《黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选（57）法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小（含解析）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选（57）法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小（含解析）.doc（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高中物理考题精选（57）法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小1、如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为L1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T，方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是 ( )A导体棒ab中电流的流向为由b到aBcd两端的电压为1 VCde两端的电压为1 VDfe两端的电压为1 V 答案 BD 2、在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一
2、根导体棒ab，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示，01s内磁场方向垂直线框平面向下若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下列图中的() 答案 D3、如图1所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架.图2为
3、一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图3中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ） 答案 B4、如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为。线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（ ）A线框中感应电流的有效值为B线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为D线框转一周的过程中，产生的热量为 答案 BC 5、如图甲所示，两条不光滑平行金属导轨倾斜固定放置，倾角=37，间距d=1m，电阻r=2的金属杆与导轨垂直连接，导轨下端接灯泡L，规格
4、为“4V,4W”，在导轨内有宽为l、长为d的矩形区域abcd，矩形区域内有垂直导轨平面均匀分布的磁场，各点的磁感应强度 B大小始终相等，B随时间 t 变化如图乙所示。在t=0时，金属杆从PQ位置静止释放，向下运动直到cd位置的过程中，灯泡一直处于正常发光状态。不计两导轨电阻，sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g=10m/s2。求： （1）金属杆的质量m；（2）03s内金属杆损失的机械能。 答案 （1）设小灯泡额定功率为P=4W，额定电流为I，额定电压为U=4V，正常发光时电阻为R，则 P=IU (1分) (1分)在01s时间内，金属杆从PQ运动到ab位置，设整个回路中的感应电动
5、势为E，磁场区域宽度为l，则 (1分) (1分)， (1分)联立解得 I=1A，R=4，E=6V，l=3m 在t=1s金属杆进入磁场后，磁场磁感应强度保持不变，设金属杆进入磁场时速度为v，金属杆中的感应电动势为E1，则 E1=E，E1=Bdv (1分)设金属杆在运动过程中受到的摩擦力为f，杆进入磁场前加速度为a，则 (1分) (1分)进场后杆匀速运动，设受到的安培力为F安，所以 (1分) (1分)联立解得 v=3m/s，a=3m/s2，f=2N，F=6Nm=0.67kg (1分)（2）设金属杆进入磁场前01s内的位移为x1，通过磁场的时间为t2，则，解得 x1=1.5m，t2=1s故在2s后金
6、属杆出磁场，设第3s内金属杆的位移为x3，3s末金属杆的速度为v3，则 (1分)v3=v+at3 (1分) (2分)联立解得 x3=4.5m，v3= 6m/s (2分)（2）另解：03s内杆克服摩擦力做功 (2分)，克服安培力做功 (2分)，03s内杆损失的机械能为，(2分)。6、半径为a的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ,杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示。则（ ） A0时，杆产生的电动势为B时，杆产生的电动势为C0时
7、，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为 答案 AC7、如图所示，矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方（磁极间距略大于矩形线圈的宽度。）当磁铁全部匀速向右通过线圈时，线圈始终静止不动，那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（ ） A摩擦力方向一直向左 B摩擦力方向先向左、后向右 C感应电流的方向顺时针逆时针逆时针顺时针 D感应电流的方向顺时针逆时针 答案 AC8、如图所示，一块矩形截面金属导体abcd和电源连接，处于垂直于金属平面的匀强磁场中，当接通电源、有电流流过金属导体时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上
8、出现了电势差，这种现象被称为霍尔效应。关于这一物理现象下列说法中正确的是（ ）A导体受向左的安培力作用B导体内部定向移动的自由电子受向右的洛仑兹力作用C在导体的ab、cd两侧存在电势差，且ab电势低于cd电势D在导体的ab、cd两侧存在电势差，且ab电势高于cd电势 答案 BD9、如图所示，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为23，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，a、b两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为 （ ）A. 11，32 B. 11，23C. 49，23 D. 49，94 答案 A10、如图所示，水平放
9、置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（）A向右加速运动B向右减速运动C向左加速运动D向左减速运动 答案 BC 解：根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动故BC正确，AD错误11、如图所示，U形导轨固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导
10、轨围成正方形，边长为L，金属棒接入电路的电阻为R，导轨的电阻不计从t=0时刻起，加一竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt，（k0），设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（1）求金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向；（2）t为多大时，金属棒开始移动？（3）从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热多大？ 答案 解：（1）由法拉第电磁感应定律，则有：由闭合电路欧姆定律，则有：得：根据楞次定律，则有方向：由a到b； （2）由于安培力F=BILB=ktt，随时间的增大，安培力将随之增大当安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左移动 这时有：解
11、得：（3）由Q=I2Rt得：答：（1）金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向由a到b；（2）t为时，金属棒开始移动；（3）从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热mgL12、如图所示，直角三角形导线框abc以速度v匀速进入匀强磁场区域，则此过程中导线框内感应电流随时间变化的规律为下列四个图象中的哪一个？（） ABCD 答案 A 解：在ac段切割磁感线的过程中，由楞次定律判断可知，感应电流方向沿abca线框有效的切割长度均匀增大，由E=BLv知感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大；在ab段也切割磁感线的过程中，由楞次定律判断可知，感应电流方向沿abca线框有效的切割长度均
12、匀减小，由E=BLv知感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小故A图正确13、如图所示，水平放置的U形导轨足够长，处于磁感应强度B=5 T的匀强磁场中，导轨宽度L=0.4 m，导体棒a b质量m=2.0 kg，电阻R=1，与导轨的动摩擦系数为，其余电阻可忽略不计。现在导体棒a b在水平外力F=10 N的作用下，由静止开始运动了s=40 cm后，速度达到最大。求: (1)导体棒ab运动的最大速度是多少？(2)当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度是多少？(3)导体棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量是多少？ 答案 解：（1）导体棒受到的安培力：当导体棒做匀速直线运动时速度
13、最大，由平衡条件得：解得最大速度：v=1.5m/s；（2）当速度达到最大速度一半：由牛顿第二定律得：解得：a=1.5m/；（3）在整个过程中，由能量守恒定律可得：解得：Q=0.15J；答：（1）导体棒ab运动的最大速度是1.5m/s；（2）当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度是1.5m/；（3）导体棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量是0.15J14、现使线框以速度v匀速穿过磁场区域,若以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电动势方向为正，B垂直纸面向里为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流及电功率的四个图象正确的是( ) 答案 CD15、如图
14、所示，两平行金属导轨轨道MN、MN间距为L，其中MO和MO段与金属杆间的动摩擦因数0.4，ON和ON段光滑且足够长，两轨道的交接处由很小的圆弧平滑连接，导轨电阻不计，左侧接一阻值为R的电阻和电流传感器，轨道平面与水平面的夹角分别为53和37。区域PQPQ内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为d，PP的高度为h20.3m，。现开启电流传感器，同时让质量为m、电阻为r的金属杆ab自高h11.5m处由静止释放，金属杆与导轨垂直且保持接触良好，电流传感器测得初始一段时间内的I-t（电流与时间关系）图像如图乙所示（图中I0为已知）。求：（1）金属杆第一次进入磁场区域时的速度大小v1（重力加速度
15、为g取10m/s2）；（2）金属杆第一次离开磁场到第二次离开磁场区域时的时间间隔t的大小（此后重力加速度取g）；（3）电阻R在t1-t3时间内产生的总热能QR（用v1和其他已知条件表示）；（4）定性画出t4时刻以后可以出现电流的、且金属杆又回到OO的这段时间内可能的I-t关系图像。 答案 （1）金属杆从静止运动到位置，由动能定理v1m/s（或3.9m/s）（2）金属杆第一次出磁场的速度为v2，由图线可知，当金属杆中的电流为I0时处于平衡状态：由得由，得v2金属杆第一次出磁场的速度为v2，加速度a2gsint1t3t22匀速穿越磁场的时间t2所以时间tt1t2（3）电阻R在t1-t3时间内产生的
16、总热能：QR（mv12mv22mgdsin）（4）穿过磁场又在滑下穿过磁场的情况：进入磁场为穿越就减速到零返回的情况：16、如图所示，一根长为L、质量为m的导体棒折成直角，且ab1.5bc，c端可绕水平轴自由转动，a端用绝缘细线挂一个质量为m的物体。空间存在着垂直导体棒平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为B。当导体棒中通有电流时，它恰好ab保持水平静止，如图所示，则导体棒中的电流方向是_，电流大小为_ (不计导体棒中电流产生的磁场)。 答案 cba； 17、如图甲所示正方形金属线框abcd，边长L=2.5m、质量m=0.5kg、各边电阻均为1。其水平放置在光滑绝缘的水平面上，它的ab边与竖直向
17、上的匀强磁场边界MN重合，磁场的磁感应强度B=0.8T。现在水平拉力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框的速度随时间变化的图象vtt如乙图所示，在金属线框被拉出磁场的过程中。求：（1）4s末线框cd边的电压大小（2）4s末水平拉力F的大小（3）已知在这5s内拉力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？ 答案 (1) (2) 由 FFAma得(3) 18、如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是欧姆表的内部电路图，丁图是动圈式话筒的原理图，下列说法正确的是（）A甲图是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速
18、度越大B乙图电路开关断开瞬间，灯泡A一定会突然闪亮一下C丙图在测量电阻前，需两表笔短接，调节R1使指针指向0D丁图利用了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流 答案 CD19、电磁驱动是现代产业中的重要技术。如图15是磁悬浮机车的电磁驱动模型：机车轨道沿x轴方向，轨道区域内固定一系列电阻为r=0.5的独立线圈，每线圈通以I0=10A的电流后使其产生如图所示的磁场，磁感应强度大小均为B=1T，相邻区域磁场方向相反。固定在机车底端的金属框abcd可视为一矩形线圈，电阻为R=0.01，ab边宽度为d，与磁场的宽度相同，bc边长为L=0.5m，平行于y轴，金属框ad、bc两边总处于方
19、向相反的磁场中。驱动机车时，固定在轨道上的独立线圈依次通电，等效于金属框所在区域的磁场以v0=12m/s匀速向x轴正方向移动，驱使机车前进，若机车所受阻力恒为f=200N。 (提示：当线圈与磁场存在相对速度v相，动生电动势E=BLv相。)求： (1)模型机车启动时刻，金属框中感应电流的方向和大小；(2)模型机车所能达到的最大速率；(3)当模型机车以恒定速率匀速行驶时，整个系统驱动机车的效率为多大？ 答案 (1)电流方向adcba（2分）（2分）代入数据得I=1.2103A（1分）(2)当模型机车达到的最大速率时；（1分）, （2分） （1分） 代入数据得 =10m/s（1分）(3) ; （1分
20、）;（2分）% （1分） 代入数据得（1分）20、如图4，边长为L均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd自磁场上方h高度处自由下落，刚进入磁场时恰好做匀速直线运动。现减小下落的高度h也能使线框在刚进入磁场时就做匀速直线运动，则可行的方案是（ ）A用同种规格的导线，做成边长为2L的单匝线框B用同种规格的导线，做成边长仍为L的双匝线框C用同种材料但粗一些的导线，做成边长仍为L的单匝线框D用密度相同但电阻率较小的导线，做成边长为2L的单匝线框 答案 D21、轻质细线吊着一质量为m=3kg，边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=1.在框的中间位置以下区域分布着矩形匀强磁场，如图甲所示.
21、磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示求：（1）请判断全过程线圈中产生的感应电流的方向？（2）线圈的电功率；（3）请通过定量计算说明绳子张力的变化情况，并判别是否存在轻质细线的拉力为0的时刻，并说明理由。 答案 （1）由法拉第电磁感应定律知道：0到4s电流的方向为顺时针方向 ，4s后没有电流（2）由法拉第电磁感应定律得： V P=6.25W （3） 所以安培力的最大值为25N。刚开始 t=4s以后 0到4s 拉力从55N 减小到5N，4s以后拉力保持为30N不变，所以不存在拉力为0的时刻22、如图所示，两根相距为L的金属导轨竖直放置，导轨电阻不计，一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒
22、两端与导轨相连，且保持良好接触，棒与导轨的接触电阻不计。导轨下端连有阻值为2R的电阻和电流传感器，电流传感器与计算机相连，且其电阻忽略不计。竖直面分布着宽度、间距均为a的120段水平匀强磁场。金属棒初始位于OO处，与第1磁场区域相距2a，金属棒由静止开始释放。（重力加速度为g）（1）为使金属棒均能匀速通过每段匀强磁场区域，求刚进入第1磁场区域时的速度v1大小和该区域磁感应强度B1大小；（2）在满足（1）情况下，求第120磁场区域的磁感应强度B120大小和整个过程中金属棒上产生的热量Q（3）现使120段磁场区域的磁感应强度均相同，当金属棒穿过各段磁场时，发现计算机显示出的电流I随时间t以固定的周
23、期做周期性变化，求金属棒从第120磁场区域穿出时的速度大小及整个过程产生的热量 答案 （1）设金属棒到达第1磁场区域时的速度大小为v1,由运动学公式可知： 2分 得到 2分由于匀速进入第1磁场区域，所以 2分 联立可以得到 1分 （2）由于每次经过磁场区域时都是匀速通过的，所以根据运动学公式可知第120个磁场区域时的速度为 1分求得： 1分再由匀速通过磁场区域可知 1分得到： 1分由能量关系：产生的总热量Q总=mg120a 1分所以金属棒上产生的热量为Q=40mga 1分23、如图甲所示，光滑水平面上有一辆小车，在小车上竖直固定着一个长度L=0.2m正方形线圈，线圈匝数n=10，总电阻为R=0
24、.4，小车和线圈的总质量为m=0.1kg。小车最初静止，线圈的右边刚好与宽为d（dL）的有界匀强磁场的左边界重合。磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B=0.20T。现使小车在外力F的作用下穿过磁场区域。测得线圈的感应电动势大小随时间变化的图像如图乙所示（图中虚线表示无感应电动势）。时刻线圈左边刚好在磁场右边界上，求：（，最终结果保留两位有效数字） （1）第1s内流过线圈的电荷量；（2）在第1s内外力F做功W=0.0293J，则这1s内线圈产生的热量Q；（3）写出外力F随时间t变化的关系式；（4）时刻线圈的发热功率P与外力F的功率； 答案 ：（1）流过线圈的电荷量（2分）（2）因为,所以即匀加
25、速进入磁场：，可解得（1分）1s时速度为，由动能定理得（1分）（1分）（3），所以（1分）1s-2s:F为恒力F=ma=004N（1分）2s时：（1分）（1分）2s-225s: （1分）（4）时： （1分）（1分）24、如图所示，两匀强磁场区域宽度均为a，中间相隔无磁场区域的宽度也为a，两匀强磁场区域的磁感应强度大小相等，方向相反。现有直角边边长为的等腰直角三角形导线框，从图示位置以水平向右的恒定速度穿越该场区，若以线框中逆时针方向为电流正方向，则下列图线中能正确描述该过程内线框中感应电流i与时间t的关系的正确是（ ） 答案 A解题思路：直角边刚进去时刻，电流最大值且方向逆时针，此后电流减小，
26、当直角边离开左边磁场进入中间区域，电流突变为顺时针，大小等于最大值并开始减小。由上即可知应选A。25、如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30的斜面上，导轨电阻不计，间距L0.4 m。导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为MN，中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁场感应强度大小均为B0.5 T。在区域中，将质量m10.1 kg，电阻R10.1 的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域中将质量m20.4 kg，电阻R20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂
27、直且两端与轨道保持良好接触，取g10 m/s2，问：(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；(2)ab将要向上滑动时，cd的速度v多大；(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。 答案 (1)ab(2)5m/s(3)1.3J解析(1)cd下滑根据右手定则判断，c端电势高于d端，ab中电流方向从a到b。(2)ab刚放上时，刚好不下滑，说明ab棒受到了最大静摩擦力作用fm，且fmm1gsincd棒下滑后，分析导体棒ab的受力如图所示，ab刚要上滑时，ab所受最大静摩擦力沿斜面向下，则F安fmm1gsin又F安ILBcd棒切割产生
28、的感应电动势EBLv由闭合电路的欧姆定律I由以上各式得v5m/s(3)设cd产生的热量为Q，则1根据动能定理得m2gxsin(QQ)m2v2代入已知数据得QQ1.3J26、如图所示，两根平行的金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，两根导轨的电阻不计，两根导轨的间距为L1 m。导轨上横放着两条金属细杆，两条细杆和两根导轨构成矩形回路，两条金属细杆电阻之和为R0.35。右杆通过平行于导轨的细线跨过定滑轮与放在水平地面上质量为m0.1 kg的物块相连。不计一切摩擦。在t0时刻，两条细杆间距为d0.75 m，连接右杆和物块间的细线刚好处于伸直状态。重力加速度g10 m/s2。试求：
29、(1)若左杆固定不动，磁场的磁感应强度B随时间t均匀变化，且Bkt，k0.1 T/s。则经过多长时间，物块刚好离开地面？(2)若左杆以恒定的速度v1 m/s向导轨的左端匀速运动，磁场的磁感应强度B还随时间t均匀变化，且Bkt，k0.1 T/s。则经过多长时间，物块刚好离开地面？ 答案 (1)46.67s(2)4s解析(1)若左杆固定不动，磁场均匀变化时：设经过时间t1物体恰离开地面，此时磁感应强度为B1，回路电流为I1，回路感生电动势为E1，回路磁通量变化量为1，有：B1I1LmgI1E11LdBB1t1以上联合求解得：()2t1mg解得：t1s46.67 s(2)若左杆向左匀速运动，磁场均匀
30、变化时：设经过时间t2物体恰离开地面，此时磁感应强度为B2，回路电流为I2，回路感生电动势为E2，有：B2I2LmgI2E2SB2LvSLdLvt2B2t2以上联合求解得：()2t2mg解得：t24 s27、如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：(1
31、)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。 答案 (1)tan(2)(3)2mgdsin解析本题主要考查电磁感应知识和能量守恒定律的使用。解题的大致思路如下：根据平衡条件求动摩擦因数；根据法拉第电磁感应定律和电路知识、平衡条件求导体棒的速度；根据能量守恒定律求运动过程中电阻产生的焦耳热。(1)在绝缘涂层上受力平衡mgsinmgcos解得tan(2)在光滑导轨上感应电动势E BLv感应电流I安培力F安BIL受力平衡F安mgsin解得v(3)摩擦生热QTmgdcos能量守恒定律3mgdsinQQTmv2解得Q2mgdsin.28、如图
32、，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻为不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B。导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度(物块不会触地)，g表示重力加速度，其他电阻不计，则()A电阻R中的感应电流方向由a到cB物块下落的最大加速度为gC若h足够大，物块下落的最大速度为D通过电阻R的电荷量为 答案 CD解析题中导体棒向右运动切割磁感线，由右手定则
33、可得回路中产生顺时针方向的感应电流，则电阻R中的电流方向由c到a，A错误；对导体棒应用牛顿第二定律有：TF安ma，又F安Bl，再对物块应用牛顿第二定律有：mgTma，则联立可得：a，则物块下落的最大加速度am，B错误；当a0时，速度最大为vm，C正确；下落h的过程，回路中的面积变化量Slh，则通过电阻R的电荷量q，D正确。29、如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R，宽度相同的水平条形区域和内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，和之间无磁场。一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的
34、电流及其变化情况相同。下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是() 答案 C解析MN棒先做自由落体，当到区磁场时由四个选项知棒开始减速说明F安mg，由牛顿第二定律得，F安mgma，当减速时F安减小，合力减小，a也减小，速度图象中图线上各点切线斜率减小，离开区后棒做加速度为g的匀加速直线运动，随后进入区磁场，因棒在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的电流变化情况相同，则在区磁场中运动情况与区磁场中完全相同，所以C项正确。30、如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是选项中的()
35、 答案 D解析A图中，磁场均匀增强，由楞次定律判断线圈ABCD中的感应电流沿顺时针方向，利用左手定则判断AB边受安培力方向向右，安培力大小由法拉第电磁感应定律有F安lB，则知F安变大，与题目已知不符，A错；B图中，磁场变强，线圈中产生顺时针方向电流，AB边受安培力方向向右，安培力大小F安lB，则知F安变大，与题目已知不符，B错；C图中，磁场变弱，线圈中产生逆时针方向电流，AB边受力方向向左，与题目已知不符，C错；D图中，磁场变强，线圈中产生顺时针方向电流，AB边受安培力方向向右，安培力大小F安lB，可知安培力大小可能恒定，D对。31、如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁
36、场垂直，且一半处在磁场中。 在t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A BC D 答案 B解析考查电磁感应定律的应用。解题的关键是求磁通量的变化。由电磁感应定律得EnSn，选项B正确本题易错点是求解磁通量变化时，误认为线圈面积就是有效面积。32、如图3114所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q
37、接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电(1)用户正常用电时，a、b之间有没有电压？(2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？ 答案 (1)用户正常用电时，a、b之间没有电压，因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的，穿过铁芯的磁通量总为0，副线圈中不会有感应电动势产生(2)人站在地面上手误触火线，电流通过火线和人体而流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化，从而产生感应电动势，脱扣开关就会断开33、如图所示，一根电阻为R的电阻丝做成一个半
38、径为r的圆形线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一根质量为m、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点由静止开始沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，且保持水平。已知下落距离为时，棒的速度大小为v1，加速下落至圆心O时，棒的速度大小为v2。试求:(1)金属棒下落距离为时，金属棒中感应电流的大小和方向；(2)金属棒下落距离为时的加速度大小；（3）金属棒下落至圆心O时，整个线框的发热功率。 答案 导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；安培力；电磁感应中的能量转化C2 L2 L5解析（1） 水平向右 （2） （3） 解析： (1)由右手
39、定则得， 金属棒中的感应电流方向为：水平向右 接入电路中的导体棒产生的感应电动势： 此时电路的总电阻： (2)金属棒上的安培力: (3)金属棒上的安培力： P热=PA = P热 34、如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦
40、因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v； (3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。 答案 导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；焦耳定律；安培力B3 L5 解析：（1）在绝缘涂层上，导体棒做匀速直线运动，受力平衡，则有： mgsin=mgcos解得：=tan（2）导体棒在光滑导轨上滑动时：感应电动势 E=BLv感应电流 I=安培力 F安=BIL联立得：F安=受力平衡 F安=mgsin解得：v=（3）导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为 QT=mgdcos整个运动过程中，根据能量守恒定律得：3mgdsin=Q+QT+mv2解得：Q=35、如右图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁
41、，在其外部产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为B=k/r（其中r为辐射半径-考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离，k为常数），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R（大于圆柱形磁铁的半径），而弯成铝环的铝丝横截面积S。圆环通过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻率为 ，密度为 ，则圆环下落的最终速度为（ ） 答案 解：由题意知铝圆环所在处在磁感应强度B为圆环的有效切割长度为其周长即L=2R当环速度为v时，切割磁感线产生的电动势为：E=BLv=2kv；铝圆环中的电流为：；当圆环加速度为零时，有最大速度vm，此时安培力由平衡条件可知：mg=F，圆环的质量m=0S2R结合电阻定律，；由平衡条件可知：mg=F得：36、如图是一种风速仪示意图，试回答下列问题：(1)有水平风吹来时磁体如何转动？(自上往下看)_.(2)电流计示数变大，其风速就变_ 答案 (1)逆时针(2)大 解析：杯内部是有效接受风力处转速越大，磁通量变化越快，感应电流越大37、现代汽车在制动时，有一种ABS系统，它能阻