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        1. 2009屆新課標物理考點預測(12)

          電磁感應

          一、考點介紹

          近年來高考對本考點內(nèi)容考查命題頻率極高的是感應電流的產(chǎn)生條件、方向判定和導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的計算,且要求較高.幾乎是年年有考;其他像電磁感應現(xiàn)象與磁場、電路和力學、電學、能量及動量等知識相聯(lián)系的綜合題及圖像問題在近幾年高考中也時有出現(xiàn);另外,該部分知識與其他學科的綜合應用也在高考試題中出現(xiàn)。試題題型全面,選擇題、填空題、計算題都可涉及,尤其是難度大、涉及知識點多、綜合能力強,多以中檔以上題目出現(xiàn)來增加試題的區(qū)分度,而選擇和填空題多以中檔左右的試題出現(xiàn).

          二、高考真題

          1.(2008年高考海南卷.物理.1)法拉第通過靜心設計的一系列試驗,發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律,將歷史上認為各自獨立的學科“電學”與“磁學”聯(lián)系起來.在下面幾個典型的實驗設計思想中,所作的推論后來被實驗否定的是(    )

          A.既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁,靜電荷可使近旁的導體表面感應出電荷,那么靜止導線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應出電流

          B.既然磁鐵可在近旁運動的導體中感應出電動勢,那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運動的線圈中感應出電流

          C.既然運動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應出電流,那么靜止的磁鐵也可在近旁運動的導體中感應出電動勢

          D.既然運動的磁鐵可在近旁的導體中感應出電動勢,那么運動導線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應出電流

          試題詳情

          試題詳情

            2.(2008年高考寧夏卷.理綜.16)如圖1所示,同一平面內(nèi)的三條平行導線串有兩個最阻R和r,導體棒PQ與三條導線接觸良好;勻強磁場的方向垂直紙面向里。導體棒的電阻可忽略。當導體棒向左滑動時,下列說法正確的是(  )

            A.流過R的電流為由d到c,流過r的電流為由b到a

            B.流過R的電流為由c到d,流過r的電流為由b到a                 圖1

            C.流過R的電流為由d到c,流過r的電流為由a到b

            D.流過R的電流為由c到d,流過r的電流為由a到b

           

          試題詳情

          3.(2008年高考海南卷.物理.10)一航天飛機下有一細金屬桿,桿指向地心.若僅考慮地磁場的影響,則當航天飛機位于赤道上空(    )

           A.由東向西水平飛行時,金屬桿中感應電動勢的方向一定由上向下

           B.由西向東水平飛行時,金屬桿中感應電動勢的方向一定由上向下

           C.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時,金屬桿中感應電動勢的方向一定由下向上

            D.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時,金屬桿中一定沒有感應電動勢

           

          試題詳情

          4.(2008年高考山東卷.理綜.22)兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好,導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,如圖2所示。除電阻R外其余電阻不計,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則(   )

          A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g

          B.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為a→b

          試題詳情

          C.金屬棒的速度為v時,所受的按培力大小為F=               

          D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少                 

           

          圖2

           

          試題詳情

          5.(2008年高考上海卷.物理.10)如圖3所示,平行于y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動,經(jīng)過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域,導體棒中的感應電動勢ε與導體棒位置x關系的圖像是圖4的(  )

          試題詳情


                圖3                      圖4

          試題詳情

          試題詳情

            6.(2008年高考江蘇卷.物理.8)如圖5所示的電路中,

          三個相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接,電

          感的電阻忽略不計.電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時,下列判

          斷正確的有(    )     

            A.a先變亮,然后逐漸變暗    B.b先變亮,然后逐漸變暗             圖5

          C.c先變亮,然后逐漸變暗    D.b、c都逐漸變暗   

           

          試題詳情

          7.(2008年高考上海卷.物理.24)如圖6所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計的平行光滑金屬導軌ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和II,磁感應強度大小均為B。現(xiàn)有質量為m、電阻不計的導體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設平行導軌足夠長。已知導體棒下落時的速度大小為v1,下落到MN處時的速度大小為v2。

          (1)求導體棒ab從A處下落時的加速度大小;

          (2)若導體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變,求磁場I和II這間的距離h和R2上的電功率P2;

          試題詳情

          (3)若將磁場II的CD邊界略微下移,導體棒ab進入磁場II時的速度大小為v3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運動,加速度大小為a,求所加外力F隨時間變化的關系式。

                                                                       圖6

          試題詳情

          8.(2008年高考江蘇卷.物理.15)如圖7所示,間距為l的兩條足夠長的平行金屬導軌與水平面的夾角為, 導軌光滑且電阻忽略不計, 場強為B的條形勻強磁場方向與導孰平面垂直, 磁場區(qū)域的寬度為d1 ,間距為d2 , 兩根質量均為m, 有效電阻均為R的導體棒a和b放在導軌上,并與導軌垂直. (設重力加速度為g).

          試題詳情

          (1) 若a 進入第2個場強區(qū)域時, b以與a 同樣的速度進入第1個磁場區(qū)域,求b穿過第1個磁場區(qū)域過程中增加的動能.圖7

          (2)若a進入第2個磁場區(qū)域時,b恰好離開第1個磁場區(qū)域;此后a離開第2個磁場區(qū)域時, b又       

          恰好進入第2個磁場區(qū)域, 且ab在任意―個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均相等, 求a穿過第2個磁場區(qū)域過程中, 兩導體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q;

          (3)對于第(2)問所述的運動情況, 求a穿出第k個磁場區(qū)域時的速率v. 

            

          試題詳情

          9.(2008年高考上海卷.物理.19)如圖8所示是測量通電螺線管A內(nèi)部磁感應強度B及其與電流I關系的實驗裝置。將截面積為S、匝數(shù)為N的小試測線圈P置于螺線管A中間,試測線圈平面與螺線管的軸線垂直,可認為穿過該試測線圈的磁場均勻。將試測線圈引線的兩端與沖擊電流計D相連。撥動雙刀雙擲換向開關K,改變通入螺線管的電流方向,而不改變電流大小,在P中產(chǎn)生的感應電流引起D的指針偏轉。

          (1)將開關合到位置1,待螺線管A中的電流穩(wěn)定后,再將K從位置1撥到位置2,測得D的最大偏轉距離

          為dm,已知沖擊電流計的磁通靈敏度為Dφ,

                                                                   圖8

          試題詳情

           Dφ,式中*為單匝試測線圈磁通量的變化量。則試測線圈所在處磁感應強度B=______;  若將K從位置1撥到位置2的過程所用的時間為Δt,則試測線圈P中產(chǎn)生的平均感應電動勢ε=____。

          實驗次數(shù)

          I(A)

          B(×10-3T)

          1

          試題詳情

          0.5

          試題詳情

          0.62

          2

          試題詳情

          1.0

          試題詳情

          1.25

          3

          試題詳情

          1.5

          試題詳情

          1.88

          4

          試題詳情

          2.0

          試題詳情

          2.51

          5

          試題詳情

          2.5

          試題詳情

          3.12

          (2)調(diào)節(jié)可變電阻R,多次改變電流并撥動K,得到A中電流I和磁感應強度B的數(shù)據(jù),見右表。由此可得,螺線管A內(nèi)部在感應強度B和電流I的關系為B=________。

          (3)(多選題)為了減小實驗誤差,提高測量的準確性,可采取的措施有

          (A)適當增加試測線圈的匝數(shù)N

          (B)適當增大試測線圈的橫截面積S

          (C)適當增大可變電阻R的阻值

          (D)適當撥長撥動開關的時間Δt

          試題詳情

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          10.(2008年高考北京卷.理綜.13)均勻導線制成的單位正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質量為m。將其置于磁感強度為B的水平勻強磁場上方h處,如圖9所示。線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進入磁場時,                                    圖9

          (1)求線框中產(chǎn)生的感應電動勢大小;(2)求cd兩點間的電勢差大小

          (3)若此時線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h所應滿足的條件。

           

          試題詳情

          11.(2008年高考全國2圈.理綜.24)如圖10所示,一直導體棒質量為m、長為l、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導軌上,并與之密接;棒左側兩導軌之間連接一可控制的負載電阻(圖中未畫出);導軌置于勻強磁場中,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于導軌所在平面。開始時,給導體棒一個平行于導軌的初速度v0。在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中,通過控制負載電阻的阻        圖10

          值使棒中的電流強度I保持恒定。導棒一直在磁場中運動。不計導軌電阻,求此過程中導體棒上感應電動勢的平均值和負載電阻上消耗的平均功率。             

           

          試題詳情

          12.(2008年高考天津卷.理綜.24)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅動系統(tǒng)簡化為如下模型,固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框,電阻為R,金屬框置于xOy平面內(nèi),長邊MN長為l,

          平行于y軸,寬為d的NP邊平行于x軸,如圖

          11a所示。列車軌道沿Ox方向,軌道區(qū)域內(nèi)

          存在垂直于金屬框平面的磁場,磁感應強

          度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布,其空間周

          期為λ,最大值為B0,如圖11b所示,金

          屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同,

          整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。                    圖11

          設在短暫時間內(nèi),MN、PQ邊所在位置的磁感應強度隨時間的變化可以忽略,并忽略一切阻力。列車在驅動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛,某時刻速度為v(v<v0)。

          (1)簡要敘述列車運行中獲得驅動力的原理;

          (2)為使列車獲得最大驅動力,寫出MN、PQ邊應處于磁場中的什么位置及λ與d之間應滿足的關系式:

          (3)計算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時驅動力的大小。

           

           

          試題詳情

          三、名校試題

          文本框: 電源1.(江蘇省啟東中學2008―2009學年度第一學期月考卷.物理.7)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個鋁環(huán),線圈與電源、電鍵相連,如圖12所示.線圈上端與電源正極相連,閉合電鍵的瞬間,鋁環(huán)向上跳起.若保持電鍵閉合,則 (   )

          試題詳情

          A.鋁環(huán)不斷升高  B.鋁環(huán)停留在某一高度

          C.鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落

          D.如果電源的正、負極對調(diào),觀察到的現(xiàn)象不變             圖12

           

          試題詳情

          2.(廣東惠州市2009屆高三第三次調(diào)研考試卷.物理.10)如圖13所示,矩形閉臺線圈放置在水平薄板上,有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度 )當磁鐵勻速向右通過線圈時,線圈仍靜止不動,那么線圈受到薄扳的摩擦力方向和線圈中產(chǎn)生感應電流的方向(從上向下看)是(  )

          試題詳情

          A摩擦力方向一直向左

          B摩擦力方向先向左、后向或右

          C.感應電流的方向順時針→逆時針→逆時針→順時針

          D.感應電流的方向順時針→逆時針

                               圖13

           

          試題詳情

          3.(山東省濟南一中2009屆高三上學期期中考試卷.理綜.19)如圖14所示,A為水平放置的橡膠圓盤,在其側面帶有負電荷─Q,在A正上方用絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B(絲線未畫出),使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行,其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合,F(xiàn)使橡膠盤A由靜止開始繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向加速轉動,則(   )

          A.金屬圓環(huán)B有擴大半徑的趨勢,絲線受到拉力增大

          B.金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢,絲線受到拉力減小

          C.金屬圓環(huán)B有擴大半徑的趨勢,絲線受到拉力減小

          D.金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢,絲線受到拉力增大

          試題詳情

          試題詳情

          4.(山東省寧津一中2009屆高三測試卷.物理.7)如圖15所示,

          一矩形線框豎直向上進入有水平邊界的勻強磁場,磁場方向垂直紙

          面向里,線框在磁場中運動時只受重力和磁場力,線框平面始終與

          試題詳情

          磁場方向垂直。向上經(jīng)過圖中1、2、3位置時的速率按時間依次為v1、v2、v3,向下經(jīng)過圖中2、1位置時的速率按時間依次為v4、v5,下列說法中一定正確的是(    )

              A.v1>v2      B.v2=v3   C.v2=v4       D.v4<v5

           

          試題詳情

          5.(廣東省華南師大附中2009屆高三綜合測試卷.物理.10)如圖16所示,兩光滑平行導軌水平放置在勻強磁場中,磁場垂直導軌所在平面,金屬棒可沿導軌自由滑動.導軌一端連接一個定值電阻R,導軌電阻可忽略不計.現(xiàn)將金屬棒沿導軌由

          試題詳情

          靜止向右拉.若保持拉力恒定,當速度為時,加速度為,最終

          試題詳情

          以速度做勻速運動;若保持拉力的功率恒定,當速度為時,

          試題詳情

          加速度為,最終也以速度做勻速運動,則(   )

          試題詳情

          A.        B.      C.       D.        圖16

           

          試題詳情

          6.(海南省民族中學2009屆高三階段考試卷.物理.9)如圖

          17所示,平行導軌水平放置,勻強磁場的方向垂直于導軌平面,

          試題詳情

          兩金屬棒、和軌道組成閉合電路,用水平恒力F向右拉,

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          使、分別以的速度向右勻速運動,若棒與軌道間

          試題詳情

          的滑動摩擦力為,則回路中感應電流的功率為(    )                圖17

          試題詳情

          A.          B.  C.         D.

           

          試題詳情

          7.(江蘇淮安、連云港、宿遷、徐州四市2008年第三次調(diào)研卷.物理.15)如圖18所示,足夠長的光滑平行金屬導軌cd和ef,水平放置且相距L,在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán),兩圓環(huán)面平行且豎直。在水平導軌和圓環(huán)上各有一根與導軌垂直的金屬桿,兩金屬桿與水平導軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路,兩金屬桿質量均為m,電阻均為R,其余電阻不計。整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。當用水平向右的恒力F=mg拉細桿a,達到勻速運動時,桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處,試求:

          (1)桿a做勻速運動時,回路中的感應電流;

          試題詳情

          (2)桿a做勻速運動時的速度;

          (3)桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點的高度。     

           

           

           

           圖18

          試題詳情

          8.(南京市2008屆4月高三調(diào)研考卷.物理.14)如圖19所示,豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L,在M點和P點間接一個阻值為R的電阻,在兩導軌間 OO1O1′O′ 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場,磁感應強度為B.一質量為m,電阻為r的導體棒ab垂直擱在導軌上,與磁場上邊邊界相距d0.現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放,棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平,導軌電阻不計).求:

          試題詳情

          (1)棒ab在離開磁場下邊界時的速度;

          (2)棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱;        

          (3)試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況。

           

           

          圖19                                                               

           

          試題詳情

          9.(漸江東陽中學2009屆高三月考試題.理綜.23)如圖20甲所示的輪軸,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉動.輪上繞有輕質柔軟細線,線的一端系一重物,另一端系一質量為的金屬桿.在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PO、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直.開始時金屬桿置于導軌下端,將重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降.運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,忽略所有摩擦。

          試題詳情

          (1)若重物的質量為M,則重物勻速下降的速度為多大?       圖20

          試題詳情

          (2)對一定的磁感應強度B,重物的質量M取不同的值,測出相應的重物做勻速運動時的速度,可得出實驗圖線.圖20乙中畫出了磁感應強度分別為時的兩條實驗圖線,試根據(jù)實驗結果計算的比值。

           

          試題詳情

          10.(江蘇南通四縣市2008屆高三聯(lián)考卷.物理.19)如圖21所示,兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L,導軌平面與水平面夾角α=30°,導軌電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌電接觸良好,金屬棒的質量為m、電阻為R.兩金屬導軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R,重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,試求:

          (1)金屬棒下滑的最大速度為多大?

          (2)R2為何值時,其消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?

          試題詳情

           

           

           

           

           

                                                           圖21

           

          試題詳情

          11.(2009屆廣東省新洲中學高三摸底考試試卷.物理.18)如圖22甲所示,水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置,間距d=0.5 m,電阻不計,左端通過導線與阻值R =2 W的電阻連接,右端通過導線與阻值RL =4 W的小燈泡L連接.在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,CE長l =2 m,有一阻值r =2 W的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處.CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖22乙所示.在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,在t=4s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動.已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化,求:

          (1)通過小燈泡的電流.

          (2)金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大。

          試題詳情

           

           

           

           

          圖22

           

          試題詳情

          12.(廣東惠州市2009屆高三第三次調(diào)研考試卷.物理.17)兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖23所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊直于水平面。質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,

          試題詳情

          桿與水平和豎直導軌之間有相同的動摩擦因數(shù)m,導

          軌電阻不計,回路總電阻為2R。整個裝置處于磁感

          應強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中。當

          ab桿在平行于水平導軌的拉力作用下沿導軌勻速

          運動時,cd桿也正好以某一速度向下做勻速運動。

          設運動過程中金屬細桿ab、cd與導軌接觸良好,                 圖23

          重力加速度為g。求:

              (1)ab桿勻速運動的速度v1

              (2)ab桿所受拉力F;

              (3)若測得cd桿勻速運動的速度為v2,則在cd桿向下運動路程為h過程中,整個回路

          中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?

           

          試題詳情

          13.(山東省師大附中2009屆高三月考卷.物理.19)如圖24所示,abcd為質量M=2 kg的導軌,放在光滑絕緣的水平面上,另有一根重量m=0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導軌上,PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱ef(豎直立柱光滑,且固定不動),導軌處于勻強磁場中,磁場以cd為界,左側的磁場方向豎直向上,右側的磁場方向水平向右,磁感應強度B大小都為0.8 T.導軌的bc段長L=0.5 m,其電阻r=0.4Ω,金屬棒PQ的電阻 R=0.2Ω,其余電阻均可不計.金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)=0.2.若在導軌上作用一個方向向左、大小為F=2 N的水平拉力,設導軌足夠長,重力加速度g10 m/s2,試求:

          (1)導軌運動的最大加速度;

          (2)導軌的最大速度;

          (3)定性畫出回路中感應電流隨時間變化的圖線。                    圖24

           

          試題詳情

          14.(山東省青島市2009屆高三上學期期中練習.物理.24.)光滑的平行金屬導軌長L=2.0m,兩導軌間距離d=0.5m,導軌平面與水平面的夾角為,導軌上端接一阻值為R=0.5的電阻,其余電阻不計,軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強磁場,磁感應強度B=1T,如圖25所示。有一不計電阻、質量為m=0.5kg的金屬棒ab,放在導軌最上端且與導軌垂直。當金屬棒ab由靜止開始自由下滑到底端脫離軌道的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=1J,g=10m/s2,則: 

          試題詳情

          (1)指出金屬棒ab中感應電流的方向。

          (2)棒在下滑的過程中達到的最大速度是多少?               

          (3)當棒的速度為v=2 m/s時,它的加速度是多大

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                    20080523

                                                                                 圖25

                    (一)文字介紹

                    預測2009年的高考基礎試題仍是重點考查法拉第電磁感應定律及楞次定律和電路等效問題.綜合試題還是涉及到力和運動、動量守恒、能量守恒、電路分析、安培力等力學和電學知識.主要的類型有滑軌類問題、線圈穿越有界磁場的問題、電磁感應圖象的問題等.此除日光燈原理、磁懸浮原理、電磁阻尼、超導技術這些在實際中有廣泛的應用問題也要引起重視.

                    (二)考點預測題

                    試題詳情

                    四、考點預測

                    試題詳情

                    1.如圖26所示,通有恒定電流的螺線管豎直放置,銅環(huán)R沿螺

                    線管的軸線加速下落。在下落過程中,環(huán)面始終保持水平,銅環(huán)

                    試題詳情

                    先后經(jīng)過軸線上1、2、3位置時的加速度分別為a1、a2、a3,位

                    試題詳情

                    置2處于螺線管中心,位置1、3與位置2等距離(     )

                    A.a(chǎn)1<a2=g          B.a(chǎn)3<a1<g                                圖26

                    C.a(chǎn)1=a3<a2          D.a(chǎn)3< a1<a2                               

                     

                    試題詳情

                     2.如圖27所示,與直導線共面的輕質閉合金屬圓環(huán)豎直放置,兩點彼此絕緣,環(huán)心位于的上方。當中通有電流且強度不斷增大的過程中,關于圓環(huán)運動的情況以下敘述正確的是(    )         

                     A.向下平動      B.向上平動                                     圖27

                    C.轉動:上半部向紙內(nèi),下半部向紙外  

                     D.轉動:下半部向紙內(nèi),上半部向紙外

                     

                    試題詳情

                    3.如圖28所示是一種測量通電螺線管中磁場的裝置,把一個很小的測量線圈A放在待測處,線圈與測量電量的沖擊電流計G串聯(lián),當用雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時,測量線圈中就產(chǎn)生感應電動勢,從而引起電荷的遷移,由表G測出電量Q,就可以算出線圈所在處的磁感應強度B。已知測量線圈共有N匝,直徑為d,它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R,則被測處的磁感強度B為多大?

                     

                    試題詳情

                    4.如圖29所示,磁場的方向垂直于xy平面向里。磁感強度B沿y方向沒有變化,沿x方向均勻增加,每經(jīng)過1cm增加量為1.0×10-4T,即。有一個長L=20cm,寬h=10cm的不變形的矩形金屬線圈,以v=20cm/s的速度沿x方向運動。問:

                       (1)線圈中感應電動勢E是多少?

                    試題詳情

                     (2)如果線圈電阻R=0.02Ω,線圈消耗的電功率是多少?

                      (3)為保持線圈的勻速運動,需要多大外力?機械功率是多少?

                     

                     

                    試題詳情

                    5.如圖30所示,矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直低面向里,磁感應強度B隨時

                    試題詳情

                    文本框: 圖30間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時針方向為感應電流I的

                    正方向,圖31各圖中正確的是(   )

                     

                     

                    試題詳情

                                                                   

                     

                     

                                               圖31

                     

                     

                                                     

                    試題詳情

                    6.如圖32所示,一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場; 一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直; 虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直,ba的延長線平分導線框。 在t=0時, 使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動,直到整個導線框離開磁場區(qū)域.以i表示導線框中感應電流的強度,取逆時針方向為正.下列表示i-t關系的圖33所示中,可能正確的是 (  )      

                    試題詳情

                        

                     

                     

                      

                     

                     

                    圖32

                    試題詳情

                                                                  

                     

                     

                     

                     

                                                        

                     

                     

                     

                     

                     

                                                       圖33

                     

                    試題詳情

                    7.如圖34所示,直角三角形導線框固定在勻強磁場中,是一段面長為、電阻為的均勻導線,的電阻可不計,長度為。磁場的磁感強度為,方向垂直紙面向里,F(xiàn)有一段長度為、電阻為、電阻為均勻導體桿架在導線框上,開始時緊靠方向以恒定速度端滑動,滑動中始終與平行并與導線框保持良好接觸。當滑過的距離為時,導線中的電流是多大?方向如何?             圖34                                                                                       

                     

                    試題詳情

                    8.半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場,磁感強度為B=0.2T,

                    磁場方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置,

                    試題詳情

                    磁場與環(huán)面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金屬環(huán)上分別接有燈

                    L1、L2,兩燈的電阻均為R =2Ω,一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良

                    好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計(1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)

                    上向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時(如圖35所         圖35

                    示)MN中的電動勢和流過燈L1的電流。

                    試題詳情

                    (2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉90º,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為ΔB/Δt=4T/s,求L1的功率。                                                            

                     

                    試題詳情

                    文本框: 圖369.如圖36所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=37°,下端滑連接阻值為R的電阻,勻強磁場方向與導軌平面垂直,質量為0.2kg,電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.                                                         

                    (1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大;

                    (2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小;

                    試題詳情

                    (3)在上問中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)                                                       

                     

                    試題詳情

                    10.水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置,間距為L,一端通過導線與阻值為R的電阻連接;導軌上放一質量為m的金屬桿如圖37所示,金屬桿與導軌的電阻忽略不計;均勻磁場豎直向下. 用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終將做勻速運動,當改變拉力的大小時,相對應的勻速運動速度v也會變化,v與F的關系如圖38所示(取重力加速度g=10m/s2)。

                    (1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動?

                    試題詳情

                    (2)若m=0.5kg, L=0.5m, R=0.5;磁感應強度B為多大?

                    (3)由v―F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少?

                    試題詳情

                     

                     

                    試題詳情

                    文本框: 圖37

                    試題詳情

                    文本框: 圖38

                     

                     

                     

                     

                    試題詳情

                    11.如圖39所示,固定的水平光滑金屬導軌,間距為L,左端接有阻值為 R的電阻,處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中,質量為m的導體棒與固定彈簧相連,放在導軌上,導軌與導體棒的電阻均可忽略.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導軌往復運動的過程中,導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.

                    (1)求初始時刻導體棒受到的安培力.

                    (2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時,彈簧的彈性勢能為Ep,則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少?

                    (3)導體棒往復運動,最終將靜止于何處?從導體棒            

                    圖39

                    開始運動直到最終靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?                          

                     

                    試題詳情

                    12.如圖40所示,將邊長為a、質量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感應強度為B的勻強磁場,磁場的方向垂直紙面向里.線框向上離開磁場時的速度剛好是進人磁場時速度的一半,線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進人磁場.整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉動.求:                         

                    (1)線框在下落階段勻速進人磁場時的速度V2; 

                    (2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度V1;                   圖40

                    (3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.                

                     

                    試題詳情

                    13.近期《科學》中文版的文章介紹了一種新技術―――航天飛纜,航天飛纜是用柔性纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng).飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力,它還能清理“太空垃圾”等.從1967年至1999年的17次試驗中,飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學的基本定律來解釋。如圖41所示為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖,圖中兩個物體P、Q 的質量分別為mP,mQ,柔性金屬纜索長為l,外有絕緣層,系統(tǒng)在近地軌道作圓周運動,運動過程中Q距地面高為h.設纜索總保持指向地心,P的速度為vP.已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g.

                    (1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運動,地磁場在纜索所在處的磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外.設纜索中無電流,問纜索P、Q哪端電勢高?(此問中可認為纜索各處的速度均近似等于vP)求P、Q兩端的電勢差;

                    (2)設纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體P、Q通過周圍

                    的電離層放電形成電流,相應的電阻為R2,求纜索所受的安

                    培力多大;                  

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                    (3)求纜索對Q的拉力FQ 

                     

                     

                     

                     

                     

                     

                     

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                    14.磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用, 圖42左是在平靜海面上某實驗船的示意圖,磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道(簡稱通道)組成, 如圖41右所示,通道尺寸a = 2.0m、b =0.15m、c = 0.10m,工作時,在通道內(nèi)沿z軸正方向加B = 8.0T的勻強磁場;沿x軸負方向加上勻強電場,使兩極板間的電壓U = 99.6V;海水沿y軸方向流過通道, 已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m.

                     (1)船靜止時,求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向;

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                    (2)船以 = 5.0 m/s的速度勻速前進。以船為參照物,海水以5.0 m/s的速率涌入進水口,由于通道的截面積小于進水口的截面積,在通道內(nèi)海水的速率增加到  = 8.0 m/s, 求此時金屬板間的感應電動勢U感 .

                    試題詳情

                    (3)船行駛時,通道中海水兩

                    側的電壓按U'=U -U計算,海

                    水受到電磁力的80% 可以轉換

                    試題詳情

                    為船的動力, 當船以vs =5.0 m/s的速度勻速前進時,求海水推力的功率。    圖42

                     

                     

                     

                     

                    試題詳情

                    高考真題

                    1.【解析】對A選項,靜止的導線上的穩(wěn)恒電流附近產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,通過旁邊靜止的線圈不會產(chǎn)生感應電流,A被否定;穩(wěn)恒電流周圍的穩(wěn)定磁場是非勻強磁場,運動的線圈可能會產(chǎn)生感應電流,B符合事實;靜止的磁鐵周圍存在穩(wěn)定的磁場,旁邊運動的導體棒會產(chǎn)生感應電動勢,C符合;運動的導線上的穩(wěn)恒電流周圍產(chǎn)生運動的磁場,即周圍磁場變化,在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應電流,D符合。

                    【答案】A

                    2.【解析】本題考查右手定則的應用。根據(jù)右手定則,可判斷PQ作為電源,Q端電勢高,在PQcd回路中,電流為逆時針方向,即流過R的電流為由c到d,在電阻r的回路中,電流為順時針方向,即流過r的電流為由b到a。當然也可以用楞次定律,通過回路的磁通量的變化判斷電流方向.所以選項B正確

                    【答案】B

                    3.【解析】如圖所示,設觀察方向為面向北方,左西右東,則地磁場方向平行赤道表面向北,

                    若飛機由東向西飛行時,由右手定則可判斷出電動勢方向為由上

                    向下,若飛機由西向東飛行時,由右手定則可判斷出電動勢方向

                    為由下向上,A對B錯;沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運動時,速

                    度方向平行于磁場,金屬桿中一定沒有感應電動勢,C錯D對。

                    【答案】AD

                    4.【解析】在釋放的瞬間,速度為零,不受安培力的作用,只受到重力,A對。由右手定則可得,電流的方向從b到a,B錯。當速度為時,產(chǎn)生的電動勢為,受到的安培力為,計算可得,C對。在運動的過程中,是彈簧的彈性勢能、重力勢能和內(nèi)能的轉化,D錯。

                    【答案】AC

                    5.【解析】在x=R左側,設導體棒與圓的交點和圓心的連線與x軸正方向成θ角,則導體棒切割有效長度L=2Rsinθ,電動勢與有效長度成正比,故在x=R左側,電動勢與x的關系為正弦圖像關系,由對稱性可知在x=R右側與左側的圖像對稱。

                    【答案】A

                      6.【解析】考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時,電感L1和L2的電流均等于三個燈泡的電流,斷開電鍵K的瞬間,電感上的電流i突然減小,三個燈泡均處于回路中,故b、c燈泡由電流i逐漸減小,B、C均錯,D對;原來每個電感線圈產(chǎn)生感應電動勢均加載于燈泡a上,故燈泡a先變亮,然后逐漸變暗,A對。本題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象,平時要注意透徹理解。

                    【答案】AD.

                    7.【解析】該題利用導體在磁場中的切割模型綜合考查法拉第電磁感應定律、歐姆定律、物體平衡、牛頓第二定律和變速直線運動規(guī)律;導體從靜止開始又變加速到勻加速,又由勻加速到勻速直至完成全過程,環(huán)環(huán)相扣,逐步深入,循序漸進,無不滲透著經(jīng)典物理的科學思想和方法.

                    (1)體棒ab從A處下落時的有效切割長度為r,由法拉第電磁感應定律得:

                    E1Brv1,此時等效電路的電阻為R總1==4R,所以I1==,故安培力F1=BI1L1=,由牛頓第二定律得mg-F1=ma,所以a=g-,

                    (2)有效切割長度為2r,所以感應電動勢為E2=2Brv,此時等效電路的電阻為R總2==3R,所以I2==,故安培力為F2=BI2L2=,因棒中電流大小始終不變,也就是速度不變,所以棒受力平衡,即mg=,v=,在無磁場區(qū)域棒做勻加速直線運動,由勻變速直線運動規(guī)律v2-v22=2gh,所以h=-,得I22=I2=,故P2=I222R2==,

                    (3)由牛頓第二定律F+mg-=ma,所以F=ma-mg+

                    【答案】(1) a=g-   (2)   (3) F=ma-mg+

                    8.(1)a和b不受安培力作用,由機械能守恒可知

                    (2)設導體棒剛進入無磁場區(qū)域時的速度為,剛離開無磁場區(qū)域時的速度為,

                    由能量守恒得:在磁場區(qū)域中,

                    在無磁場區(qū)域中,

                    解得:

                    (3)在無磁場區(qū)域,根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律,且平均速度,有磁場區(qū)域,棒a受到的合力

                    感應電動勢  ,感應電流,解得

                    根據(jù)牛頓第二定律,在t到時間內(nèi)

                    解得

                    【答案】(1)    

                    (2)      

                     (3)

                    9.【解析】(1)改變電流方向,磁通量變化量為原來磁通量的兩倍,即2BS,代入公式計算得B=,由法拉第電磁感應定律可知電動勢的平均值ε=。

                    (2)根據(jù)數(shù)據(jù)可得B與I成正比,比例常數(shù)約為0.00125,故B=kI(或0.00125I)

                    (3)為了得到平均電動勢的準確值,時間要盡量小,由B的計算值可看出與N和S相關聯(lián),故選擇A、B。

                    【答案】(1),             

                    (2)0.00125I(或kI)      

                    (3)A,B

                    10.【解析】正確分析線框的受力情況和運動情況是解決問題的關鍵

                    (1)cd邊剛進入磁場時,做自由落體運動,線框速度v=

                    所以線框中產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv=BL

                    (2)此時線框中電流   I=由分壓原理可得,cd兩點間的電勢差U=I()=

                    (3)安培力     F=BIL=   根據(jù)牛頓第二定律mg-F=ma,由a=0

                    解得下落高度滿足    h=

                    【答案】(1)E=BLv=BL  (2)U=I()=   (3)

                    11.【解析】導體棒所受的安培力為:F=BIl………………① 

                    由題意可知,該力的大小不變,棒做勻減速運動,因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中,平均速度為:……………………②  

                    當棒的速度為v時,感應電動勢的大小為:E=Blv………………③  

                    棒中的平均感應電動勢為:………………④  

                    綜合②④式可得:………………⑤   

                    導體棒中消耗的熱功率為:………………⑥   

                    負載電阻上消耗的熱功率為:…………⑦   

                    由以上三式可得:…………⑧   

                      【答案】(1)    (2)

                    12.【解析】(1)由于列車速度與磁場平移速度不同,導致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化,由于電磁感應,金屬框中會產(chǎn)生感應電流,該電流受到的安培力即為驅動力。                                             

                    (2)為使列車獲得最大驅動力,MN、PQ應位于磁場中磁感應強度同為最大值且反向的地方,這會使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大,導致框中電流最強,也會使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大。因此,d應為的奇數(shù)倍,即

                         或       ()①

                    (3)由于滿足第(2)問條件:則MN、PQ邊所在處的磁感應強度大小均為B0且方向總相反,經(jīng)短暫的時間,磁場沿Ox方向平移的距離為,同時,金屬框沿Ox方向移動的距離為。  因為v0>V,所以在時間內(nèi)MN邊掃過磁場的面積

                        在此時間內(nèi),MN邊左側穿過S的磁通移進金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化

                                

                        同理,該時間內(nèi),PQ邊左側移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化

                               

                        故在內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化         

                    根據(jù)法拉第電磁感應定律,金屬框中的感應電動勢大小          

                     根據(jù)閉合電路歐姆定律             

                    根據(jù)安培力公式,MN邊所受的安培力   PQ邊所受的安培力    

                     根據(jù)左手定則,MN、PQ邊所受的安培力方向相同,此時列車驅動力的大小

                             聯(lián)立解得     

                    【答案】(1)  電流受到的安培力即為驅動力   (2)   (3)

                    名校試題

                    1.【解析】若保持電鍵閉合,磁通量不變,感應電流消失,所以鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落;正、負極對調(diào),同樣磁通量增加,由楞次定律,鋁環(huán)向上跳起.

                    【答案】CD

                    2.【解析】 是楞次定律可以判斷選項AC正確                    

                    【答案】AC

                    3.【解析】橡膠盤A在加速轉動時,產(chǎn)生的磁場在不斷增加,穿過B的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律可知B正確。

                    【答案】B

                    4.【解析】矩形線框向上進入勻強磁場時,受到向下的重力和磁場力,致使速度減小,所

                    以v1>v2,A正確;進入磁場后上升階段從位置2到位置3,無磁場力,重力做負功,所以v2>v3,B錯誤;從位置2上升至最高點后再返回至位置2,無磁場力,重力做功為零,所以v2=v4,C正確;下落離開磁場的過程中,受到向下的重力和向上的磁場力,兩個力大小無法確定,所以v4與v5無法比較,D錯誤。

                    【答案】AC

                    5.【解析】當拉力恒定時,                       

                     

                    最終以的速度做勻速運動,則,代入的表達式中得

                    當功率恒定時,

                    最終以的速度做勻速運動,則

                    代入的表達式中得

                    【答案】C

                    6.【解析】對棒受力分析如圖所示,從能的轉化與守恒角度出發(fā),可推知外力F克服棒所受的摩擦力做功直接將其他形式的能轉化為內(nèi)能,而F克服安培阻力做的功將其他形式的能轉化為電能,其功率為P=(F-f)Va,故感應電流做功的 功率也為,C項正確.本題易錯選D,實際上它是回路的總電能的一部分。在棒上通過克服做功轉化為棒與軌道的內(nèi)能,功率.這時棒與相當于電動機通過感應電流而運動,把電能通過克服做功轉化為內(nèi)能.電能的另一部分,由電流的熱效應轉化為電路的內(nèi)能,電能的另一部分,由電流的熱效應轉化為電路的內(nèi)能,其功率為感應電流做功的總功率減去棒上輸出的功率,即,故D項所指正是這部分功率而非感應電流做功的總功率.

                    【答案】C

                    7.【解析】⑴勻速時,拉力與安培力平衡,F(xiàn)=BIL

                        得:                        

                    ⑵金屬棒a切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢E=BLv

                        回路電流  聯(lián)立得:

                    ⑶平衡時,棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ,

                            得:θ=60°

                    【答案】(1)   (2)    (3)

                    8.【解析】(1)設ab棒離開磁場邊界前做勻速運動的速度為v,產(chǎn)生的電動勢為E = BLv…

                    電路中電流 I = ……………對ab棒,由平衡條件得 mg-BIL = 0…

                    解得 v =

                    (2) 由能量守恒定律:mg(d0 + d) = E + mv2

                    解得 ,

                    (3)設棒剛進入磁場時的速度為v0,由mgd0 = mv02,得v0 =

                    棒在磁場中勻速時速度為v = ,則

                    1 當v0=v,即d0 = 時,棒進入磁場后做勻速直線運 

                    2 當v0 < v,即d0 <時,棒進入磁場后做先加速后勻速直線運動

                    3 當v0>v,即d0時,棒進入磁場后做先減速后勻速直線運動

                    【答案】(1) (2)  (3)

                    9.【解析】(1)勻速下降時,金屬桿勻速上升,回路中產(chǎn)生的感應電動勢為:

                    、整體有:

                    由以上式子解得:

                    (2)由(1)得:                       

                    圖象可知:

                    所以解得:

                    【答案】(1)     (2)

                    10.【解析】(1)當金屬棒勻速下滑時速度最大,設最大速度為vm,達到最大時則有

                    mgsinθ=F              F=ILB

                                        其中   R=6R                                         所以      mgsinθ=        解得最大速度                                    

                    (2)R2上消耗的功率       其中                                        

                         又                                          

                    解以上方程組可得

                    時,R2消耗的功率最大          最大功率 

                     【答案】(1)  (2)          

                    11.【解析】(1)在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,磁場變化導致電路中產(chǎn)生感應電動勢.電路為r與R并聯(lián),再與RL串聯(lián),電路的總電阻

                    =5Ω                     ①

                    此時感應電動勢

                    =0.5×2×0.5V=0.5V          ②

                    通過小燈泡的電流為:=0.1A            ③

                    (2)當棒在磁場區(qū)域中運動時,由導體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢,電路為R與RL并聯(lián),再與r串聯(lián),此時電路的總電阻

                    =2+Ω=Ω       ④

                    由于燈泡中電流不變,所以燈泡的電流IL=0.1A,則流過棒的電流為

                    0.3A             ⑤

                    電動勢                        ⑥

                    解得棒PQ在磁場區(qū)域中v=1m/s                                 

                    【答案】(1)    0.1A       (2)運動的速度大小v=1m/s

                    12.【解析】(1)ab桿向右運動時,ab桿中產(chǎn)生的感應電動勢方向為a→b,大小為E=BLv1,…   耐桿中的感應電流方向為d→c.cd桿受到的安培力方向水平向右

                        安培力大小為①   

                    解①、③兩式,ab桿勻速運動的速度為

                    (2)ab桿所受拉力F=

                    (3)設cd桿以v2速度向下運動h過程中,ab桿勻速運動了s距離

                        整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功

                       

                    【答案】(1)   (2)  (3)

                     13.【解析】導軌在外力作用下向左加速運動,由于切割磁感線,在回路中要產(chǎn)生感應電流,導軌的bc邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化,導軌受到PQ棒的摩擦力也要變化,因此導軌的加速度要發(fā)生改變.導軌向左切割磁感線時,感應電動勢   E=BLv    ①  

                    感應電流       ②  

                        ③       導軌受到向右的安培力F 1= BIL,金屬棒PQ受到向上的安培力F2= BIL,導軌受到PQ棒對它的摩擦力, 

                    根據(jù)牛頓第二定律,有

                            ④   

                    (1)當剛拉動導軌時,v=0,由③④式可知I=0時有最大加速度am,即

                    m/s2  

                    (2)隨著導軌速度v增大感應電流I增大而加速度a減小,當a=0時,導軌有最大速度vm,從④式可得

                     

                    A代入③式,得             

                    m/s  

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                    20080523

                    t=t1時,v達到最大,I達到2.5 A,電流I隨時間t的變化圖線如圖所示所示.  

                    【答案】(1)  

                    m/s2  

                    (2)m/s    (3)如圖所示26所示

                      1. 20080523

                        (2)棒做加速度逐漸減小的變加速運動,棒到達底端時速度最大,由能量守恒定律得

                           解得   m/s 

                        (3)當棒的速度為v時,感應電動勢  E=Bdv 

                        感應電流   棒所受安培力F=BId   

                        當棒的速度為v=2 m/s時,F=1 N     由牛頓第二定律得 

                        解得棒的加速度  m/s2 

                        【答案】(1)由b指向a;(2)m/s;  (3)m/s2

                        考點預測題

                        1.【解析】銅環(huán)經(jīng)過位置1時,有磁通量變化產(chǎn)生感應電流受磁場力方向向上,阻礙磁通量的增加,所以,; 經(jīng)過位置2時,環(huán)中磁通量最大,磁通量變化率為零,不產(chǎn)生感應電流,只受重力mg,故a2 =g;銅環(huán)在位置3時速度大于位置1時的速度,所以經(jīng)過位置3時磁通量變化率比位置1時大,產(chǎn)生的感應電流也大,受到的磁場力也大,且該磁場力仍然是阻礙環(huán)與磁場的相對運動,方向向上,所以a3< a1<g 。

                         【答案】A、B、D.

                         2.【解析】由于環(huán)中感應電流所受安培力的方向既跟直流電流產(chǎn)生的磁場方向垂直,又跟環(huán)中感應電流方向垂直,環(huán)各部分所受的安培力的合力應在豎直平面上,環(huán)只可能的豎直平面內(nèi)運動,故轉動不可能。如左右平動,不影響環(huán)垂直磁場的凈面積,也不影響穿過圓環(huán)的凈磁通。如向上平動,使凈面積增加,凈磁通增加,故向上平動不可能。如向下平動,使凈面積減小,凈磁通減少,滿足“效果阻礙原因”。顯然不論直導線中電流方向如何,只要電流強度增大,最終環(huán)的機械運動都一樣,即向下平動。反之如電流強度減小,則向上平動。

                        【答案】A.

                        2.法拉第電磁感應定律問題

                        3.【解析】當雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時,測量線圈中就產(chǎn)生感應電動勢,根據(jù)法拉第電磁感應定律可得:

                                                 

                        由歐姆定律得:            

                        由上述二式可得:

                        【答案】

                        4.【解析】(1)設線圈向右移動一距離ΔS,則通過線圈的磁通量變化為:,而所需時間為,  

                        根據(jù)法拉第電磁感應定律可感應電動勢力為V.

                        (2)根據(jù)歐姆定律可得感應電流A,     

                        電功率P=IE=W          

                        【答案】(1) V   (2)W

                        5.【解析】0-1s內(nèi)B垂直紙面向里均勻增大,則由楞次定律及法拉第電磁感應定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應電流,方向為逆時針方向,排除A、C選項;2s-3s內(nèi),B垂直紙面向外均勻增大,同理可得線圈中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針方向,排除B選項,D正確。

                        【答案】D

                        6.【解析】從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中,線框切割磁感線的有效長度逐漸增大,所以感應電流也逐漸拉增大,A項錯誤;從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時,切割磁感線有效長度不變,故感應電流不變,B項錯;當正方形線框下邊離開磁場,上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中,磁通量減少的稍慢,故這兩個過程中感應電動勢不相等,感應電流也不相等,D項錯,故正確選項為C。

                             【答案】C

                        7.【解析】當滑過時,其等效電路如圖所示.這時的有效切割長度為

                        電阻:   

                        總電流:

                        由并聯(lián)分流關系可知:

                        導線中的電流方向由.                      

                        【答案】方向由.

                        8.【解析】(1)棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時,MN中的電動勢

                        E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V          

                        等效電路如圖所示,流過燈L1的電流

                        I1=E1/R=0.8/2=0.4A           

                        (2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉90º,半圓環(huán)OL1O′中產(chǎn)生感應電動勢,相當于電源,燈L2為外電路,等效電路如圖所示,感應電動勢

                        E2Фt=0.5×πa2×ΔBt=0.32V     ③

                        L1的功率

                        P1=(E­2/2)2/R=1.28×102W

                        【答案】(1)  I1=E1/R=0.8/2=0.4A     (2)1.28×102W

                        9.【解析】金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時從力的角度來看,就是金屬棒受到的合力為零,此時的速度也叫收尾速度.。金屬棒開始下滑的初速為零,根據(jù)牛頓第二定律

                        mgsinθ-μmgcosθ=ma     ①

                        由①式解得a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2  、

                        (2)設金屬棒運動達到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,棒在沿導軌方向受力平衡

                        mgsinθ-μmgcosθ-F=0     、

                        此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率

                        P=Fv     、

                        由③,④兩式解得  、

                        (3)設電路中電流為I,兩導軌間金屬棒長為l,磁場的磁感應強度為 B

                           ⑥

                        P=I2R   、

                        由⑥,⑦兩式解得   、

                        磁場方向垂直導軌平面向上.

                        【答案】(1)4m/s2  (2)     (3)

                        10.【解析】求解本題的關鍵是把直線方程和圖線的數(shù)據(jù)相結合綜合解決問題,正確的解題思路是當導體棒勻速時,合力為零,而金屬桿受拉力、安培力和阻力作用,利用平衡關系,可以建立直線方程,通過圖線的數(shù)據(jù),就可以解決問題.

                        (1)桿最終勻速運動時,外力必然與安培力相等,而沒有達到勻速之前,安培力隨電流的增大而增大,因而合力越來越小,所以加速度也越來越小,加速度越來越小的加速直線運動

                        (2)感應電動勢  E=Blv,感應電流    安培力 

                        由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用,勻速時,合力為零,    所以 由圖線可以得到直線的斜率 k=2,而 ,即:T

                        (3)由圖線的直線方程: 可知直線的截距為  m/s

                        所以可以求出金屬桿所受到的阻力f,代入數(shù)據(jù)可得:f =2N

                        若金屬桿受到的阻力僅為滑動摩擦力,由截距可求得動摩擦因數(shù)

                        【答案】(1 加速度越來越小的加速直線運動(2) 1T         (3)

                        11.【解析】導體棒以初速度υ0做切割磁感線運動而產(chǎn)生感應電動勢,回路中的感應電流使導體棒受到安培力的作用?安培力做功使系統(tǒng)機械能減少,最終將全部機械能轉化為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.由平衡條件知,棒最終靜止時,彈簧的彈力為零,即此時彈簧處于初始的原長狀態(tài).

                        (1)初始時刻棒中感應電動勢E=Lv0B    、   

                        棒中感應電流     ②                            

                        作用于棒上的安培力F=ILB    、

                        聯(lián)立①②③,得,安培力方向:水平向左

                        (2)由功和能的關系,得安培力做功

                        電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱

                        (3)由能量轉化及平衡條件等,可判斷:棒最終靜止于初始位置

                        【答案】(1)         (2)            (3)

                        12.【解析】由題意可知線框在磁場中一直是作變速直線運動。所以對整個過程只能由能的觀點求解.

                        (1)若線框在下落階段能勻速地進入磁場,則線框在進入磁場的過程中受力平衡,則據(jù)平衡條件可知線框在進入磁場瞬間有:,解得:                      

                        (2)線框從離開磁場至上升到最高點過程中據(jù)動能定理有:  ①

                        線框從最高點回落至進入磁場前瞬間的過程據(jù)動能定理有:  ②

                        聯(lián)立①②可解得:,代入可得:

                        (3)設線框進入磁場的速度為v0,則線框在向上通過磁場過程中要克服重力、空氣阻力及安培力做功,而克服安培力做功的量即是此過程中產(chǎn)生電能的量,也即是產(chǎn)生的熱量Q,根據(jù)能量守恒定律有:,又由題可知

                        解得:Q=

                        【答案】(1)    (2)      (3)

                        13.【解析】(1)中判斷P、Q的電勢高低時,可以假設PQ是閉合電路的一部分,根據(jù)右手定則可得電流從Q流向P,因為PQ相當于是電源,在電源內(nèi)部電流從低電勢流向高電勢,故P點電勢高; P、Q兩點電勢差UPQ=BlvP

                           (2)纜索電流

                        同步練習冊答案