆b在水平向右的外力F2作用下始终保持静止状态，且F20.75 0.2t (N) (sin 37 0.6 ，cos 37 0.8 ，g取10 m/s2) (1) 通过计算判
7、断杆a的运动情况；(2) 从t0 时刻起，求1 s 内通过杆b的电荷量；(3) 若t0 时刻起， 2 s 内作用在杆a上的外力F1做功为 13.2 J ，则这段时间内杆b上产生的热量为多少？6如图所示，一质量m0.5 kg的“日”字形匀质导线框“abdfeca”静止在倾角37的粗糙斜面上，线框各段长abcdefacbdcedfL0.5 m ，ef与斜面底边重合，线框与斜面间的动摩擦因数0.25 ，ab、cd、ef三段的阻值相等且均为R0.4 ，其余部分电阻不计斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GIHJL，长度IJL，IJef，磁场垂直斜面向上，磁感应强度B1 T 现用一大小
8、F5 N、方向沿斜面向上且垂直于ab的恒力作用在ab中点，使线框沿斜面向上运动，ab进入磁场时线框恰好做匀速运动若不计导线粗细，重力加速度g10 m/s2，sin 37 0.6 ，cos 37 0.8. 求：(1)ab进入磁场前线框运动的加速度a的大小；(2)cd在磁场中运动时，外力克服安培力做功的功率P；(3) 线框从开始运动到ef恰好穿出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热与外力F做功的比值QW. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - -
9、 - - - - 学习好资料欢迎下载7如图所示，倾角为30、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L10.4 m ，B15 T 的匀强磁场垂直导轨平面向上一质量m1.6 kg的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，其电阻r1 . 金属导轨上端连接右侧电路，R11 ，R21.5 .R2两端通过细导线连接质量M0.6 kg的正方形金属框cdef，正方形边长L20.2 m ，每条边电阻r0为 1 ，金属框处在一方向垂直纸面向里、B23 T 的匀强磁场中现将金属棒由静止释放，不计其他电阻及滑轮摩擦，g取 10 m/s2. (1) 若将电键S断开，求棒下滑过程中的最大速度；(2)
10、 若电键 S闭合，每根细导线能承受的最大拉力为3.6 N ，求细导线刚好被拉断时棒的速率；(3) 若电键 S闭合后，从棒释放到细导线被拉断的过程中，棒上产生的电热为2 J ，求此过程中棒下滑的高度 ( 结果保留一位有效数字) 8. 如图所示，正方形单匝均匀线框abcd，边长L0.4 m ，每边电阻相等，总电阻R0.5 . 一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P.物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角30，斜面上方的细线与斜面平行在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界和下边界都水平，两边界之间距离也是L0.4 m 磁场方向水平，垂
11、直纸面向里，磁感应强度大小B0.5 T 现让正方形线框的cd边距上边界高度h0.9 m 的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v3 m/s 的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域释放前细线绷紧，重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力求：(1) 线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大；(2) 线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大；(3) 在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F，使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力F做功W0.23 J ，求正方形线框cd边产生的
12、焦耳热是多少名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载绵阳南山中学实验学校高2011 级物理高考冲刺（电磁感应）专题参考答案1. 解析 ：(1) 棒cd受到的安培力为：FcdIlB棒cd在共点力作用下平衡，则：Fcdmgsin 30 由式，代入数据解得：I1 A根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c.(2) 棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：FabFcd对棒ab，由共点力平衡知：Fmgsin
13、30 Il代入数据解得：F0.2 N (3) 设在时间t内棒cd产生Q0.1 J热量，由焦耳定律知：QI2Rt设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势为：EBlv由闭合电路欧姆定律知：IE2R由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为：xvt力F做的功为：WFx?综合上述各式，代入数据解得：W0.4 J ?2. 解析： (1) 由题图乙可得：t4.0 s时，I0.8 A. 根据IERr，EBlv解得：v2.0 m/s. (2) 由IBlvRr和感应电流与时间的线性关系可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动由运动学规律vat解得 4.0 s内金属棒的加速度大小a0.5 m/s2对
14、金属棒进行受力分析，根据牛顿第二定律得：Fmgsin 30 F安ma又F安BIl由题图乙可得，t3.0 s时，I0.6 A 解得F安0.3 N ，外力F0.85 N 由速度与电流的关系可知t3.0 s时v1.5 m/s 根据PFv，解得P1.275 W. (3) 根据焦耳定律：QI2RtQI2rt解得在该过程中金属棒上产生的热量Q 0.16 J 电路中产生的总热量为：Q总0.80 J 根据能量守恒定律有：WFEpQ总12mv2Epmgxsin 30 x12at2解得 Ep2.0 JF对金属棒所做的功WF3.0 J. 3. 解析： (1) 初始时刻，导体棒产生的感应电动势E1BLv0通过R的电流
15、大小I1E1RrBLv0Rr电流方向为ba(2) 导体棒产生的感应电动势为E2BLv感应电流I2E2RrBLvRr导体棒受到的安培力大小FBILB2L2vRr，方向沿导轨向上根据牛顿第二定律有mgsin Fma解得agsin B2L2vm Rr(3) 导体棒最终静止，有mgsin kx压缩量xmgsin k设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律有12mv20mgxsin EpQ0Q012mv20mgsin 2kEp电阻R上产生的焦耳热名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
16、 - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载QRRrQ0RRr12mv20mgsin 2kEp 5. 解析： (1) 因为杆b静止，所以有F2B2ILmgtan 37 而F20.75 0.2t(N) 解得I 0.4t (A) 整个电路中的电动势由杆a运动产生，故EI(RaRb) EB1Lv解得v 4t所以，杆a做加速度为a4 m/s2的匀加速运动(2) 杆a在 1 s 内运动的距离d12at22 m qItIERaRbEtB1LdtqRaRbB1LdRaRb0.2 C 即 1 s 内通过杆b的电荷量为0.2 C (3) 设整个电路中产生的热量为Q，由能量
17、守恒定律得W1Q12mv21v1at 8 m/s 解得Q10 J 4. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载从而QbRbRaRbQ6 J 6. 解析： (1)ab进入磁场前，线框做匀加速运动摩擦力Ffmgcos 由牛顿第二定律有Fmgsin Ffma代入数据解得加速度a2 m/s2(2) 由于线框穿过磁场的过程中有且仅有一条边切割磁感线，等效电路也相同，所以线框一直做匀速运动，设速度大小为v由力的平
18、衡条件有Fmgsin mgcos F安代入数据解得F安1 N 而F安BILB2L2vR总R总RR20.6 解得v 2.4 m/s 所以PF安v2.4 W (3) 设ab进入磁场前线框发生的位移为x则xv22a1.44 m 则QF安3L1.5 J WF(x3L) 14.7 J QW5497. 解析： (1) 棒下滑过程中，沿导轨的合力为0 时，速度最大，mgsin F安0 F安B1IL1IErR1R2EB1L1vmax代入数据解得：vmax7 m/s. (2) 闭合 S后，设细线刚断开时，通过线圈ef边电流为I，则通过cd边的电流为3I则： 2FTMgB2IL23B2IL20 解得I 0.5 A
19、 通过R2的电流I23Ir0R2I21 A 电路总电流I1I24I 3 A 线圈接入电路总电阻R线34R2与R线并联电阻为R，RR线R2R线R212设此时棒的加速度为v1，则有I1B1L1v1rR1R解得v13.75 m/s. (3) 当棒下滑高度为h时，棒上产生的热量为Qab，R1上产生的热量为Q1，R2与R线上产生的总热量为Q，根据能量转化与守恒定律有mgh12mv21QabQ1QQab 2 JQ1Qab 2 J QQab21 J 解得h1 m. 8. 解析： (1) 正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中，设cd边上的感应电动势为E，线框中的电流强度为I，c、d间的电压为Ucd，则EBL
20、vIERUcd34IR解得Ucd0.45 V (2) 正方形线框匀速通过磁场区域的过程中，设受到的安培力为F安，细线上的张力为FT，则F安BIL名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载FTm2gsin m1gFTF安正方形线框在进入磁场之前的运动过程中，根据能量守恒有m1ghm2ghsin 12(m1m2)v2解得m10.032 kg ，m20.016 kg (3) 因为线框在磁场中运动的加速度与进入磁场前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体P的总机械能保持不变，故力F做功W等于整个线框中产生的焦耳热Q，即WQ设线框cd边产生的焦耳热为Qcd，根据QI2Rt有Qcd14Q解得Qcd0.057 5 J 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -