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1、优秀学习资料欢迎下载高考复习物理电磁感应大题高中物理高三板块复习。1 （18 分）如图所示，两根相同的劲度系数为k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上， 弹簧上端通过导线与阻值为R 的电阻相连，弹簧下端连接一质量为 m，长度为 L，电阻为 r 的金属棒，金属棒始终处于宽度为d垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中。 开始时弹簧处于原长， 金属棒从静止释放， 水平下降 h 高时达到最大速度。 已知弹簧始终在弹性限度内， 且弹性势能与弹簧形变量 x 的关系为221kxEp，不计空气阻力及其它电阻。求： （1）此时金属棒的速度多大 ? （2）这一过程中， R所产生焦耳热 QR多少?
2、 2 （17 分）如图 15（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端 L 处的中间一段被弯成半径为H 的 1/4 圆弧，导轨左右两段处于高度相差H 的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场， 右段区域存在磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t） ，如图 15（b）所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒 ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时， 经过时间 t0滑到圆弧顶端。 设金属棒在回路中的电阻为 R，导轨电阻不计，重力加速度为g。问金属棒在圆弧内滑动时， 回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？R d 精选学习资料 - -
3、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载求 0 到时间 t0内，回路中感应电流产生的焦耳热量。探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间， 回路中感应电流的大小和方向。3、 （16 分）t0 时，磁场在 xOy 平面内的分布如图所示。其磁感应强度的大小均为 B0，方向垂直于xOy 平面，相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场区域的宽度均为l0。整个磁场以速度v 沿 x 轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间，xOy 平面内放置一由n 匝线圈串联而成的矩形导线框abcd，线框的 bc 边平行于 x 轴.bclB、abL
4、，总电阻为 R，线框始终保持静止。求：线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；线框所受安培力的大小和方向。该运动的磁场可视为沿x 轴传播的波，设垂直于纸面向外的磁场方向为正，画出 t0 时磁感应强度的波形图，并求波长 和频率 f。a b c d x y O l0 l0 v0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载4、 （16 分）如图甲所示 , 两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L0.2m， 一端通过导线与阻值为R=1的电阻连接；导轨上放一质量为m0.5kg的金属杆，金属杆与导
5、轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B0.5T 的匀强磁场中 .现用与导轨平行的拉力F 作用在金属杆上，金属杆运动的v-t 图象如图乙所示 . （取重力加速度g=10m/s2）求：（1）t10s时拉力的大小及电路的发热功率. （2）在 010s内，通过电阻 R上的电量 . 5、 (20 分）如图所示间距为L 、光滑的足够长的金属导轨 （金属导轨的电阻不计）所在斜面倾角为两根同材料、 长度均为 L 、横截面均为圆形的金属棒CD 、 PQ 放在斜面导轨上 .已知 CD 棒的质量为 m、电阻为R , PQ 棒的圆截面的半径是CD 棒圆截面的2 倍。 磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨所
6、在平面向上两根劲度系数均为k 、相同的弹簧一端固定在导轨的下端另一端连着金属棒CD 开始时金属棒 CD 静止，现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒PQ 使金属棒PQ 由静止开始运动当金属棒PQ 达到稳定时弹簧的形变量与开始时相同，已知金属棒 PQ 开始运动到稳定的过程中通过CD 棒的电量为 q,此过程可以认为 CD 棒缓慢F RB图甲t/s 15 10 5 0 2 4 v (m/s) 图乙精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载地移动，已知题设物理量符合sin54mgBLqRk的关系式，求此过程中
7、(l）CD 棒移动的距离；(2) PQ棒移动的距离(3) 恒力所做的功。（要求三问结果均用与重力mg 相关的表达式来表示） . 10（14 分） 如图所示，竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B0=0.5T，并且以Bt=1T/s 在增加，水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计，导轨宽为0.5m，左端所接电阻 R= 0.4 。在导轨上 l=1.0m 处的右端搁一金属棒ab，其电阻 R0=0.1 ，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M = 2kg 的重物，欲将重物吊起，问：（1）感应电流的方向（请将电流方向标在本题图上）以及感应电流的大小；（2）经过多长时间能吊起重物。11(14 分) 如图所示，边长l
8、 R B a b O I/A t/s 1234560.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 M N B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载L=2.5m、质量 m=0.50kg 的正方形金属线框，放在磁感应强度B=0.80T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN 重合。在水平力作用下由静止开始向左运动，在 5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻R=4.0 。试判断金属线框被拉出的过程中，线框中的感应电流方向，并在图中标出。求 t=2.0
9、s时金属线框的速度大小和水平外力的大小。已知在 5.0s 内力 F 做功 1.92J，那么金属线框从磁场拉出的过程中，线框中产生的焦耳热是多少？14 （14 分）如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r0.1 m、 匝数 n20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。 在线圈所在位置磁感应强度 B 的大小均为 0.2 T，线圈的电阻为 2 ，它的引出线接有 8 的小电珠 L。外力推动线圈框架的P 端，使线圈沿轴线做往复运动， 便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x 随时间 t 变化的规律如图丙所示时（x 取向右为正），求：（1
10、）线圈运动时产生的感应电动势E 的大小；（2）线圈运动时产生的感应电流I 的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像（在图甲中取电流由C 向上流过电珠 L 到 D 为正） ；（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F 的大小；（4）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）；x/cmt/s8.00.60.40.20.10.30.5丙4.00精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载（5）某同学说： “ 该线圈在运动过程中，磁感线始终与线圈平面平行，线圈中的磁通量始终为零，磁通量保持不变，因此线圈 中 应 该
11、没有感应电流产生，但实际却产生了电流，如何 解 释 这个问题呢？ ” 对这个问题说说你的看法。15 （14分）如图所示，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，有一弯成 45角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向。导电棒MN以速度 v从导轨的 O点处开始无摩擦地匀速滑动，速度 v的方向与Ox方向平行，导电棒与导轨单位长度的电阻为r。(1)写出t时刻感应电动势的表达式；(2)感应电流的大小如何 ? (3)写出在t时刻作用在导电棒 MN上的外力瞬时功率的表达式。16、 （12分）如图 15 所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度为 l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计。导线框一长边与x
12、轴重合，左边的坐标 x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的磁导体棒 AB 与感应强度满足关系B=B0sin （lx2） 。一光滑短边平行且与长边接触良好， 电阻也是 R。开始时导体棒处于 x=0 处，从 t=0 时刻起，导体棒 AB在沿 x 方向的力 F 作用下做速度为 v 的匀速运动，求：0.60.40.20.10.30.5丁t/sI/A0图 15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载（1）导体棒 AB 从 x=0 到 x=2l 的过程中力 F随时间 t 变化的规律；（2）导体棒 AB
13、从 x=0 到 x=2l 的过程中回路产生的热量。17 （12分）磁流体发电是一种新型发电方式，图(a)和图(b)是其工作原理示意图。图(a)中的长方体是发电导管， 其中空部分的长、 高、宽分别为bal、前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻LR相连。这个发电导管处于图 (b)磁场线圈产生的匀强磁场中， 磁感应强度为 B，方向如图所示，发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。运动的离气体受到磁场的作用产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。 设发电导管电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v，
14、电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差P维持恒定，求：(1) 不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大；(2) 磁流体发电机的电动势E 的大小；(3) 磁流体发电机发电导管的输入功率P。18 （14 分）如图 23 所示，线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L，质量为 m，电阻为 R的正方形线圈。在传送带的左端，线圈无初速地放在以恒定速度 v 匀速运动的传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度 v 后，线圈与传送带始终保持相对静止，并通过一磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场。已知当一个线圈刚好开始匀速运动时，下一个线圈恰好放在传送带上；线圈匀速
15、运动时，每两个线圈间保持距离L baBLRl电离气体运动方向)(a气体电离BLR负载电阻导体电极发电导管磁场线圈)(bv 3LL L B 图 23 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载不变，匀强磁场的宽度为3L。求：（1）每个线圈通过磁场区域产生的热量Q；（2）在某个线圈加速的过程中，该线圈通过的距离s1和在这段时间里传送带通过的距离 s2之比；（3）传送带每传送一个线圈其电动机所消耗的电能E（不考虑电动机自身的能耗） ；（4）传送带传送线圈的总功率P。19. 如图所示，两根固定在水平面上的光滑平
16、行金属导轨MN 和PQ ，一端接有阻值为 R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m 的金属直杆，金属杆的电阻为r ，金属杆与导轨接触良好、导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直于杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时， 电阻R上消耗的电功率为P，从某一时刻开始撤去水平恒力F去水平力后： (1) 当电阻R上消耗的功率为 P/4时，金属杆的加速度大小和方向。(2) 电阻R 上产生的焦耳热。20. 如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为 B，边长为 f 的正方形金属框 abcd(下简称方框 )在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同
17、的U形金属框架 MNPQ( 下简称 U形框)U形框与方框精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载之间接触良好且无摩擦，两个金属杠每条边的质量均为m ，每条边的电阻均为 r (1)将方框固定不动， 用力拉动u形框使它以速度 v0垂直 NQ边向右匀速运动，当 U形框的 MP 端滑至方框的最右侧，如图乙所示时，方框上的bd两端的电势差为多大 ?此时方框的热功率为多大? (2)若方框不固定，给 U形框垂直 NQ 边向右的初速度 v0，如果U形框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少? (
18、3)若方框不固定，给 U 形框垂直 NQ 边向右的初速度 v(v v0)，U形框最终将与方框分离，如果从 U型框和方框不再接触开始，经过时间t 方框最右侧和 U型框最左侧距离为 s，求金属框框分离后的速度各多大? 21.（18 分）图中 a1b1c1d1和 a2b2c2d2为在同一竖直 平 面 内的金属导轨，处在磁感强度B 的匀强磁场中，磁 场 方 向垂直导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a1b1段与 a2b2段是竖直的，距离为l1；c1d1段与 c2d2段也是竖直的，距离为l2。x1y1与 x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连 的 金 属细杆，质量分别为m1、m2，它们都垂直于导轨并与导轨保
19、持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F 为作用与金属杆 x1y1上竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时， 已匀速向上运动， 求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。22 （18 分）如图，直角三角形导线框abc 固定在匀强磁场中， ab 是一段长为 l、b1 a1 a2 x2 b2 c2 d2 y2 x1 c1 y1 d1 F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载电阻为 R的均匀导线， ac 和 bc的电阻可不计， ac 长度为12。磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面
20、向里。现有一段长度为2l、电阻为2R的均匀导体杆MN 架在导线框上，开始时紧靠 ac，然后沿 ac方向以恒定速度v 向 b 端滑动，滑动中始终与 ac 平行并与导线框保持良好接触。当 MN 滑过的距离为3l时，导线 ac中的电流是多大？方向如何？23 （14 分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为 R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度 v 也会变化， v 与 F 的关系如右下图。（取重力加速
21、度 g=10m/s2）（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若 m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5；磁感应强度 B 为多大？（3）由 vF 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？24 （13 分）如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为 L、导轨左端接有阻值为 R 的电阻，质量为 m 的导体棒垂直跨接v R BLmv1 （a）t t vtO （b）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖
22、直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。求导体棒所达到的恒定速度v2；为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？导体棒以恒定速度运动时， 单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？若 t0 时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其vt 关系如图（ b）所示，已知在时刻t 导体棒瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。25 （14分）如图所示
23、，将边长为a、质量为 m、电阻为 R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为 b、 磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里 线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场 整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力 f 且线框不发生转动求：（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v2；(2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热 QB b a 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载
24、26(14分)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距l m，导轨平面与水平面成 =37角，下端连接阻值为尺的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为 0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上， 棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25(1) 求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2) 当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻尺消耗的功率为 8W ，求该速度的大小；(3) 在上问中，若 R2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向(g=10rns2，sin37 0.6 ， cos370.8) 27.（14 分）如图所示， OACO为置于水平
25、面内的光滑闭合金属导轨， O、C 处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4、R2=8（导轨其它部分电阻不计）。 导轨 OAC 的形状满足xy3sin2（单位： m） 。 磁感应强度 B=0.2Ty x R1 R2 AoCv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F 作用下，以恒定的速率 v=5.0m/s 水平向右在导轨上从O 点滑动到 C 点，棒与导轨接触良好且始终保持与 OC 导轨垂直，不计棒的电阻。求：外力F 的最大值；金属棒在导轨上
26、运动时电阻丝 R1上消耗的最大功率；在滑动过程中通过金属棒的电流I 与时间 t的关系。28 （3 分）如图所示，两条互相平行的 光 滑 金属导轨位于水平面内，距离为l0.2 米，在导 轨 的 一端接有阻值为 R0.5 欧的电阻，在 X0 处有 一 与 水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B0.5 特斯拉。一质量为 mo.1 千克的金属直杆垂直放置在导轨上， 并以 v02 米/秒的初速度进入磁场， 在安培力和一垂直于杆的水平外力 F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a2 米/秒2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：（1）电流为零时金属杆所处的位置；（2）电
27、流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向；（3）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F 的方向与初速度v0取值的关系。29 （3 分）半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为 B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中 a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载2，一金属棒 MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以 v05m/s的速率
28、在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图所示） MN 中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN 将右面的半圆环OL2O 以 OO 为轴向上翻转 90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/t （4 /）T/s，求 L1的功率30、 （16分）如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B1 T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d0.5 m，现有一边长 l0.2 m、质量 m0.1 kg、电阻 R0.1 的正方形线框 MNOP 以 v07 m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：线框 MN 边刚进入磁场
29、时受到安培力的大小F；线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。31.(18 分)在图甲中，直角坐标系0 xy 的 1、3 象限内有匀强磁场，第1 象限内的磁感应强度大小为2B，第 3 象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里 .现将半径为 l， 圆心角为 900的扇形导线框 OPQ 以角速度 绕 O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R. d d d d d d d P M O N v0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 40 页优秀学习资料欢
30、迎下载(1)求导线框中感应电流最大值. (2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I 随时间 t 变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0) (3)求线框匀速转动一周产生的热量. 32、 (14 分）如图所示， 倾角=30o、宽度 L=1m的足够长的“U”形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B =1T， 范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下。用平行于轨道的牵引力拉一根质量m =0.2 、电阻 R =1的垂直放在导轨上的金属棒 a b， 使之由静止开始沿轨道向上运动。牵引力做功的功率恒为6W，当金属棒移动2.8m 时，获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为
31、5.8J，不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m/s2。求：（1）金属棒达到稳定时速度是多大？（2）金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间多长? 33、 （20分）如图所示，在直角坐标系的第象限和第象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B5.0102T 的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里。质量为 m6.641027、电荷量为 q3.21019C 的 a粒子（不计 a粒子重力） ，由静止开始经加速电压为U1205V 的电场（图中未画出）加速后，从坐标点 M（4，2）处平行于 x 轴向右运动，并先后通过匀强磁场区域。求出 a粒子在磁场中的运动半径；在图中画出 a 粒子从直线 x4 到直线
32、x4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与直线x4 交点的坐标；求出 a 粒子在两个磁场I O t2图乙O2BxBy图甲P l Q O M 2 2 2 4 4 x/101m y/101m 2v B B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载区域偏转所用的总时间。34、 如图所示 PQ、 MN 为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值8R的电阻;导轨间距为kgmmL1.0;1一质量为,电阻2r,长约m1的均匀金属杆水平放置在导轨上 ,它与导轨的滑动摩擦因数53,导轨平面的倾角为030在垂直导轨平面
33、方向有匀强磁场,磁感应强度为0.5TB,今让金属杆 AB 由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB 恰好匀速运动的过程中经过杆的电量1Cq,求: (1)当 AB 下滑速度为sm/2时加速度的大小(2)AB 下滑的最大速度(3)从静止开始到 AB 匀速运动过程 R 上产生的热量35 （20 分）在质量为M=1kg 的小车上，竖直固定着一个质量为m=0.2kg，宽L=0.05m、总电阻 R=100的 n=100的 n=100 匝矩形线圈。线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图（1）所示。现有一子弹以v0=110m/s 的水平速度RBA B M P Q N 精选学习资料 - - - - - - - - -
34、 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载射入小车中，并立即与小车（包括线圈）一起运动，速度为v1=10m/s。随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度B=1.0T 的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图所示。已知子弹射入小车后，小车运动的速度v 随车的位移 s变化的 v s图象如图（ 2）所示。求：（1）子弹的质量 m0；（2）小车的位移 s=10cm时线圈中的电流大小 I；（3）在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量q；（4）线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q。36 （19 分）光滑平行金属导轨水平面内固定，导轨间距L=0.5m
35、，导轨右端接有电阻 RL=4小灯泡，导轨电阻不计。如图甲，在导轨的MNQP 矩形区域内有竖直向上的磁场， MN、PQ间距 d=3m，此区域磁感应强度B 随时间 t 变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一金属杆，其电阻r=1, 在 t=0 时刻，用水平恒力 F 拉金属杆，使其由静止开始自GH 位往右运动，在金属杆由GH 位到 PQ精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载位运动过程中，小灯发光始终没变化，求： （1）小灯泡发光电功率；（2）水平恒力 F 大小；（3）金属杆质量 m. 精选学习资料 - - -
36、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载电磁感应计算题答案1、 （18 分）（1） 当速度最大时，加速度a0 mgBIdkh2（3 分）rRBdvIm（3 分）22)(2(dBrRkhmgvm（2 分）（2）据能量关系总mQmvkhmgh2221212（4 分）而rRQQrR（3 分）44222)()2(21dBrRkhmgmkhmghrRRQrRRQ总R（ 3 分）2、解：感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。0t0时间内，设回路中感应电动势大小为E0，感应电流为 I，
37、感应电流产生的焦耳热为 Q，由法拉第电磁感应定律：0020tBLtE根据闭合电路的欧姆定律：REI0由焦耳定律有：RtBLRtIQ02042解得：4200L BQt R设金属进入磁场B0一瞬间的速度变v，金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守恒：221mvmgH在很短的时间t内，根据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场B0区域瞬精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载间的感应电动势为E，则：Etxvt)(20tBLxLB由闭合电路欧姆定律得：EIR解得感应电流：002tLgHRLBI根据上式讨论：I、
38、当02tLgH时，I0；II、当02tLgH时，002tLgHRLBI，方向为ab；III 、当02tLgH时，gHtLRLBI200，方向为ba。3、解：切割磁感线的速度为v，任意时刻线框中电动势大小E2nB0Lv 导线中的电流大小I02nB LvR线框所受安培力的大小为：RvLBnLInBF2202042由左手定则判断，线框所受安培力的方向始终沿x 轴正方向 . 磁感应强度的波长和频率分别为02l02vflt0 时磁感应强度的波形图如图4. B0 B0 0 /2 3 /22B/Tx/m精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共
39、 40 页优秀学习资料欢迎下载解：(1)由 v-t 图象可知：20.4/vam st由牛顿第二定律 :FFma安FBIL安EBLvEIRvat（或由图可知， t=10s时，v=4m/s）联立以上各式，代入数据得：maRvLBF220.24N WREP16.02(2) qItREItE212BSBLat联立以上各式，代入数据得:2=2C2BLatqRR5 .解： PQ棒的半径是 CD 棒的 2 倍，PQ 棒的横截面积是 CD 棒的截面积的 4 倍，PQ棒的质量是 CD 棒的质量的 4 倍，PQ 棒的质量 m =4m，由电阻定律可知PQ 棒的电阻是 CD 棒电阻的41，即 R =4R,两棒串的总电
40、阻为R0=R+4R=45R精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载 正确判断 PQ棒的质量和电阻积各给1 分共 2分（1）开始时弹簧是压缩，当向上安培力增大时，弹簧的压缩量减少，安培力等于 CD 棒平行于斜面的分量时，弹簧恢复到原长，安培力继续增大，弹簧伸长，由题意可知，当弹簧的伸长量等于开始的压缩量时达到稳定状态，此时的弹力大小相等， 方向相反，两弹簧赂上的弹力等于CD 棒重力平行于斜面的分量。即 2F1=mgsin,弹簧的形变量为 x, x=kmg2sin 2分CD 棒移动的距离为 SCD=2x
41、=kmgsin 2 分(2)在达到稳定过程中两棒之间距离增大S，由两金属棒组成的闭合回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势为E=,StSBLtB感应电流为I=tRtBLRE540 2分所以，回路中通过的电量即CD 棒中的通过的电量为q=It=RtBLRE540 2分由此可得两棒距离增大值S=BLqR45 2分PQ棒沿导轨上滑动距离应为CD 棒沿斜面上滑动距离和两棒距离增大值之和精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载PQ棒沿导轨上滑动距离为SPQ=SCD=BLqR45+kmgsin=kmgsin2
42、2分(3)CD 棒静止，受到向上的安培力与重力平行斜面的分量和弹力的合力平衡，安培力为 FB=mgsin +2Fk=2mgsin 2分金属棒 PQ达到稳定时，它受到的合外力为零，向上的恒力等于向下的安培力和重力平行于斜面的分量，即恒力F=FB+m gsin =6mgsin 2分恒为做功为 W=FSPQ=6mgsin kmgsin2=kmg2)sin(12 2分6、解： （1）RvlBMg22sin（4 分） 、22sinlBMgRv（2 分）10解析： （1）感应电流的方向： 顺时针绕向1分0 . 5 V15.00.1tBldt2分感应电流大小：1A1.04.05 .0RRI03 分（2）由感
43、应电流的方向可知磁感应强度应增加：0BBBtt1 分安培力0()BFBIdBt Idt2分要提起重物， F mg ，0()BBt Idmgt3 分5s.3915 .05 .00.1102tBBIdmgt02分11解析： （1）感应电流沿逆时针方向。（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载（2）由电流图象可知，感应电流随时间变化的规律：I0.1t （2 分）由感应电流IRBL（1 分）可得金属框的速度随时间也是线性变化的，t2.0BLRI（1 分）线框做匀加速直线运动。加速度2m/s20.0
44、a（1 分）t2.0s，时感应电流m/s40.0A20.0I22，。安培力N40.0N5 .220.080.0BILFA（2 分）线框在外力 F 和安培力 FA作用下做加速运动，maFFA（2 分）得力 F0.50N（1 分）（3）金属线框从磁场拉出的过程中，拉力做功转化成线框的动能和线框中产生的焦耳热。t5s时，线框从磁场中拉出时的速度m/s0.15（1 分）线框中产生的焦耳热J67.1m21WQ25（2 分）14解析： （1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为vxt0.080.1m/s0.8 m/s （1 分）线圈做切割磁感线E2n rBv2 20 3.14 0.1
45、 0.2 0.8 V2 V （2 分）（2）感应电流IER1R2282A0.2 A （2 分）电流图像 （2 分）x/cmt/s8.00.60.40.20.10.30.5丙4.00I/At/s00.60.40.20.10.30.50.2 -0.2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力F推F安nILB2nI rB2 20 0.2 3.14 0.1 0.2 N0.5 N（3 分）（4）发电机的输出功率即灯的电功率PI2R20
46、.228 W0.32 W （2分）（5）磁感线是闭合曲线，所以在磁铁内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈了，所以线圈中的磁通量不为零，且在运动过程中磁通量发生变化了。（2 分）15解：(1) E=BLv （2分）L=vt （1分）E=B v2t（1分）(2) REI（1分）vtvtR22（2分）rBvI)22(（2分）(3) F=BIL （1分） rtvBF)22(22（2分） rtvBP)22(32（2分）或者：rtvBtBvrBvIEP)22()22(32216、解： （1）在 t 时刻 AB 棒的坐标为vtx感应电动势lvtlvBBlve2sin0回路总电阻RRRR2321总精选学习资料
47、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载回路感应电流RlvtlvBRei32sin20总棒匀速运动F=F安=BIl解得：)20(3)2(s i n22220vltRlvtvlBF（2）导体棒 AB 在切割磁感线过程中产生半个周期的正弦交流电感应电动势的有效值为lvBE022回路产生的电热tREQ总2通电时间vlt2解得：RvlBQ32320评分标准：本题共12 分。、式各1 分，、式各2分。17解析： (1) 不存在磁场时，PabF（2 分）(2) 设磁场存在时的气流速度为V，则磁流体发电机制电动势Bav，回路电
48、流blaRBaVIL，安培力blaRvaBFL22（2 分）没有磁场时摩擦力为f，由题意0VVFf，fFPab解得)(1020blaRPbaVBBaVL（2 分）(3) 输入功率pabVp，由能量守恒定律fVIP（2 分）所以)(1020blaRPbaVBPabVPL（2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载18解析： （1 ）RvLBvLRBLvPtQ32222)(2 分) （2）21vtsvts22:1:21ss(3 分) （3）2:1:21ss1:1)(:121sss(2 分) 线圈获
49、得动能1221fsmvEk传送带上的热量损失21221)(mvssfQ(2 分) RvLBmvQQEEK3222(2 分) （4）一个线圈加速（即一个线圈进磁场和前一线圈出磁场的时间和）所用的时间为vLt2(1 分) 所以LvRvLBP2mtE3222(2 分) （或：皮带始终受 到一个静摩擦力f1=F安=RvLB22(1 分)，一个滑动摩擦力f2=ma=m122sv=122Lmv(1 分) 所以，皮带的功率LmvRvLBvfvfP2322221(1 分)）19. 解析： (1) 撤去F之前，设通过电阻 R的电流为 I ，则金属杆受到的安培力大小F安=BIL=F撤去 F之后，由 P=I2R 知
50、，当电阻 R上消耗的电功率为 P/4时，通过 R的v 3LL L B 图 23 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 40 页优秀学习资料欢迎下载电流I=I/2，则金属杆受到的安培力 F安=BIL=F/2 ，方向水平向左，由牛顿第二定律得，方向水平向左(2) 撤去F后，金属杆在与速度方向相反的安培力作用下，做减速运动直到停下。设匀速运动时金属杆的速度为v，则I2(R+r)=Fv ，又P=I2R，解得由能量守恒可得，撤去 F后，整个电路产生的热量则电阻 R上产生的焦耳热20. 解析： (1)U形框向右运动时， NQ 边相当于电