2014电磁感应.doc

2014届高三二轮物理之13电磁感应及其综合性问题【来源：高考资源网#】1 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端连接定值电阻R，导轨上水平虚线MNPQ区域内，存在着垂直于轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B将质量为m、电阻为r的导体棒在距磁场上边界d处由静止释放，导体棒进入磁场运动距离s到达CD位置，速度增加到v1，此时对导体棒施加一平行于导轨的拉力，使导体棒以速度v1匀速运动时间t后离开磁场导体棒始终与导轨垂直且电接触良好，不计导轨的电阻，重力加速度为g求：BRMNPQCD第14题图ds（1）导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势E；（2）导体棒到达CD位置时，电阻R上的电功率P；（3）整个过程中回路产生的焦耳热Q（2）导体棒到达CD位置时的感应电动势 此时R上的电功率 解得 （3）导体棒从MN运动到CD，由能量守恒定律有 以v1的速度匀速运动时间t，产生的热量 整个过程中回路产生的热量 解得 。 2 如图（a）所示，一端封闭的两条足够长平行光滑导轨固定在水平面上，相距L，其中宽为L的abdc区域无磁场，cd右段区域存在匀强磁场，磁感应强度为B0,磁场方向垂直于水平面向上；ab左段区域存在宽为L的均匀分布但随时间线性变化的磁场B，如图（b）所示，磁场方向垂直水平面向下。一质量为m的金属棒ab，在t=0的时刻从边界ab开始以某速度向右匀速运动，经时间运动到cd处。设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计。（1） 求金属棒从边界ab运动到cd的过程中回路中感应电流产生的焦耳热量Q;V0BB0badcLLL（a）tt0B2B0B0(b)第15题图（2） 经分析可知金属棒刚进入cd右段的磁场时做减速运动，求金属棒在该区域克服安培力做的功W。 (2)金属板进入cd段的初速度为金属杆一旦进入cd段，一方面整个电路中左部分会产生感生电动势，还是和原来一样 感应电流方向根据楞次定律判断得金属棒中是由下向上同时金属棒切割磁感应线，也要产生动生电动势感应电流方向金属棒中由上向下，与动生电动势相反题中说，一开始减速，说明开始时较大，总体感应电流金属棒中还是由上向下，才能与减速相符合随着速度的减小，会达到 ，此时电路中感应感应电流为零，金属棒不再减速，并将维持这个状态一直做匀速直线运动，于是我们可以求出做匀速直线运动的速度根据动能定理有3 光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量m的杆1放置在b、d两点上，杆2放置在杆1右侧L/2处。除杆2电阻为R外，杆1和轨道电阻均不计。（1）若固定杆1，用水平外力以速度v0匀速向右拉动杆2。试利用法拉第电磁感应定律推导：杆2中的感应电动势大小E =BL v0。（2）若固定杆2，用水平外力将杆1以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，杆1向左运动位移L时速度的大小为多少？（3）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L内，水平外力做的功为多少？（4）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L用了多少时间？解析：（14分）（1）经过t时间，E= = = BLv03分（2）移动L后，切割长度L/22分此时感应电动势E=BLv1/2=BLv0v1= 2v02分（3）由动能定理W+WA=EK因为安培力FA=IlB，切割有效长度l与位移成线性关系均匀减小WA= L= L= W=mv02 + = +mv02 4 如图所示，两根平行光滑导轨PQ和MN相距d0.5m，它们与水平方向的倾角为（sin0.6），导轨的上方跟电阻为R4相连，导轨上放一个金属棒，金属棒的质量为m0.2kg，电阻r2。整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B1.2T。金属