电磁感应专题(福建省2016).doc

电磁感应专题（福建省2016）20题图1（多选）（2016福建省模拟）如图所示，间距l0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角30，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B0.2T，方向垂直于斜面甲、乙两金属杆电阻R相同、质量均为m0.02kg，垂直于导轨放置起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g10 m/s2，则A甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4 sB每根金属杆的电阻R0.016 C甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大D乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1 W2（2016福建省适应性考试）如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况是如图所示中的（）ABCD3 （2016福建省泉州市一模）如图，间距为L 的两水平虚线间存在垂直纸面向里的水平匀强磁场，一边长为L的正方形闭合金属线框自上方某处自由释放，线框平面始终在同一竖直平面内，下边始终水平，以刚进入磁场时为计时起点，则线框所受安培力F 大小随时间t变化的关系图线可能为4（多选）（2016福建省三明市期末检测）一如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场。质量为m、半径为R的圆环当通有恒定 的电流I时，恰好能水平静止在N极正上方H处。已知与磁单极子N极相距r处的磁场强 度大小为B=，其中k为常数重力加速度为g。则 A静止时圆环的电流方向为顺时针方向（俯视） B.静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势 C.静止时圆环的电流 D. 若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，下落中 加速度先增加后减小5（多选）（2016福建省漳州市二模）海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电，在我国南海上有一浮筒式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R=15 的灯泡相连浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，（图乙中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N=200的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B=0.2 T，线圈直径D=0.4 m，电阻r=1 取g=10 m/s2，210，若浮筒随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4sin（t）m/s，则下列说法正确的是 A波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e=16sin（t）VB灯泡中电流i的瞬时表达式为i=4sin（t）AC灯泡的电功率为120 WD灯泡两端电压的有效值为V6（2016福建省南宁市高考物理质检）如图所示，平行金属导轨MN、PQ放置在水平面上，导轨宽度L=0.5m，其左端接有R=2的定值电阻，导轨MN上X0部分是单位长度电阻=6/m的均匀电阻丝，其余部分电阻不计，垂直于导轨平面的磁场，其磁感应强度BX随位移X发生变化质量m=1kg，电阻不计的导体棒垂直于导轨放置，导体棒与两导轨间的动摩擦因数均为=0.2，现在施加沿X轴正方向的外力F使导体棒以v=4m/s的速度从坐标原点O开始向右做匀速直线运动，导体棒运动过程中电阻R上消耗的电功率P=8W且恒定求：（1）导体棒运动过程中电阻通过的电流强度I；（2）磁感应强度BX随位移X变化的函数关系式；（3）从O点开始计时，导体棒运动2秒的时间内拉力所做的功7. （2016福建省泉州市二模）如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平成=30的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值R1=R2=2，导轨间距L=0.6m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域M1M2P2P1内分布有垂直斜面向上的磁场，磁场上下边界M1P1、M2P2的距离d=0.2m，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻，在右侧导轨斜面上与M1P1距离s=0.1m处，有一根阻值r=2的从属棒ab垂直于导轨由静止释放，恰好独立匀速通过整个磁场区域，取重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计。求：(1)ab在磁场中运动的速度大小v；(2)在t1=0.1s时刻和t2=0.25s时刻电阻R1的电功率之比；(3)电阻R2产生的总热量Q总。8. （2016福建省厦门市二模） (20分)如图甲所示，与水平面成角的两根足够长的平行绝缘导轨，间距为L，导轨间有垂直导轨平面方向、等距离间隔的匀强磁场B1和B2，B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B；导轨上有一质量为m的矩形金属框abcd，其总电阻为R，框的宽度ab与磁场间隔相同，框与导轨间动摩擦因数为；开始时，金属框静止不动，重力加速度为g；（1）若磁场以某一速度沿直导轨向上匀速运动时，金属框恰好不上滑，求金属框中电流大小；（2）若磁场以速度v0沿直导轨向上匀速运动，金属框也会沿直导轨向上匀速运动，为了维持金属框的匀速运动，求磁场提供的最小功率；（3）若t=0时磁场沿直导轨向上做匀加速直线运动；金属框经一段时间也由静止开始沿直导轨向上运动，其v-t关系如图乙所示（CD段为直线，t、 v1为已知）；求磁场的加速度大小。 图甲 b c d a B1 B2 B1 B2 B1 B2 C D A 图乙 v/ms-1t/s 0 t v19（12分）（2016福建省漳州市二模）如图甲所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2 m，连在导轨一端的电阻R=0.4 ，ab是跨接在导轨上质量m=0.1 kg的导体棒。从零时刻开始，对ab施加一个大小为F =0.45 N，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的v -t图像，其中AO是图像在O点的切线，AB是图像的渐近线。除R以外，其余部分的电阻均不计。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。已知当棒的位移为10 m时，其速度达到了最大速度10 m/s。求：（1）在棒运动10 m过程中电阻R上产生的焦耳热；（2）磁感强度B的大小。12345ACAAACBCD6【解答】解：（1）根据P=I2R 得 =A=2A （2）在位移为X处：电动势EX=BXLv 导轨电阻RX=X 电路中的电流IX= 依题意IX=I 由解得： 代入数据解得BX=6X+2（T） （3）在位移为X处导体棒所受安培力为：FX=BXIL 由代入数据得：FX=6X+2（N） t=2s时间内导体棒位移X=vt=42m=8m由于安培力的大小随位移X做线性变化：t=0时 F1=2Nt=2s时 F2=50N由得：2s内安培力做功W安=代入数据解得W安=208J运动2S的时间内摩擦力做的功：Wf=fX=0.2108J=16J由动能定理WFW安W f=EK 由代入数据解得：拉力做功WF=224J 7【解答】25.（20分）解析： (1)由mgssin=mv2 （2分）得v=1m/s （2分）（2）棒从释放到运动至M1P1的时间t= = 0.2s （1分）在t10.1 s时，棒还没进入磁场，有E1Ld0.6V （1分）此时，R2与金属棒并联后再与R1串联R总3 （1分）U1R10.4 V （1分）由图乙可知，t=0.2s后磁场保持不变，ab经过磁场的时间t= =0.2s，故在t20.25 s时ab还在磁场中运动，电动势E2BLv=0.6V （1分）此时R1与R2并联，R总=3，得R1两端电压U10.2V （1分）电功率P=，故在t10.1 s和t20.25 s时刻电阻R1的电功率比值 = = 4 （1分）(3)设ab的质量为m，ab在磁场中运动时通过ab的电流I= （1分）ab受到的安培力FABIL （1分）又mgsin= BIL （1分） 解得m=0.024kg （1分）在t=00.2s时间里，R2两端的电压U2=0.2V，产生的热量Q1=t=0.004J （1分）ab最终将在M2P2下方的轨道区域内往返运动，到M2P2处的速度为零，由功能关系可得在t=0.2s后，整个电路最终产生的热量Q=mgdsin+mv2=0.036J （2分）由电路关系可得R2产生的热量Q2=Q=0.006J （1分）故R2产生的总热量Q总= Q1+ Q2=0.01 J （1分）8.(20分)(1) (6分)金属框恰好不上滑，由平衡条件: 2分 2分 解得: 2分(2) (6分)解法一：由能量守恒可得, 磁场提供的最小功率, (其中v为金属框匀速运动的速度)1分金属框中电动势为 1分金属框中电流为 1分对金属框由平衡条件: 1分解得: 2分解法二: 由功能关系可得, 磁场提供的最小功率等于磁场克服安培力做功的功率,2分对金属框由平衡条件: 2分 解得: 2分（3）（8分）对金属框图乙中A点：由平衡条件： 1分金属框中电动势为（其中v0为磁场运动的瞬时速度）1分金属框中电流为对金属框图乙中C点：由牛顿第二定律：1分金属框中电动势为（其中vt为磁场运动的瞬时速度）1分金属框