2012届高中物理 专题09 电磁感应VIP

20122012 届同心圆梦专题九届同心圆梦专题九 物理物理 考试范围 电磁感应考试范围 电磁感应 一 选择题 本题共一 选择题 本题共 1010 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 4040 分 在每小题给出的四个选项中 有的只分 在每小题给出的四个选项中 有的只 有一个选项符合题目要求 有的有多个选项符合题目要求 全部选对的得有一个选项符合题目要求 有的有多个选项符合题目要求 全部选对的得 4 4 分 选对但不分 选对但不 全的得全的得 2 2 分 有选错的得分 有选错的得 0 0 分 分 1 1831年法拉第发现用一块磁铁穿过一个闭合线路时 线路内就会有电流产生 这个效应 叫电磁感应 法拉第电磁感应定律可以这样表述 闭合电路中感应电动势的大小 A 跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 B 跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比 C 跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比 D 跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比 2 电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器 制造某种型号的电 阻箱时 要用双线绕法 如右图所示 当电流变化时双线绕组 A 螺旋管内磁场发生变化 B 穿过螺旋管的磁通量不发生变化 C 回路中一定有自感电动势产生 D 回路中一定没有自感电动势产生 3 如右图所示 在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨 导轨跟固定的大导体矩形 环M相连接 导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触 磁感应线垂直于导轨所在 平面 若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动 则在此过程中M所包围的固定闭合小矩 形导体环N中电流表内 A 有自下而上的恒定电流 B 产生自上而下的恒定电流 C 电流方向周期性变化 D 没有感应电流 4 如下图所示 有界匀强磁场的宽为l 方向垂直纸面向里 梯形线圈abcd位于纸面内 ad与bc间的距离也为l t 0 时刻 bc边与磁场边界重合 当线圈沿垂直于磁场边界的 方向匀速穿过磁场时 线圈中的感应电流I随时间t变化的图线可能是 取顺时针方向为 感应电流正方向 5 如右图所示 两条平行虚线之间存在匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 虚线间的距离 为l 金属圆环的直径也是l 圆环从左边界进入磁场 以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域 则下列说法正确的是 A 感应电流的大小先增大后减小 B 感应电流的方向先逆时针后顺时针 C 金属圆环受到的安培力先向左后向右 D 进入磁场时感应电动势平均值 1 2 EBav 6 如右图所示电路中 均匀变化的匀强磁场只存在于虚线框内 三个电阻阻值之比 R1 R2 R3 1 2 3 其他部分电阻不计 当S3断开 而S1 S2闭合时 回路中感应电流 为I 当S1断开 而S2 S3闭合时 回路中感应电流为 5I 当S2断开 而S1 S3闭合时 可判断 A 闭合回路中感应电流为 4I B 闭合回路中感应电流为 7I C 无法确定上下两部分磁场的面积比值关系 D 上下两部分磁场的面积之比为 3 25 7 如右图所示 一光滑平行金属轨道平面与水平面成 角 两轨道上端用一电阻R相连 该装置处于匀强磁场中 磁场方向垂直轨道平面向上 质量为m的金属杆ab 以初速度 v0从轨道底端向上滑行 滑行到某一高度h后又返回到底端 若运动过程中 金属杆始终 保持与导轨垂直且接触良好 且轨道与金属杆的电阻均忽略不计 则 A 返回出发点时棒ab的速度小于v0 B 上滑到最高点的过程中克服安培力做功等于 2 0 2 1 mv C 上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于 mghmv 2 0 2 1 D 金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同 8 如右图所示 一直导体棒质量为m 长为l 电阻为r 其两端放在位于水平面内间距也 为l的光滑平行导轨上 并与之接触良好 棒左侧两导轨之间连接一可控的负载电阻 图 中未画出 导轨置于匀强磁场中 磁场的磁感应强度大小为B 方向垂直与导轨所在平面 开始时 给导体棒一个平行于导轨的初速度v0 在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中 通过控制负载电阻使棒中的电流强度I保持不变 导体棒一直在磁场中运动 若不计导轨 电阻 则下述判断和计算结果正确的是 A 导体棒做匀减速运动 B 在此过程中导体棒上感应电动势的平均值为 2 1 10 vvBlE C 在此过程中负载电阻上消耗的平均功率为IvvBlP 2 1 10 D 因为负载电阻的值不能确定 所以上述结论都不对 9 一导线弯成如右图所示的闭合线圈 以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场 磁场方向垂直平面向外 线圈总电阻为R 从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止 下 列结论正确的是 A 感应电流一直沿顺时针方向 B 线圈受到的安培力先增大 后减小 C 感应电动势的最大值E Brv D 穿过线圈某个横截面的电荷量为 R rrB 22 10 一个闭合回路由两部分组成 如右图所示 右侧是电阻为r的圆形导线 置于竖直方向 均匀变化的磁场B1中 左侧是光滑的倾角为 的平行导轨 宽度为d 其电阻不计 磁 感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上 且只分布在左侧 一个质量为m 电阻为R 的导体棒此时恰好能静止在导轨上 分析下述判断不正确的是 A 圆形线圈中的磁场 可以方向向上均匀增强 也可以方向向下均匀 减弱 B 导体棒a b受到的安培力大小为mgsin C 回路中的感应电流为 dB mg 2 sin D 圆形导线中的电热功率为 sin 22 2 222 Rr dB gm 二 非选择题 本题共二 非选择题 本题共6 6小题 共小题 共6060分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要的演算分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要的演算 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 11 6 分 如下图所示 边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内 两者都 放在光滑的水平地板上 U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦 方形金属框 ac bd边电阻为R 其余两边电阻不计 U型框架NQ边的电阻为R 其余两边电阻不计 虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场 磁场的磁感强度大小为B 如果将方形金属框固定不动 用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动 求 1 拉力为多大 2 bd两端的电势差为多大 12 6 分 如下图所示 某矩形线圈长为L 宽为d 匝数为n 总质量为M 其电阻为R 线圈所在磁场的磁感应强度为B 最初时刻线圈的上边缘与有界磁场上边缘重合 若将线 圈从磁场中以速度v匀速向上拉出 则 1 流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 2 外力至少对线圈做多少功 13 10 分 如下图所示 MN PQ是相互交叉成 60 角的光滑金属导轨 O是它们的交点且 接触良好 两导轨处在同一水平面内 并置于有理想边界的匀强磁场中 图中经过O点的 虚线即为磁场的左边界 质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触 并在绝缘弹簧 S的作用下从距离O点L0处沿导轨以速度v0向左匀速运动 磁感应强度大小为B 方向如 图 当导体棒运动到O点时 弹簧恰好处于原长 导轨和导体棒单位长度的电阻均为r 求 1 导体棒ab第一次经过O点前 通过它的电流大小 2 导体棒ab第一次经过O点前 通过它的电量 3 从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中 导体棒ab中产生的热量 14 10分 如下图甲所示 两足够长平行光滑的金属导轨MN PQ相距为L 导轨平面与水 平面夹角 导轨电阻不计 匀强磁场垂直导轨平面向上 长为L的金属棒ab垂直于 MN PQ放置在导轨上 且始终与导轨电接触良好 金属棒的质量为m 电阻为R 另有一 条纸带固定金属棒ab上 纸带另一端通过打点计时器 图中未画出 且能正常工作 在 两金属导轨的上端连接右端电路 灯泡的电阻RL 4R 定值电阻R1 2R 电阻箱电阻调到使 R2 12R 重力加速度为g 现将金属棒由静止释放 同时接通打点计时器的电源 打出一 条清晰的纸带 已知相邻点迹的时间间隔为T 如下图乙所示 试求 1 求磁感应强度为B有多大 2 当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大 求金属棒由静止开始下滑 2S0的过程中 整个电路产生的电热 15 14分 如下图所示 在距离水平地面h 0 8m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平 向内的匀强磁场 正方形线框abcd的边长l 0 2m 质量m 0 1kg 电阻R 0 08 某时刻 对线框施加竖直向上的恒力F 1N 且ab边进入磁场时线框以v0 2m s的速度恰好做匀速运 动 当线框全部进入磁场后 立即撤去外力F 线框继续上升一段时间后开始下落 最后 落至地面 整个过程线框没有转动 线框平面始终处于纸面内 g取10m s2 求 1 匀强磁场的磁感应强度B的大小 2 线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间 3 线框落地时的速度的大小 16 14 分 如下图 a 所示 间距为l 电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面上 在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场 磁感应强度为B 在区域 内有垂直于斜面向 下的匀强磁场 其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图 b 所示 t 0 时刻 在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑 同时下端的另一金属细棒 cd在位于区域I内的导轨上由静止释放 在ab棒运动到区域 的下边界EF处之前 cd 棒始终静止不动 两棒均与导轨接触良好 已知cd棒的质量为m 电阻为R ab棒的质量 阻值均未知 区域 沿斜面的长度为 2l 在t tx时刻 tx未知 ab棒恰进入区域 重 力加速度为g 求 1 通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向 2 当ab棒在区域 内运动时cd棒消耗的电功率 3 ab棒开始下滑的位置离EF的距离 4 ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量 20122012 届同心圆梦专题卷物理专题九答案与解析届同心圆梦专题卷物理专题九答案与解析 1 1 命题立意命题立意 本题主要考查磁通量的变化率和本题主要考查磁通量的变化率和 t t 的区别 的区别 思路点拨思路点拨 表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数 是状态量 由面积表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数 是状态量 由面积 S S 磁感应强 磁感应强 度度 B B 以及它们的夹角决定 只有当面积以及它们的夹角决定 只有当面积 S S 与磁感应强度与磁感应强度 B B 垂直时 垂直时 BS BS 才能成立 如果才能成立 如果 B B 与与 S S 的夹角为的夹角为 则应把面积 则应把面积 S S 沿与沿与 B B 垂直的方向投影 此时垂直的方向投影 此时 BSsin BSsin 磁通量变化 磁通量变化 量量 是指末态的是指末态的 2 2 与初态的与初态的 1 1 的差 即的差 即 2 2 1 1 是过程量 它可以由有效 是过程量 它可以由有效 面积的变化 磁场的变化而引起 且穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电动势的面积的变化 磁场的变化而引起 且穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电动势的 必要条件 必要条件 磁通量变化率磁通量变化率 t t 是表示单位时间内磁通量变化的大小 即磁通量变化快慢 感应是表示单位时间内磁通量变化的大小 即磁通量变化快慢 感应 电动势的大小与回路中磁通量变化率电动势的大小与回路中磁通量变化率 t t 成正 成正 答案答案 C C 解析解析 E t E t 与与 t t 的比值就是磁通量的变化率 所以只有的比值就是磁通量的变化率 所以只有 C C 正正 确 确 2 2 命题立意命题立意 本题主要考查自感现象和互感现象 本题主要考查自感现象和互感现象 思路点拨思路点拨 自感现象的应用 凡是有导线 线圈的设备中 只要有电流变化都有自感现自感现象的应用 凡是有导线 线圈的设备中 只要有电流变化都有自感现 象存在 但对于特殊的双线绕法要加以区别 因此在做题时要特别留心这一特殊情况 象存在 但对于特殊的双线绕法要加以区别 因此在做题时要特别留心这一特殊情况 答案答案 BD BD 解析解析 两线圈绕的方向相反 线圈产生的磁场方向相反 螺旋管内磁场和穿两线圈绕的方向相反 线圈产生的磁场方向相反 螺旋管内磁场和穿 过螺旋管的磁通量都不发生变化 回路中一定没有自感电动势产生 正确答案选过螺旋管的磁通量都不发生变化 回路中一定没有自感电动势产生 正确答案选 BDBD 3 3 命题立意命题立意 本题考查感应电流产生的条件 本题考查感应电流产生的条件 思路点拨思路点拨 长度为长度为 L L 的导体 以速度的导体 以速度 v v 在磁感应强度为在磁感应强度为 B B 的匀强磁场中做切割磁感线运的匀强磁场中做切割磁感线运 动时 在动时 在 B B L L v v 互相垂直的情况下 导体中产生的感应电动势的大小恒为 互相垂直的情况下 导体中产生的感应电动势的大小恒为 E BLvE BLv 在 在 M M 中产生恒定的感应电流 不会造成中产生恒定的感应电流 不会造成 N N 中磁通量的变化 电流表无读数 中磁通量的变化 电流表无读数 答案答案 D D 解析解析 导体棒匀速向右运动的过程中 根据法拉第电磁感应定律可知 导体棒匀速向右运动的过程中 根据法拉第电磁感应定律可知 M M 中产中产 生稳定的电流 则通过生稳定的电流 则通过 N N 中的磁通量保持不变 故中的磁通量保持不变 故 N N 中无感应电流产生 选项中无感应电流产生 选项 D D 正确 正确 4 4 命题立意命题立意 本题主要考查感应电动势和感应电流的产生条件和楞次定律 本题主要考查感应电动势和感应电流的产生条件和楞次定律 思路点拨思路点拨 感应电动势和感应电流产生的条件是 穿过电路的磁通量发生变化 就一定感应电动势和感应电流产生的条件是 穿过电路的磁通量发生变化 就一定 有感应电动势产生 电路可以闭合也可以断开 只有同时满足电路闭合和磁通量发生变化有感应电动势产生 电路可以闭合也可以断开 只有同时满足电路闭合和磁通量发生变化 这两个条件 才能产生感应电流 这两个条件 才能产生感应电流 答案答案 B B 解析解析 由右手定则可以判断开始时电流应为负值 其切割的有效长度是均匀由右手定则可以判断开始时电流应为负值 其切割的有效长度是均匀 增加的 当线框全部进入磁场到增加的 当线框全部进入磁场到 adad 边离开磁场 再次利用右手定则可以判断此时电流应边离开磁场 再次利用右手定则可以判断此时电流应 为正值 而其切割的有效长度是减小的 所以为正值 而其切割的有效长度是减小的 所以 B B 项正确 项正确 5 5 命题立意命题立意 本题主要考查感应电流方向的判断以及感应电动势的计算 本题主要考查感应电流方向的判断以及感应电动势的计算 思路点拨思路点拨 判断感应电流的方向可以利用楞次定律 也可以利用右手定则 求平均电动判断感应电流的方向可以利用楞次定律 也可以利用右手定则 求平均电动 势的大小 应选公式势的大小 应选公式 答案答案 B B 解析解析 在圆环进入磁场的过程中 通过圆环的磁通量逐渐增大 根据楞次定在圆环进入磁场的过程中 通过圆环的磁通量逐渐增大 根据楞次定 律可知感应电流的方向为逆时针方向 感应电动势律可知感应电流的方向为逆时针方向 感应电动势 E BlvE Blv 有效长度先增大后减小 所以 有效长度先增大后减小 所以 感应电流先增大后减小 同理可以判断出磁场时的情况 感应电流先增大后减小 同理可以判断出磁场时的情况 A A 错误 错误 B B 正确 根据左手定则正确 根据左手定则 可以判断 进入磁场和出磁场受到的安培力都向左 可以判断 进入磁场和出磁场受到的安培力都向左 C C 错误 进入磁场时感应电动势平均错误 进入磁场时感应电动势平均 值值 D D 错误 错误 6 6 命题立意命题立意 本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用 本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用 思路点拨思路点拨 利用利用 t t 求磁通量的变化率 一般情况求的是磁通量的平均变化率 求磁通量的变化率 一般情况求的是磁通量的平均变化率 那么用那么用 E E t t 求得的则是平均电动势 求得的则是平均电动势 答案答案 BD BD 解析解析 当当 S1S1 S2S2 闭合 闭合 S3S3 断开时 有断开时 有 同理 当 同理 当 S2S2 S3S3 闭合 闭合 S1S1 断开时断开时 有有 当 当 S1S1 S3S3 闭合 闭合 S2S2 断开时有断开时有 又 又 R1 R2 R3R1 R2 R3 1 2 31 2 3 设 设 R1R1 R2R2 R3R3 的电阻分的电阻分 别为别为 R R 2R2R 3R3R 又根据磁场的分布知 又根据磁场的分布知 E3E3 E1E1 E2E2 联系以上各式解得 联系以上各式解得 I3I3 7I7I 且有 且有 E1E1 3IR3IR E2E2 25IR25IR 则上下两部分磁场的面积之比为 则上下两部分磁场的面积之比为 3 253 25 7 7 命题立意命题立意 本题主要考查电磁感应中的电路问题以及能量问题 本题主要考查电磁感应中的电路问题以及能量问题 思路点拨思路点拨 处理此题首先要对金属棒进行受力分析 明确各力的做功情况 其次利用动处理此题首先要对金属棒进行受力分析 明确各力的做功情况 其次利用动 能定理和功能关系列式解题 能定理和功能关系列式解题 答案答案 AC AC 解析解析 整个运动过程安培力始终做负功 金属杆的机械能减小 所以回到底整个运动过程安培力始终做负功 金属杆的机械能减小 所以回到底 端时的速度小于端时的速度小于 v0v0 A A 正确 上升过程中 由动能定理知正确 上升过程中 由动能定理知 B B 错 由能量转化和守恒得 减错 由能量转化和守恒得 减 少的动能转化为金属杆的重力势能和电路的电能 电能又转化为电阻上的焦耳热 少的动能转化为金属杆的重力势能和电路的电能 电能又转化为电阻上的焦耳热 C C 正确 正确 由于金属杆的机械能不断减小 所以上升过程经过某位置时的速度大于下滑过程经过该位由于金属杆的机械能不断减小 所以上升过程经过某位置时的速度大于下滑过程经过该位 置的速度 则上升时的电动势大 所以瞬时热功率大 置的速度 则上升时的电动势大 所以瞬时热功率大 D D 错误 错误 8 8 命题立意命题立意 本题主要考查电磁感应中的力学问题 本题主要考查电磁感应中的力学问题 思路点拨思路点拨 既然有感应电流产生 就有其它能转化为电能 又由于感应电流是由相对运既然有感应电流产生 就有其它能转化为电能 又由于感应电流是由相对运 动引起的 所以只能是机械能转化为电能 因此机械能减少 磁场力对物体做负功 是阻动引起的 所以只能是机械能转化为电能 因此机械能减少 磁场力对物体做负功 是阻 力 表现出的现象就是力 表现出的现象就是 阻碍阻碍 导体的相对运动 导体的相对运动 答案答案 AB AB 解析解析 因为通过控制负载电阻使棒中的电流强度因为通过控制负载电阻使棒中的电流强度 I I 保持不变 由保持不变 由 F F 安安 BIl BIl 恒恒 定 又由于导体棒在水平方向不受其它力的作用 所以导体棒做匀减速运动 选项定 又由于导体棒在水平方向不受其它力的作用 所以导体棒做匀减速运动 选项 A A 正确 正确 在导体棒的速度从在导体棒的速度从 v0v0 减小至减小至 v1v1 的过程中 平均速度为的过程中 平均速度为 导体棒中的平均感应电动势为 导体棒中的平均感应电动势为 故选项 故选项 B B 也正确 导体棒中消耗的功率为也正确 导体棒中消耗的功率为 所以负载电阻上消耗的平均功率为 所以负载电阻上消耗的平均功率为 故选 故选 项项 CDCD 都不正确 所以正确选项为都不正确 所以正确选项为 ABAB 9 9 命题立意命题立意 本题主要考查楞次定律和安培力大小判断 本题主要考查楞次定律和安培力大小判断 思路点拨思路点拨 在闭合线圈进入磁场的过程中 首先判断穿过闭合电路的磁通量如何变化 在闭合线圈进入磁场的过程中 首先判断穿过闭合电路的磁通量如何变化 进而利用楞次定律判断感应电流的方向 然后根据安培力公式判断力的增减变化 计算穿进而利用楞次定律判断感应电流的方向 然后根据安培力公式判断力的增减变化 计算穿 过线圈某个横截面的电荷量 过线圈某个横截面的电荷量 答案答案 AB AB 解析解析 在闭合线圈进入磁场的过程中 通过闭合线圈的磁通量逐渐增大 根在闭合线圈进入磁场的过程中 通过闭合线圈的磁通量逐渐增大 根 据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向 据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向 A A 正确 导体切割磁感线的有效长度正确 导体切割磁感线的有效长度 先变大后变小 感应电流先变大后变小 安培力也先变大后变小 先变大后变小 感应电流先变大后变小 安培力也先变大后变小 B B 正确 导体切割磁感正确 导体切割磁感 线的有效长度最大值为线的有效长度最大值为 2r2r 感应电动势最大 感应电动势最大 E 2BrvE 2Brv C C 错误 穿过线圈某个横截面的电荷错误 穿过线圈某个横截面的电荷 量为量为 D D 错误 错误 1010 命题立意命题立意 本题考查电磁感应定律的综合应用 本题考查电磁感应定律的综合应用 思路点拨思路点拨 本题综合性较强 做题时要从两个方面着手 从力的角度出发 分析本题综合性较强 做题时要从两个方面着手 从力的角度出发 分析 abab 杆杆 受力情况 进而求出感应电流的大小 其次根据功率的公式求解功率的大小 受力情况 进而求出感应电流的大小 其次根据功率的公式求解功率的大小 答案答案 D D 解析解析 根据左手定则 导体棒上的电流从根据左手定则 导体棒上的电流从 b b 到到 a a 根据电磁感应定律可得 根据电磁感应定律可得 A A 正正 确 根据共点力平衡知识 导体棒确 根据共点力平衡知识 导体棒 a a b b 受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力 受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力 即即 mgsin mgsin B B 正确 根据正确 根据 mgsin B2Ldmgsin B2Ld 解得 解得 C C 正确 圆形导线的热功率等于正确 圆形导线的热功率等于 D D 错错 误 误 1111 命题立意命题立意 本题主要考查感应电流和电路 本题主要考查感应电流和电路 思路点拨思路点拨 本题着重从两个方面考虑问题 一是谁是电源 电动势是多少 二是谁是外本题着重从两个方面考虑问题 一是谁是电源 电动势是多少 二是谁是外 电路 电路 bdbd 两端的电压是路端电压还是电动势的大小 两端的电压是路端电压还是电动势的大小 答案答案 1 1 2 2 解析解析 1 1 U U 型框向右运动时 型框向右运动时 NQNQ 边相当于电源 产生的感应电动势边相当于电源 产生的感应电动势 1 1 分 分 U U 型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为 1 1 分 闭合电路的总电流为分 闭合电路的总电流为 1 1 分 分 NQNQ 边受到的安培力为边受到的安培力为 即拉动型框使它以速度即拉动型框使它以速度 v0v0 垂直垂直 NQNQ 边向右匀速运动的拉力为边向右匀速运动的拉力为 1 1 分 分 2 2 根据闭合电路欧姆定律可知 根据闭合电路欧姆定律可知 bdbd 两端的电势差为 两端的电势差为 2 2 分 分 1212 命题立意命题立意 本题主要考查计算感应电动势和线圈所受安培力 本题主要考查计算感应电动势和线圈所受安培力 思路点拨思路点拨 求感应电动势的平均值用求感应电动势的平均值用 E E n tn t 公式 而导线切割磁感线运动产生公式 而导线切割磁感线运动产生 感应电动势的瞬时值用公式感应电动势的瞬时值用公式 E BLvE BLv 计算 在此基础上求感应电流 外力对线圈做的功 计算 在此基础上求感应电流 外力对线圈做的功 答案答案 1 1 2 2 解析解析 1 1 由题意可得 由题意可得 1 1 分 分 1 1 分 由分 由 联立解得 联立解得 1 1 分 分 2 2 线圈匀速离开磁场的过程中 线圈所受安培力为 线圈匀速离开磁场的过程中 线圈所受安培力为 1 1 分 分 由动能定理可得 由动能定理可得 1 1 分 由以上各式联立解得 分 由以上各式联立解得 1 1 分 分 1313 命题立意命题立意 本题主要考查电磁感应中的能量守恒问题 本题主要考查电磁感应中的能量守恒问题 思路点拨思路点拨 求解时要注意分析导体的运动情况与受力情况 并注意结合力学中的相关规求解时要注意分析导体的运动情况与受力情况 并注意结合力学中的相关规 律 分析受力时不能忘记安培力 在应用能量守恒定律时不能局限于机械能 还要考虑内律 分析受力时不能忘记安培力 在应用能量守恒定律时不能局限于机械能 还要考虑内 能和电能 能和电能 答案答案 1 1 2 2 3 3 解析解析 1 1 设 设 abab 棒在导轨之间的长度为棒在导轨之间的长度为 l l 根据法拉第电磁感应定律可得 根据法拉第电磁感应定律可得 E Blv0E Blv0 1 1 分 分 由闭合电路欧姆定律得 由闭合电路欧姆定律得 2 2 分 分 2 2 导体棒 导体棒 abab 第一次经过第一次经过 O O 点前 通过它的电量为点前 通过它的电量为 1 1 分 分 而而 1 1 分 故分 故 2 2 分 分 3 3 裸导线最终只能静止于 裸导线最终只能静止于 O O 点 故其动能全部转化为焦耳热 即点 故其动能全部转化为焦耳热 即 1 1 分 分 因为导轨与因为导轨与 abab 构成等腰三角形 三边电阻总是相等的 所以三边产生的热量总是相等的 构成等腰三角形 三边电阻总是相等的 所以三边产生的热量总是相等的 即有即有 2 2 分 分 1414 命题立意命题立意 本题主要考查电磁感应与电场 直流电路综合问题 本题主要考查电磁感应与电场 直流电路综合问题 思路点拨思路点拨 解题时求感应电动势是解题的关键 可根据题设条件选取电动势的计算公式 解题时求感应电动势是解题的关键 可根据题设条件选取电动势的计算公式 除此之外 还要掌握电路的串并联规律 电阻定律 闭合电路欧姆定律和电功 电功率计除此之外 还要掌握电路的串并联规律 电阻定律 闭合电路欧姆定律和电功 电功率计 算等知识 算等知识 答案答案 1 1 2 2 解析解析 1 1 根据图乙纸带上打出的点迹可看出 金属棒最终做匀速运动 且速度最大 根据图乙纸带上打出的点迹可看出 金属棒最终做匀速运动 且速度最大 最大值为最大值为 vm 2s Tvm 2s T 达到最大速度时 则有 达到最大速度时 则有 mgsin Fmgsin F 安 安 1 1 分 分 F F 安 安 ILBILB 1 1 分 分 其其 中中 R R 总 总 6R6R 1 1 分 分 所以所以 mgsin mgsin 1 1 分 解得分 解得 2 2 分 分 2 2 由能量守恒知 放出的电热 由能量守恒知 放出的电热 Q Q 2S0sin 2S0sin 2 2 分 分 代入上面的代入上面的 vmvm 值 可得值 可得 2 2 分 分 1515 命题立意命题立意 本题主要考查电磁感应与能量守恒综合问题本题主要考查电磁感应与能量守恒综合问题 思路点拨思路点拨 对于电磁感应中的能量转化问题 应弄清在过程中有哪些能量参与了转化 对于电磁感应中的能量转化问题 应弄清在过程中有哪些能量参与了转化 什么能量减少了 什么能量增加了 由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量 能量的什么能量减少了 什么能量增加了 由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量 能量的 转化和守恒是通过做功来实现的 安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁 转化和守恒是通过做功来实现的 安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁 因此 也可由功能关系 或动能定理 计算安培力的功 从而确定电能与其他形式的能相因此 也可由功能关系 或动能定理 计算安培力的功 从而确定电能与其他形式的能相 互转化的量 互转化的量 答案答案 1 1 1T1T 2 2 0 9s0 9s 3 3 vt 4m svt 4m s 解析解析 1 1 线框的 线框的 abab 边刚进入磁场时 感应电流边刚进入磁场时 感应电流 1 1 分 分 线框恰好做匀速运动 有线框恰好做匀速运动 有 F mg IBlF mg IBl 2 2 分 代入数据解得分 代入数据解得 B 1TB 1T 2 2 分 分 2 2 设线框进入磁场做匀速运动的时间为 设线框进入磁场做匀速运动的时间为 有 有 1 1 分 分 线框全部进入磁场后做竖直上抛运动 到最高点时所用时间线框全部进入磁场后做竖直上抛运动 到最高点时所用时间 1 1 分 分 线框从开始进入磁场运动到最高点 所用时间线框从开始进入磁场运动到最高点 所用时间 t t1 t2 0 9st t1 t2 0 9s 2 2 分 分 3 3 线框从最高点回到到磁场边界时速度大小不变 线框所受安培力大小也不变 则 线框从最高点回到到磁场边界时速度大小不变 线框所受安培力大小也不变 则 IBl mgIBl mg 1 1 分 因此 线框穿出磁场过程还是做匀速运动 离开磁场后做竖直上抛运动 分 因此 线框穿出磁场过程还是做匀速运动 离开磁场后做竖直