电磁感应二轮复习

1、例.（2013山东青岛二中测试）多年来物理学家一直设想用实验证实自然界 中存在“磁单极子”。磁单极子是指只有 S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abed为用超导材料围成的闭合回路。设想有一个N极磁单极子沿abed轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的abeda流向的感应电流C.回路中形成持续的adeba流向的感应电流D.回路中形成先abeda流向后adeba的感应电流L,电容器的电容例：（2013广东汕头市期末）如图，正方形线框的边长为量为C.正方形线框的一半放

2、在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以k的变化率均匀减弱时，则 （A.线圈产生的感应电动势大小为)2kL,aB.电压表没有读数C. a点的电势高于b点的电势D.电容器所带的电荷量为零tx XiB iX X!X X xtb答案：C答案：BC例.如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为 艮、粗细均匀的光滑半圆形 金属球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、NF相接，EF之间接有电阻R2,已知Ri= 12R, R2= 4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点 A处由静止下落，在下落过程中导体

3、棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体 棒ab下落r/2时的速度大小为Vi,下落到MN处的速度大小为v-(1) 求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。(2) 若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,XXXX11BXXXXXXXXftiI求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。(3) 若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为V3,要使其在外力F作用下做匀加 速直线运动，加速度大小为 a,求所加外力F随时间变化的关系式。解：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r

4、/2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得mg- BIL = ma,式中l=& ，匹式中R总=空口吐込=4RR总8R+ ( 4R+ 4R)2 2由以上各式可得到 a=g- r V1 4mR(2)当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即mg = BIB x2r xvtX 2r = B XX 2r,r 224B r vtR并式中1 R X F4=3R1 R+ F4解得mgR 并 3mgRVt _4B2r2 4B2r2导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有2 2Vt-V2=2gh此时导体棒重力的功率为Pg =mgvt2 23m g

5、R,2 24 B r根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,C223m g R 卩电=P + P 2= Pg 224 B r_ 2 2 3 9m g R所以，卩2 =_Pg =厂4 16B r(3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为V；，此时安培力大小为.,-,2 2,L， 4B rVtF =3R由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 vt=v3 +at根据牛顿第二定律，有 F + mg F = ma 即F +mg - = ma3R2 2 2 2 2 2心亠局/口4B r4B r a 4B r v3由以上各式解得 F =(at +V3)-m(g a) =1 +

6、ma -mg3R3R3R19. (2013上海市黄浦区期末)如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成a =53角，导轨间接一阻值为 3Q的电阻R,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0. 5m。导体棒a的质量为m=0.1kg、电阻为 R=6Q ;导体棒 b的质量为ra=0.2kg、电阻为 R=3Q，它们分别垂直导轨放置与导轨接触良好。现从图中的M N处同时将a、b释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且并始终导体棒由静止当a刚出磁场时b正好进入磁场。(sin53 = 0.8 , cos53= 0.6 , g取10m/s2,

7、 a、b电流间的相互作用不计)求:(1 )在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比;(2)在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量;(3)M N两点之间的距离。解析-(14分)厂 R二 2 上 1 2 亡 RJr Q(2)设整个过程中装置上产生的热量为Q-Emgsin翊，可解得 Q=1.2JC3分)(3)设a进入磁场的速度大小为Vi，此时电路中的总电阻R总 1= ( 6+33) Q =7.5 Q3+3(1 分)b进入磁场的速度大小为V2，此时电路中的总电阻6X3R 总 2 = ( 3) Q =5 Q6+3(1 分)由 mgsin a =和R、1mgs in a =B

8、2L2 V2R、2V1 mR&13可得厂mR： =4d又由 V2= V1+av；,0.5得 V2= V 1+8X V1由上述两式可得 V12=12 ( m/s) 22 16 2V2=9 V122V2V1M N两点之间的距离 s=-L,导轨电阻不计，上端a、b间接有阻2a2a27.(2013苏北三市一模)如图所示，固定的光滑金属导轨间距为值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为0，且处在磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度V0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好

9、接触。已知弹簧的劲度系数为 k,弹簧的中心轴线与导轨平行。求初始时刻通过电阻 R的电流I的大小和方向;解:当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为&,焦耳热Q棒产生的感应电动势E1=BLv 0通过R的电流大小IE1 BLv。R +r R + rv，求此时导体棒的加速度大小a；求导体棒从开始运动直到停止的过程中,b电阻R上产生的电流方向为bf a棒产生的感应电动势为EBLv感应电流I2 E2R +rBLvR +r棒受到的安培力大小=BIL2 2BLvR +r方向沿斜面向上根据牛顿第二定律mg sin 9 F = ma解得 a = g sin 0_ 2 2BLvm(R +r)导体棒最终静止，有mg sin 0 =