百强名校高中物理经典难题电磁感应专栏.doc

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1、.高中物理大题集练电磁感应1、如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为 的光滑绝缘斜面上，导轨间距为 L，电阻忽略不计且足够长，以宽度为 d 的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为 B另有一长为 2d 的绝缘杆将一导体棒和一边长为d（dL）的正方形线框连在一起组成的固定装置，总质量为 m，导体棒中通有大小恒为 I 的电流将整个装置置于导轨上，开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处由静止释放后装置沿斜面向上运动，当线框的下边运动到磁场的上边界 MN 处时装置的速度恰好为零重力加速度为 g（1）求刚释放时装置加速度的大小；（2）求这一过程中线框中产生的热量；（3）之后装置将向下运动，然后再向上

2、运动，经过若干次往返后，最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离2、如图（a）所示，间距为 l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面上。在区域 I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为 B；在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度 Bt 的大小随时间 t 变化的规律如图（b）所示。 t=0 时刻在轨道上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒 cd 在位于区域 I 内的导轨上由静止释放。在ab 棒运动到区域的下边界 EF 处之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知 cd 棒的质量为 m、

3、电阻为 R，ab 棒的质量、阻值均未知，区域沿斜面的长度为 2l，在 t=tx 时刻（t x 未知）ab 棒恰进入区域，重力加速度为 g。求：.（1）通过 cd 棒电流的方向和区域 I 内磁场的方向；（2）当 ab 棒在区域内运动时，cd 棒消耗的电功率；（3）ab 棒开始下滑的位置离 EF 的距离；（4）ab 棒开始下滑至 EF 的过程中回路中产生的热量。3、如图甲所示，长、宽分别为 L1=0.1m、L 2=0.2m 的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为 100 匝，总电阻为 1，可绕其竖直中心轴 O1O2 转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷

4、和定值电阻 R=9相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度 B 的大小随时间 t 的变化关系如图乙所示，其中 B0=5103 T、B 1=1102 T 和 t1=2103S在 0t 1 的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t 1 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度=200rad/s匀速转动求：（1）0t 1 时间内通过电阻 R 的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻 R 产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过 90的过程中，通过电阻 R 的电荷量.4、有一金属细棒 ab，质量 m=0.05kg，电阻不计，可在两条轨道

5、上滑动，如图所示，轨道间距为 L=0.5m，其平面与水平面的夹角为 =37，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B=1.0T，金属棒与轨道的动摩擦因数 =0.5，（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）回路中电源电动势为E=3V，内阻 r=0.5（g=10m/s 2，sin37=0.6， cos37=0.8）求：（1）为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动，流过金属细棒 ab 的电流的最大值为多少？（2）滑动变阻器 R 的阻值应调节在什么范围内，金属棒能静止在轨道上？5、如图所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L。一根质量为 m 的均匀

6、直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于匀强磁场中。金属杆 ab 中通有大小为 I 的电流。已知重力加速度为 g。（1）若匀强磁场方向垂直斜面向下，且不计金属杆 ab 和导轨之间的摩擦，金属杆 ab 静止在轨道上，求磁感应强度的大小；（2）若金属杆 ab 静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零，需在竖直平面内加一匀强磁场，说明该磁场的磁感应强度大小和方向应满足什么条件；（3）若匀强磁场方向垂直斜面向下，金属杆 ab 与导轨之间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。欲使金属杆 ab 静止，则磁感应强度的最.大值是多大？6、如图，水平放置金属导轨 M、N，平行地

7、置于匀强磁场中，间距为1m，磁场的磁感应强度大小为 1T，方向与导轨平面夹角为 ，金属棒 ab的质量为 0.02kg，放在导轨上且与导轨垂直，且与导轨的动摩擦因数为 0.4.电源电动势为 1.5V，内阻为 0.5，定值电阻 R 为 1，其余部分的电阻不计，则当电键闭合的瞬间，求：（ ， ）（1）电流多大（2）棒 ab 的加速度为多大7、如图所示，足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为 ，两导轨间距为L，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为 E，内阻为 r一质量为m 的导体棒 ab 与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度为 B，垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与导体棒的电阻不计（1

8、）若要使导体棒 ab 静止于导轨上，求滑动变阻器的阻值应取何值；（2）若将滑动变阻器的阻值取为零，由静止释放导体棒 ab，求释放瞬间导体棒 ab 的加速度；（3）求第（ 2）问所示情况中导体棒 ab 所能达到的最大速度的大小.8、如图所示，两条平行的金属导轨相距 L1 m，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为 37，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中金属棒 MN 和PQ 的质量均为 m0.2 kg，电阻分别为 RMN1 和 RPQ2 .MN置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数 0.5 ，PQ 置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好从 t0 时刻起，MN 棒在水平外力 F1 的

9、作用下由静止开始以 a1 m/s2 的加速度向右做匀加速直线运动，PQ 则在平行于斜面方向的力 F2 作用下保持静止状态 t3 s 时，PQ 棒消耗的电功率为 8 W，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN 始终在水平导轨上运动求：（1）磁感应强度 B 的大小；（2）03 s 时间内通过 MN 棒的电荷量；（3）求 t 6 s 时 F2 的大小和方向；（4）若改变 F1 的作用规律，使 MN 棒的运动速度 v 与位移 x 满足关系：v0.4x，PQ 棒仍然静止在倾斜轨道上求 MN 棒从静止开始到 x5 m 的过程中，系统产生的焦耳量9、如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜线框，

10、为了检测出个别未闭合的不合格线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域（磁场方向垂直于传送带平面向下），观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框。已知磁场边界 MN、PQ 与传送带运动方向垂直，MN 与 PQ 间的距离为 d，磁场的磁感应强度为 B。各线框质量均为m，电阻均为 R，边长均为 L（Ld)；传送带以恒定速度 v0 向右运动，线框与传送带间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。线框在进入磁场前与传送带的速度相同，且右侧边平行于 MN 减速进入磁场，当闭合线框的右侧边经过边界PQ 时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长，且在传送带上始终保持右侧边平行于磁场边

11、界。对于闭合线框，求：.（1）线框的右侧边刚进入磁场时所受安培力的大小；（2）线框在进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度的最小值；（3）从线框右侧边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，传送带对该闭合铜线框做的功。10、如图所示，MN、PQ 为相距 L0.2 m 的光滑平行导轨，导轨平面与水平面夹角为 30 ，导轨处于磁感应强度为 B1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，在两导轨的 M、P 两来源:学* 科* 网端接有一电阻为 R2 的定值电阻，回路其余电阻不计一质量为 m 0.2 kg 的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好今平行于导轨对导体棒施加一作用力 F， 使导体棒

12、从ab 位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始终垂直于导轨，加速度大小为 a 4 m/s2，经时间 t1 s 滑到 cd 位置，从 ab 到 cd 过程中电阻发热为 Q0.1 J。求：（1）到达 cd 位置时，对导体棒施加的作用力；（2）导体棒从 ab 滑到 cd 过程中作用力 F 所做的功。11、如图所示，一平面框架与水平面成 37角，宽 L=0.4m,上、下两端各有一个电阻 R01, 框架的其他部分电阻不计,框架足够长 .垂直于框平面的方向存在向上的匀强磁场,磁感应强度 B2T。ab 为金属杆, 其长度为 L0.4m，质量 m 0.8kg，电阻 r0.5 ，金属杆与框架

13、的动摩擦因数 0.5。金属杆由静.止开始下滑,直到速度达到最大的过程中,金属杆克服磁场力所做的功为W=1.5J。已知 sin370.6 ，cos37=0.8；g 取 10ms 2.求:(1)ab 杆达到的最大速度 v.(2)ab 杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离.(3)在该过程中通过 ab 的电荷量12、如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场中平行导轨的宽度 d=0.3m，定值电阻 R=0.5在外力 F 作用下，导体棒ab 以 v=20m/s 的速度沿着导轨向左匀速运动导体棒和导轨的电阻不计求：（1）通过 R 的感应电流大小；（2）外力 F 的大小13、如图

14、（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数 n=100 匝，电阻 r=1.0，所围成矩形的面积 S=0.04m2，小灯泡的电阻 R=9.0，磁场的磁感应强度随按如图（乙）所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为 e=nBmS cos t，其中 Bm 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求：.（1）线圈中产生感应电动势的最大值（2）小灯泡消耗的电功率（3）在磁感强度变化的 0 的时间内，通过小灯泡的电荷量14、如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd，线圈

15、平面与磁场垂直。已知线圈的匝数 N=100，边长 ab =“1.“ 0m、bc=0.5m，电阻 r=2 。 磁感应强度 B 在 01s 内从零均匀变化到 0.2T。 在 15s 内从 0.2T 均匀变化到0.2T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:（1）0.5s 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向；（2）在 15s 内通过线圈的电荷量 q；（3）在 05s 内线圈产生的焦耳热 Q。15、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、

16、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。.求初始时刻通过电阻 R 的电流 I 的大小和方向；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；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。16、如图所示，足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为 ，两导轨间距为 L，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为 E，内阻为 r一质量为 m 的导

17、体棒 ab 与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度为 B，垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与导体棒的电阻不计（1）若要使导体棒 ab 静止于导轨上，求滑动变阻器的阻值应取何值；（2）若将滑动变阻器的阻值取为零，由静止释放导体棒 ab，求释放瞬间导体棒 ab 的加速度；（3）求第（ 2）问所示情况中导体棒 ab 所能达到的最大速度的大小17、如图所示，足够长的光滑平行导轨 MN、PQ 倾斜放置, 两导轨间的距离为 L1.0m，导轨平面与水平面间的夹角为 300，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的 M、P 两端连接阻值为 R3.5 的电阻，金属棒 ab 垂直于导轨放置，

18、金属棒 ab 的质量 m0.20kg，电阻 r0.50，并与导.轨保持良好接触。现在 ab 上作用一恒力 F5.0N，方向垂直于 ab 并沿导轨平面向上，使金属棒 ab 由静止开始运动，在 M 处安装一个距离传感器(图中未画出)，可以测出金属棒 ab 在运动中离 MP 的距离与时间的该关系，如下表所示，不计导轨的电阻，取 g 10m/s2， 时间 t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60棒离 MP 的距离s/m0.01 0.06 0.18 0.36 0.61 1.01 1.41求：（1）所加磁场的磁感应强度 B 为多大？（2）电阻 R 在 0.6s 内产生的热量为

19、多少？18、如图所示，光滑斜面的倾角 =30，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab 边的边长 L1=1m，bc 边的边长 L2=0.4m，线框的质量 m=1kg，电阻R=0.2。斜面上 ef 线（ef gh）的右方有垂直斜面向上的均匀磁场，磁感应强度 B 随时间 t 的变化情况如 B-t 图像，ef 线和 gh 的距离 s=6.9m，t=0 时线框在平行于斜面向上的恒力 F=10N 的作用下从静止开始运动，线框进入磁场的过程中始终做匀速直线运动，重力加速度 。（1）求线框进入磁场前的加速度大小和线框进入磁场时做匀速运动的速度 v大小；（2）求线框进入磁场的过程中产生的焦耳热；（3）求线框从开始运动到 ab 边运动到 gh 线处所用的时间。