河北省高考物理二轮复习 考点综述 电磁感应定律的综合运用.doc

河北2013年高考二轮复习考点综述电磁感应定律的综合运用1如图1所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”干电池、开关、线圈a、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈b串联成另一个电路线圈a、b套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是()图12如图2所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 t，导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰好静止，已知棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，则()图2aab棒向上运动的速度为1 m/sbab棒受到的拉力大小为0.2 nc在2 s时间内，拉力做功为0.4 jd在2 s时间内，ab棒上产生的焦耳热为0.4 j3物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图3所示，她把一个带铁芯的线圈l、开关s和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈l上，且使铁芯穿过套环，闭合开关s的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()图3a线圈接在了直流电源上b电源电压过高c所选线圈的匝数过多d所用套环的材料与老师的不同4如图4所示，在倾角为的斜面上固定有两根足够长的平行光滑导轨，两导轨间距为l，金属导体棒ab垂直于两导轨放在导轨上，导体棒ab的质量为m，电阻为r.导轨电阻不计空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为b.当金属导体棒ab由静止开始向下滑动一段时间t0后，再接通开关s，则关于导体棒ab运动的vt图象可能正确的是()图45如图5所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的ab边始终与磁场右边界平行已知abbcl，线框导线的总电阻为r，则线框离开磁场的过程中()图5a线框中的电动势随时间均匀减小b通过线框截面的电荷量为c线框所受外力的最大值为d线框中的热功率与时间成正比6如图6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，上端接有定值电阻r，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为b.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为p，导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是()图6ap2mgvsin bp3mgvsin c当导体棒速度达到时加速度大小为sin d在速度达到2v以后匀速运动的过程中，r上产生的焦耳热等于拉力所做的功7如图7所示，空间被分成若干个区域，分别以水平线aa、bb、cc、dd为界，每个区域的高度均为h，其中区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，区域存在垂直于纸面向里且与区域的磁感应强度大小相等的匀强磁场竖直面内有一边长为h、质量为m的正方形导体框，导体框下边与aa重合并由静止开始自由下落，导体框下边刚进入bb就做匀速直线运动，之后导体框下边越过cc进入区域，导体框的下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动求：图7(1)导体框在区域匀速运动的速度(2)从导体框下边刚进入bb时到下边刚触到dd时的过程中，导体框中产生的热量(已知重力加速度为g，导体框始终在竖直面内运动且下边始终水平)8如图8甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨pq、mn架设的斜面上已知斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是pq、mn导轨的间距的一半，导轨间分界线oo以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示若a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，试求：图8(1)pq、mn导轨的间距d；(2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数；(3)匀强磁场的磁感应强度b的大小9如图9所示，水平放置的金属细圆环半径为0.1 m，竖直放置的金属细圆图9柱(其半径比0.1 m小得多)的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心o，将一质量和电阻均不计的导体棒一端固定一个质量为10 g的金属小球，被圆环和细圆柱端面支撑，棒的一端有一小孔套在细轴o上，固定小球的一端可绕轴线沿圆环作圆周运动，小球与圆环的摩擦因数为0.1，圆环处于磁感应强度大小为4 t，方向竖直向上的恒定磁场中，金属细圆柱与圆环之间连接如图电学元件，不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流产生的磁场，开始时s1断开，s2拨在1位置，r1r34 ，r2r46 ，c30 f，求：(1)s1闭合，问沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的a端，才能使棒稳定后以角速度10 rad/s匀速转动？(2)s1闭合稳定后，s2由1拨到2位置，作用在棒上的外力不变，则至棒又稳定匀速转动的过程中，流经r3的电量是多少？参考答案1b2b3d金属套环跳起的原因是开关s闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的线圈接在直流电源上，s闭合时，金属套环也会跳起电压越高，线圈匝数越多，s闭合时，金属套环跳起越剧烈若套环是非导体材料，则套环不会跳起故选项a、b、c错误，选项d正确4acd当开关s闭合前导体棒ab匀加速运动时，其加速度为agsin ，经时间t0，其末速度为vtgt0sin .当开关s闭合后，导体棒ab会受到安培力作用，由左手定则可知，安培力沿导轨向上，当导体棒的重力沿导轨向下的分力与安培力平衡时，导体棒的运动速度达到稳定，这就是导体棒的收尾速度5b三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度lvt，所以线框中感应电动势的大小eblvbv2t，故选项a错误；线框离开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量qitt，选项b正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则fbit，选项c错误；线框的热功率pfvbiv2t，选项d错误6ac导体棒由静止释放，速度达到v时，回路中的电流为i，则根据共点力的平衡条件，有mgsin bil.对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，以2v的速度匀速运动时，则回路中的电流为2i，则根据平衡条件，有fmgsin b2il，所以拉力fmgsin ，拉力的功率pf2v2mgvsin ，故选项a正确、选项b错误；当导体棒的速度达到时，回路中的电流为，根据牛顿第二定律，得mgsin blma，解得asin ，选项c正确；当导体棒以2v的速度匀速运动时，根据能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于r上产生的焦耳热，故选项d错误7解析(1)导体框从aa到bb过程中，设刚进入bb时导体框的速度为v，则mghmv2，所以v导体框进入bb开始匀速运动时mgbih，i，所以mg导体框下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动时mg2bih，i，所以mg由以上各式得v(2)从导体框下边刚进入bb时到下边刚出dd时的过程中，设产生的热量为q由动能定理：2mghqmv2mv2，q2mghmv2所以qmgh.答案(1)(2)mgh8解析(1)由题图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做加速运动，因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：d2vt23(0.60.4)m1.2 m(2)设进入磁场前导体棒运动的加速度为a，由图乙得： a7.5 m/s2，因a、b一起运动，故可看作一个整体，其受力分析如图所示由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos 2ma解得：0.083(3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有2mgsin 2mgcos bid0i联立解得：b0.83 t答案 (1)1.2 m(2)0.083(3)0.83 t9解析(1)金属细圆柱产生的电动势为ebl22 v，对整个系统由功能关系得(ff)l，代入数据解得f0.41 n.(2)s1闭合，s2拨到2位置，稳