三：电磁感应(打印).doc

一：水平单杆1：如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m 的金属棒ab，其电阻r=0.1框架左端的电阻R=0.4垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=_通过ab棒的电流I=_ab棒两端的电势差Uab= _在电阻R上消耗的功率PR= _在ab棒上消耗的发热功率Pr = _ 切割运动中产生的电功率P= _ 2：如图所示，足够长的金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导体棒ab可以在导轨上无摩擦的滑动。已知匀强磁场的磁感强度B=0.4T，轨道间距L=0.1m，导体棒ab的质量m=20g，电阻r=1.0W，电阻R=3.0 W ，其他电阻不计。求：(1) 导体棒ab由静止释放后，a、b哪端电势高？(2) 导体棒ab下滑的最大速度多大？(3) 导体棒ab下滑达到最大速度后，棒重力的功率、棒克服安培力做功的功率、电阻R消耗的功率和电阻r消耗的功率各为多大？(4) 导体棒ab下滑速度为最大速度的一半时，棒重力的功率、棒克服安培力做功的功率、电阻R消耗的功率和电阻r消耗的功率各为多大？(1)b端电势高 (2)500m/s (3) 100W，100W， 75W， 25W.(4) 50W， 25W， 18.75W， 6.25W。BRFab3（12.1东城）（10分）如图所示，宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下，磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4的电阻，框架上面置一电阻r=0.1的金属导体ab，ab长为0.5m。ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长，轨道电阻及接触电阻忽略不计）。（1）试判断金属导体ab两端哪端电势高；（2）求通过金属导体ab的电流大小；（3）求水平恒力F对金属导体ab做功的功率。4.在B=0.5T匀强磁场中,垂直磁场水平放置的平行两导轨相距L= 0.20m,导轨光滑且电阻不计, R=0.8W, CD电阻r=0.2W, m=0.1kg. 现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之以a=10m/s2从静止开始做匀加速运动,(1)写出F与t的函数关系. (2) 求t=10s时F的功率.(3)求t=10s时的电功率.5（12.1石景山）(分) 如图15所示，宽度为L0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B = 0.2 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v = 5.0 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：vBRMN图15（1）在闭合回路中产生感应电流的大小I；（2）作用在导体棒上拉力的大小F；（3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个过程中电阻 R上产生的热量Q。MabBRFNPQ6（12.1西城）（11分）如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L0.50m。轨道左端接一阻值R=0.50的电阻。轨道处于磁感应强度大小B0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置。在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，以及空气阻力。（1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N。求a导体棒能达到的最大速度大小vm；b导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a。（2）若力F的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a=2.0m/s2。从力F作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s，求力F的冲量大小I。7（11.5海反）如图12甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，试求：(1)磁感应强度B的大小(2)当t1.5 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(3)金属棒ab在开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量；8（11.1东城）（12分）如图所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为，棒与导轨的接触电阻不计。导轨左端连有阻值为2R的电阻。轨道平面上有n段竖直向下的宽度为a、间距为b的匀强磁场（ab），磁感应强度为B。金属棒初始位于OO处，与第一段磁场相距2a。求：（1）若金属棒有向右的初速度v0，为使金属棒保持v0的速度一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力。求金属棒不在磁场中受到的拉力F1和在磁场中受到的拉力F2的大小；（2）在（1）的情况下，求金属棒从OO开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功；（3）若金属棒初速度为零，现对其施以水平向右的恒定拉力F，使棒进入各磁场的速度都相同，求金属棒从OO开始运动到刚离开第n段磁场整个过程中导轨左端电阻上产生的热量。b2aBOLR2RBBOaaabb9、（11.1房山）如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；（2）求第2s末外力F的瞬时功率；甲乙aMbQNFRP电压传感器接电脑t/sU/V0 0.5 1.0 1.5 2.00.10.2（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J，求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少。二：斜面单杆 BRabMNPQ10两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。求：ab杆下滑的最大速度vm；ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x；通过电阻R的电量q。BRabMNPQ11、（12.1东城（普）如图15，两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。求ab杆下滑的最大速度vm；ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。12. （11.4丰台）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L=1 m。导轨平面与水平面成q37角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T。质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，它们间的动摩擦因数为=0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达到稳定时，速度大小为10 m/s。（取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8）。求：RabB（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率；（3）电阻R的阻值。abNQMPB13（2011年高考福建理综卷）如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（0 90)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中A运动的平均速度大小为 B下滑位移大小为C产生的焦耳热为qBLv D受到的最大安培力大小为三：双杆v0Bdabc图514（12.1海反）如图5所示，两足够长的平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd静止在导轨上，与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，ab、cd两棒的质量分别为2m和m。某时刻cd杆突然获得一初速度v0，则在以后的运动中（ ）Aab棒做匀加速直线运动、cd棒做匀减速运动，他们的加速度之比为1:2B若某时刻ab棒的速度为v0/4，则cd棒此时的速度为v0/2C最终两棒都将做匀速运动，速度大小都为v0/3D运动过程中总共产生的焦耳热为BaccdMNNFM15（2011年高考海南理综卷）如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和MN是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好。求（1）细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度。16（12.1丰台）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨间的距离为L，导轨上平行放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R，其它电阻忽略不计，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行。开始时，导体棒cd静止、ab有水平向右的初速度v0，两导体棒在运动中始终不接触。求：（1）开始时，导体棒ab中电流的大小和方向；（2）从开始到导体棒cd达到最大速度的过程中，矩形回路产生的焦耳热；（3）当ab棒速度变为v0时，cd棒加速度的大小。17：（10.5丰台）如图所示，电阻不计的两光滑金属导轨相距L，放在水平绝缘桌面上，半径为R的1/4圆弧部分处在竖直平面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量为2 m，电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r。重力加速度为g。BabcdR开始棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上。棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为3: 1。求：（1）棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小；（2）棒cd在水平导轨上的最大加速度；（3）两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热。四：方框 18： 如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，拉力F大小； 拉力的功率P； 拉力做的功W； 线圈中产生的电热Q ；通过线圈某一截面的电荷量q 。19、（10.1虹口）如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场；测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示。在金属线框被拉出的过程中： （1）求通过线框导线截面的电量及线框的电阻； （2）写出水平力F随时间变化的表达式； （3）已知在这5s内力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？20（12.1通州）（8分）如图15所示，粗细均匀的电阻丝围成一正方形线框，其周长为L、匝数为n、总质量为M，其电阻为R，线框所在磁场的磁感应强度为B，最初时刻线框的上边缘与有界磁场上边缘重合，若用外力F将线框从磁场中以速度v匀速向上拉出，求：FB（1）流过线框中每匝导线横截面的电荷量是多少？（2）外力F至少对线框做多少功？21（11.1昌平）（18分）如图14所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行。求：（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；B