2022年高三物理二轮复习讲义十四.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载高三物理二轮复习讲义十四（电磁感应）班级姓名学号一例题：1闻名物理学家费曼曾设计过这样一个试验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动,在圆板中部有一个线圈,圆板四周固定着一圈带电的金属小球,如下列图当线圈接通电源后,将产生图示方向的电流,就以下说法正确选项 A 接通电源瞬时,圆板不会发生转动B线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板向不同方向转动C如金属小球带正电,就接通电源瞬时圆板转动方向与线圈中电流流向相同D如金属小球带负电,就接通电源瞬时圆板转动方向与线圈中电流流向相同2.如图甲所示,空间存在 B=05 T 、方向竖直向下的匀强磁场,MN 、PQ 是放在同一水平面内的平行长直导轨, 其间距 L=0 2 m,R 是连在导轨一端的电阻,ab 是跨接在导轨上质量 m=01 kg 的导体棒,从零时刻开头,对 ab 施加一个大小为 F=045 N 、方向水平向右的恒定拉力,使其从静止开头沿导轨运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触,图乙是棒的速度一时间图象,其中 AO 是图象在 O 点切线, AB 是图象的渐近线（1）除 R 以外,其余部分的电阻均不计,求 R 的阻值（2）当棒的位移为 100 m 时,其速度已经达到 10 m s,求此过程中电阻上产生的热量3.两根相距 L=0 2 m 的光滑平行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,磁场的磁感应强度 B=05 T,导轨上横放着两根金属细杆,其间距为 x=05 m,构成矩形回路,如下列图每条金属细杆的电阻均为 R=025 ,质量均为 m=02kg,回路中其余部分的电阻不计,在导轨平面内给 fd 杆一个平行于导轨的方向向左、大小为 F=2 1 N 的拉力,使它向左做初速度为零的匀加速直线运动同时在导轨平面内给 ab 杆一个平行于导轨的作用力F 2,使它向右做初速度为 V 0=5 ms、加速度大小和方向与 cd 杆相同的匀变速直线运动求：（1）回路中感应电流的大小是多少 .方向如何 . （2）cd 杆运动的加速度大小（3）当 cd 杆与 ab 杆间距由05 m 变化到 45 m 时,力 F 2 对 ab 杆做的功名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4如下列图, 螺线管与相距优秀学习资料欢迎下载导轨处于垂直纸面对外、磁感应强度L 的两竖直放置的导轨相连,为 B0 的匀强磁场中金属杆ab 垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为 R1,管内有水平向左的变化磁场已知金属杆ab 的质量为 m,电阻为 R2,重力加速度为 ab 的影响g不计导轨的电阻,不计空气阻力,忽视螺线管磁场对杆（1）为使杆保持静止,求通过 ab 的电流的大小和方向（2）当 ab 杆保持静止时, 求螺线管内磁场的磁感应强度 B 的变化率（ 3）如螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率B/ t=k k>0 将金属杆 ab 由静止释放,杆将向下运动当杆的速度为 v 时,仍在向下做加速运动求此时杆的加速度的大小设导轨足够长二、作业1如下列图,在 PQ、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,一正方形导线框 abcd 位于纸面内, ab 边与磁场的边界 P 重合 导线框与磁场区域的尺寸如下列图从 t=0 时刻开头, 线框匀速横穿两个磁场区域·以 a bcd 为线框中的电流 i 的正方向,向左为导线框所受安培力 F 的正方向,以下 i-t 和 F-t 关系示意图中可能正确的是（）2如下列图,水平光滑的平行金属导轨,左端与电阻 R 相连接,匀强磁场 B 竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量肯定的金属棒在垂直导轨的方向上搁在导轨上今使棒以肯定的初速度向右运动,到位置 c 时棒刚好静止设导轨与棒的电阻均不计,ab 与 bc 的间距相等,就金属棒在由 ab 和由 bc 的两个过程中（）A 棒运动的加速度相等B通过棒横截面的电荷量相等C棒运动的速度变化量相同D回路中产生的热量相等3如右图所示,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,铜环R 沿螺线管的轴线加速名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载下落,在下落过程中；环面始终保持水平铜环先后经过轴线上1、 2、3 位置时的加速度分别为 a1、a2、a3位置 2 处于螺线管的中心,位置 1、3 与位置 2 等距离就以下说法中正确的有（） a1< a2=g a3< a1<g a1= a3< a2 a3< a1< a2A 仅有 B仅有C仅有 D仅有4两金属棒和三根电阻丝的连接如下列图,虚线框内存在匀称变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1：R2：R3=1： 2：3,金属棒电阻不计当S1、S2 闭合, S3 断开时,闭合的回路中感应电流为I,当S2、S3闭合, S1断开时,闭合的回路中感应电流为S2断开时,闭合的回路中感应电流是 5I,当 S1、S3 闭合,A 0 B3I C6I D 7I 5生产自行车车轮的钢圈一般采纳高频焊接,其优点是焊接坚固,焊点平滑无印痕, 安全高效,耗能少如图甲是高频焊接原理示意图,超导线圈中通以高频脉冲电流,产生的匀强磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示待焊接的钢圈与超导线圈共面放置,钢圈半径为 r=0.30 m ,由单位长度电阻为 R0=1.06 ×104 · m1 的钢板压制成形,接缝 P 处电阻为 RP=0.30 ,接缝长度不计运算结果保留两位有效数字,试求：（1）接缝 P 处与钢圈其他部分产生的热量之比（2）如磁感应强度的变化周期 T=0.002s,就在 16s 内接缝 P 处产生的热量 Q 为多少 . （3）试验说明,如能在 1 s 内产生 2 问中产生的热量 Q,就恰好 1 s 完成焊接且焊接质量最好,如磁感应强度的最大值不变,就磁感应强度的变化频率 f 0 应为多大 . 6如图,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为 2L ,右边两导轨间的距名师归纳总结 离为 L,左右部分用相同材料导轨连接,两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强第 3 页,共 10 页磁场, ab、cd 两匀称的导体棒分别垂直放在左边和右边导轨间,ab 棒的质量为2m,电阻为 2r,cd 棒的质量为m,电阻为r,其他部分电阻不计原先两棒均处于静止状态,cd 棒在沿导轨向右的水平恒力F 作用下开头运动设两导轨足够长,两棒都不会滑出各自的轨道；（ 1）试分析两棒最终达到何种稳固状态.此状态下两棒的加速度各多大. （ 2）在达到稳固状态时ab 棒产生的热功率多大. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载7.如下列图,在坐标 xoy平面内存在 B=2.0T 的匀强磁场, OA与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中 OCA 满意曲线方程 x 0 . 50 sin y m ,C为导轨的最右端,导轨 OA与OCA相交处5的O点和 A点分别接有体积可忽视的定值电阻 R1和R2,其 R1=4.0 、 R2=12.0 ；现有一足够长、质量 m=0.10kg 的金属棒 MN在竖直向上的外力 F作用下,以 v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻 R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s 2,求：（1）金属棒 MN在导轨上运动时感应电流的最大值；（2）外力 F的最大值；（3）金属棒 MN滑过导轨 OC段,整个回路产生的热量；C M N 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载20XX 届高三物理二轮复习讲义十五（电磁感应）命题人：张爱民班级 姓名 学号一例题：1如下列图,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为 l,磁场方向垂直纸面对里；abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 bc 间的距离也为 l；t=0 时刻, bc 边与磁场区域边界重合；现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域；取沿 abcda 的感应电流方向为正,就在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是A B C D 2.如图（甲） 所示, 一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距 l=1m,两轨道之间用 R=3的电阻连接,一质量 m=0.5kg 、电阻 r=1 的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽视不计；整个装置处于磁感应强度B=2T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面对上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F 与导体杆运动的位移s 间的关系如图（乙）所示,当拉力达到最大时,导体杆开头做匀速运动,当位移s=2.5m 时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离 s' 后停下,在滑行 s' 的过程中电阻 R 上产生的焦耳热为 12J；求：（1）拉力 F 作用过程中,通过电阻 R 上电量 q；（2）导体杆运动过程中的最大速度 vm；（3）拉力 F 作用过程中,电阻 R 上产生的焦耳热；F/N B 6 名师归纳总结 R F O1 2 3 s/m 第 5 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载3足够长的光滑水平导轨 PC、QD 与粗糙竖直导轨 MC、ND之间用光滑的 1 圆弧导轨 PM4和 QN 连接, O 为圆弧轨道的圆心,如图甲所示；已知导轨间距均为 L= 0.2m,圆弧导轨的半径为 R=0.25m；整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B 随时间 t 的变化图象如图乙所示；水平导轨上的金属杆 A1 在水平外力作用下,从较远处以恒定速度 v0=1m/s 水平向右运动,金属杆 A2 从距圆弧顶端 MN 高 H=0.4m 处由静止释放； 当 t=0.4s 时,撤去杆 A1 上的外力, 已知运动中杆 A1 始终在水平导轨上,且与杆 A2 未发生碰撞；已知金属杆 A1、A2 质量均为 m 4 . 0 10 4 kg,A2与竖直导轨间的动摩擦因数为 =0.5 金属杆 A1、A2 的电阻均为 r 5,其余电阻忽视不计,重力加速度 g=10m/s 2；试求：（1）金属杆 A2 沿竖直导轨下滑过程中的加速度大小；（2）金属杆 A2 滑至圆弧底端 PQ 的速度大小；（3）如最终稳固时两棒均以 1m/s 向左匀速运动,求整个过程中回路产生的焦耳热 Q；CB DA2B/T名师归纳总结 C A1v0O M N H 1 0.4 0.8 1.2 1.6 t/s第 6 页,共 10 页P D 图甲Q O 图乙- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载*4 为了防止电梯失控下坠,科研人员开发设计了一种电磁自动抢救系统,能在事故发生时自动掌握电梯下坠的最大速度,防止人员伤亡该系统核心部分由自控运算机、固定在电梯通道两侧墙体内的励磁线圈和固定在电梯两侧的铝质正方形框组成,如图甲所示当发生事故时,运算机立刻启动自救系统并依据电梯载重掌握励磁电流,使励磁线圈在铝框经过的区域内产生垂直于铝框平面的磁场,磁感应强度B 沿 y 轴方向按图乙所示规律分布；随电梯运动的铝框边长为 a,两侧共有 n 个,每个铝框的电阻为R0,电梯 包括铝框等设施质量为 M ,载重质量为m,重力加速度为g（ 1）简要表达自救系统的工作原理,并在图丙所示 情形 不需要说明和运算 （ 2）如运算机启动自救系统时电梯下坠速度为v-t 坐标中定性描述电梯速度可能的变化 v,求电梯此时的加速度大小（ 3）如 B=2 T ,M=600 kg ,a=1 m,R0=0.01 ,乘客的平均质量为75 kg,电梯额定载客12人,电梯下降的安全速度为 取 g=10 m/s 2vm=1 m/s ,就至少要有多少个这样的铝框能保证安全名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载二、作业：1如下列图,一个“ ”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B 的匀强磁场中, a 是与导轨相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好在外力作用下,导体棒以恒定速度v 向右运动,以导体棒在图中所示位置时刻作为计时起v b××点,以下物理量随时间变化的图象可能正确选项（）2.如下列图,空间有和两个有抱负边界、宽度都为L 的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如下列图；BBabcd 是由匀称电阻丝做成的边长为L 的正方形线框,每边aL电阻均为 R；线框以垂直磁场边界的速度v 水平向右匀速dc××Lxx 穿过两磁场区域；线框平面与磁感线垂直,且bc 边始终与××磁场边界平行；设线框刚进入区的位置x = 0,x 轴沿水L平方向向右,从bc 边刚进入区到ad 边离开区的过程O U0 = BLv）中, ab 两端电势差Uab 随距离变化的图象正确选项（图中U 0 Uab U 0 U ab U 0 Uab U 0 U ab L 2L 3L OL 2L 3L xOL 2L 3L xOL 2L 3L xO-U 0 A -U 0 B -U 0 C -U 0 D 320XX 年 7 月 1 日,世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车,青藏铁路安装的一种电磁装置可以向掌握中心传输信号,以确定火车的位置和运动状态,其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图甲所示俯视图 ,当它经过安放在两铁轨间的线圈时,线圈便产生一个电信号传输给掌握中心线圈边长分别为 l1 和 l 2,匝数为 n,线圈和传输线的电阻忽视不计如火车通过线圈时,掌握中心接收到线圈两端的电压信号 u 与时间 t 的关系如图乙所示（ ab、cd 均为直线）,t1、 t2、t 3、t4 是运动过程的四个时刻,就火车 A 在 t1t2时间内做匀加速直线运动B在 t3 t4时间内做匀减速直线运动名师归纳总结 C 在1t1 t2时 间 内 加 速 度 大 小 为第 8 页,共 10 页u2ut1nBl1t2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载D在 t3t4时间内平均速度的大小为u3u42nBl14如下列图,电阻 R1=3 ,R2=6 ,线圈的直流电阻不计,电源电动势 E=5 V ,内阻 r= 1 ,开头时,电键 S 闭合,就（）A 断开 S 前,电容器所带电荷量为零B断开 S 前,电容器两端的电压为 10/3 V C断开 S 的瞬时,电容器 a 板带上正电D断开 S 的瞬时,电容器 b 板带上正电5 两金属杆 ab 和 cd 长均为 l,电阻均为 R,质量分别为 M 和 m, M>m ,用两根质量和电阻均可忽视的不行伸长的松软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧；两金属杆都处在水平位置如图,整个装置处在一与回路平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为 B,如金属杆 ab 正好匀速向下运动,求运动的速度；6.总电阻 R=100 、匝数 n=100 的矩形线圈, 且小车与线圈的水平长度 l 相同 现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动,速度为 v1=10m/s,随后穿过与线圈平面垂直,磁感应强度 B=1.0 T的水平有界匀强磁场,方向垂直纸面对里,如图甲所示已知小车运动 包括线圈 的速度 v 随车的位移 s 变化的 v-s 图像如图乙所示求：（ 1）小车的水平长度 l 和磁场的宽度 d（ 2）小车的位移 s=10cm 时线圈中的电流大小 I 以及此时小车的加速度 a；（ 3）在线较在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名师归纳总结 阻产生的热量Q 第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载7（选讲）如图 a所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距为 成L=0.40 m ,导轨平面与水平面 =30° 角,上端和下端通过导线分别连接阻值 R1=R2=1.2 的电阻,质量 m=0.20 kg 、阻值 r=0.20 的金属棒 ab 放在两导轨上, 棒与导轨垂直并保持良好接触,整个装置处在垂直导轨平面对上的磁场中,取重力加速度 g=10 m/s 2如所加磁场的磁感应强度大小恒为 B,通过小电动机对金属棒施加力, 使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动,经过 0.50 s 电动机的输出功率达到 10 W,此后电动机功率保持不变,金属棒运动的 1 磁感应强度 B 的大小v-t 图象如图 b 所示,试求：2 在 00.50 s 时间内金属棒的加速度 a 的大小3 在 00.50 s 时间内电动机牵引力 F 与时间 t 的关系名师归纳总结 4 假如在00.50s 时间内电阻Rl产生的热量为第 10 页,共 10 页0.135 J,就在这段时间内电动机做的功为多少. - - - - - - -