高考物理二轮复习 电磁感应综合练习.doc

高考物理二轮复习 电磁感应综合练习lav0v1.如图所示，在光滑水平面上有一个竖直向上的匀强磁场，分布在宽度为l的区域内。现有一个边长为a的正方形闭合导线框（a< l），以初速度v0垂直于磁场边界沿水平面向右滑过该磁场区域，滑出时的速度为v。下列说法中正确的是 A.导线框完全进入磁场中时，速度大于(v0+ v)/2B.导线框完全进入磁场中时，速度等于(v0+ v)/2C.导线框完全进入磁场中时，速度小于(v0+ v)/2D.以上三种都有可能Fab电阻2.如图所示，位于一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在的平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F拉ab，使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E表示回路中的感应电动势，i表示回路中的感应电流，在i随时间增大的过程中，电阻消耗的功率 A.等于F的功率 B.等于安培力的功率的绝对值C.等于F与安培力合力的功率 D.小于iEFBLLabcd3.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R0。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是 A.ab杆所受拉力F的大小为 B.cd杆所受摩擦力为零C.回路中的电流强度为 D.与v1大小的关系为AV4.如图所示，电动机牵引一根长l=1.0m，质量为m=0.10kg，电阻为R=1.0的导体棒MN，沿宽度也是l的固定导线框，在磁感应强度为B=1T的匀强磁场中从静止开始上升。当导体棒上升了h=3.8m时达到了一个稳定的速度。该过程中导体产生的电热为2.0J。已知电动机牵引导体棒过程中电压表、电流表的示数分别稳定在7.0V和1.0A，电动机内阻为r=1.0。不计导线框的电阻及一切摩擦。求：导体棒达到的稳定速度v。导体棒从静止到达到稳定速度所经历的时间t。t/s0.1 0.2 0.3 B/T0.20.1BO5.如图所示，一只横截面积为S=0.10m2，匝数为120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中，线圈的总电阻为R=1.2。该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如右图所示。求：从t=0到t=0.30s时间内，通过该线圈任意一个横截面的电荷量q为多少？这段时间内线圈中产生的电热Q为多少？ Bdcabe f6.如图所示，固定在绝缘水平面上的的金属框架cdef处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab电阻为r，跨在框架上，可以无摩擦地滑动，其余电阻不计。在t=0时刻，磁感应强度为B0，adeb恰好构成一个边长为L的正方形。若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，增加率为k(T/s)，用一个水平拉力让金属棒保持静止。在t=t1时刻，所施加的对金属棒的水平拉力大小是多大？若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属棒以速度v向右匀速运动时，可以使金属棒中恰好不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化？写出B与t间的函数关系式。L1L2hH7.如图所示，长L1=1.0m，宽L2=0.50m的矩形导线框，质量为m=0.20kg，电阻R=2.0，其正下方有宽为H（H>L2），磁感应强度为B=1.0T，垂直于纸面向外的匀强磁场。现在，让导线框从下边缘距磁场上边界h=0.70m处开始自由下落，当其下边缘进入磁场，而上边缘未进入磁场的某一时刻，导线框的速度已经达到了一个稳定值。求从开始下落到导线框下边缘到达磁场下边界过程中，导线框克服安培力做的功是多少？abR8.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1.0m，导轨平面与水平面成=37º角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.20kg，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。求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8.0W，求该速度的大小；在上问中，若R=2.0，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小和方向。（g=10m/s2，sin37º=0.60，cos37º=0.80）R1R2labMNPQBv9.图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。 Nx yMObav010.如图所示，顶角=45º的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r。导体棒与导轨接触点为a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时，导体棒位于顶角O处。求：t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。导休棒在0-t时间内产生的焦耳热Q。OI/At/s1234560.60.50.40.30.20.1MNB11.如图所示，边长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。在力F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。试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向，并在图中标出。t=2.0s时金属线框的速度和力F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？abB(t)B0LLHH(a)tt02t02B0B0OB(t)(b)12.如图(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(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？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。 13.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B=1T，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d=0.5m，现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场。求：线框MN边刚进入磁场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。dddddddddv0POMN参考答案1.B（进入、穿出过程穿过线圈的磁通量变化量相同，因此通过导线截面的电量q相同；而进入、穿出过程线圈受到的安培力冲量为I=Blit=Blq，也相同，因此动量变化相同，即速度变化相同。） 2.B（安培力的功率就是电功率；F和安培力的合力做功增加ab的动能。） 3.D（只有ab产生感应电动势；F应等于安培力和ab所受摩擦力之和；由cd重力与摩擦力平衡得D。） 4.v=2m/s（电动机输入功率P入=IU=7W，内阻消耗I2r=1W，输出机械功率P=6W；匀速时牵引力等于重力跟安培力大小之和利用P=Fv列式得v）t=1.0s（棒上升h过程用动能定理：牵引力做功Pt，克服重力做功mgh=3.8J，克服安培力做功等于导体中产生的电热2J，动能增量0.2J） 5.2.0C（）18J（I1=5A，Q1=6J；I2=10A，Q2=12J） 6.(B0+kt1)kl3/r（感应电流大小恒定为，拉力与安培力平衡，因此）B=B0L/(L+vt)（任何时刻穿过回路的磁通量都跟0时刻相同：B0L2=BL(L+vt)）7. 0.80J（只有进入过程导线框克服安培力做功。取开始下落到线圈刚好全部进入磁场过程用动能定理，当时的速度就是稳定速度） 8.4m/s2（由牛顿第二定律得）10m/s（稳定时合力为零：，得，由已知因此得v）0.4T，垂直于导轨平面向上 9. 4.5m/s（稳定时安培力跟重力平衡：而总功率，代入数据得v）6.0（总电阻3，内阻1，因此R1、R2并联后阻值2） 10.（t时刻电动势为Bv02t，总电阻为(2+)v0tr，由此得电流）（拉力跟安培力等大：F=BIv0t）（功率P=I2RR，因此有Q=）11.逆时针方向 0.5N 1.67J 12. 逆时针方向，大小方向都不变。 感生电动势为，动生电动势为。当时，回路感应电流为零；当时，回路感应电流为逆时针方向，大小；当时，回路感应电流为顺时针方向，大小。13.F=2.8N Q=2.45J（提示：设从开始到自由下落，线框下落的高度为H，当时线框速度为vH ，由竖直分运动得vH2=2gH，由能量守恒：。）4（提示：每次进入、穿出磁场过程穿过线框的总电量是q=Bl2/R=0.4C，线框受到的安培力总是水平向左的，每次进入、穿出磁场过程安培力的冲量I=BlIt=Blq=0.08Ns，全过程水平方向用动量定理：2nI=mv0，n=4.4） 用心 爱心 专心