高考专题复习电磁感应专题

1、电磁感应专题1(20分)(电磁感应)如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨mn、pq与水平面间的倾角=30°，两导轨间距l=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值r=0.4的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m=0.1kg、电阻r=0.2的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度b=0.5t的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下。现拆除对金属杆ab的约束，同时用一平行金属导轨面的外力f沿斜面向上拉金属杆ab，使之由静止开始向上运动。电压采集器可将其两端的电压u即时采集并输入电脑，获得的电压u随时间t变化的关系如图乙所示。求：（1）在t=2.0s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；（2）

2、金属杆在2.0s内通过的位移；（3）2s末拉力f的瞬时功率。babcd37°r37°绝缘水平细绳2（20分）（电磁感应·改编）如图所示，相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻不计，下端连接阻值为2的电阻r，导轨处在磁感应强度b=2t的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为0.5kg、电阻均为2ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中电阻r上产生的热量为0.5j，已知细线能承受的最大拉力为5n求细绳被拉断时：（g=

3、10m/s2，sin37°=0.6）（1）ab棒中的电流大小；（2）cd棒的速度大小；（3）cd棒下滑的距离3如图（甲）所示，一对平行粗糙轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，摩擦因数=0.4，两轨道之间用r=3的电阻连接，一质量m=0.5kg、电阻r=1的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度b=2t的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力f与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离2m 后停下，在滑行2m的过

4、程中电阻r上产生的焦耳热为3j。求：（1）导体杆匀速运动时的速度；（2）拉力f的功率最大值；（3）拉力做功为多少，及电阻r上产生的焦耳热。(改编)4（20分）如图所示，磁感应强度大小为b=015t、方向垂直于纸面向里且分布在半径r=010m的圆形磁场区域里，圆的左端和y轴相切于坐标原点o，右端和荧光屏mn相切于x轴上的a点，置于原点o的粒子源可沿x轴正方向发射速度为v30×106m/s的带负电的粒子流，粒子重力不计，比荷为q/m=10×108c/kg。现在以过o点且垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场缓慢地顺时针旋转了900，问：（提示：）（1）在圆形磁场转动前，粒子通过磁场后

5、击中荧光屏上的点与a点的距离；（2）在圆形磁场旋转过程中，粒子击中荧光屏上的点与a的最大距离；（3）定性说明粒子在荧光屏上形成的光点移动的过程。5、（20分）如图所示，竖直平面内有一与水平面成=30°的绝缘斜面轨道ab，该轨道和一半径为r的光滑绝缘圆弧轨道bcd相切于b点。整个轨道处于竖直向下的匀强电场中，现将一质量为m带正电的滑块（可视为质点）从斜面上的a点静止释放，滑块能沿轨道运动到圆轨道的最高d点后恰好落到斜面上与圆心o等高的p点，已知带电滑块受到的电场力大小为eq=mg，滑块与斜面轨道间的动摩擦因数为=/6，空气阻力忽略不计。求：e+q（1）滑块经过d点时的速度大小；（2）滑

6、块经过圆轨道最低c点时，轨道对滑块的支持力fc；（3）b处的速度及a、b两点之间的距离d。21世纪教育6.（15分） 如图甲所示，在水平面上固定有长为l=2m、宽为d=1m的金属“u”型导轨，在“u”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。通过计算分析4s内导体棒的运动情况；计算4s内回路中电流的大

7、小，并判断电流方向；计算4s内回路产生的焦耳热。lldv0图甲b/tt/so0.40.30.20.11234图乙7、（江苏卷）13如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： （1）磁感应强度的大小b；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值im8、（天津卷）11如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在u型金属框架上

8、。框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，相距0.4m的、相互平行，电阻不计且足够长。电阻的垂直于。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动，始终与、保持良好接触。当运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。（1）求框架开始运动时速度v的大小；（2）从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量，求该过程位移x的大小。参考答案1解：（1）由图象可知，当，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流） 2分用右手定则判断出，此时电流的方向由a指向b 1分 （2）由图象知u=kt=01t 1分金属

9、杆切割磁场运动产生电磁感应电动势：e=blv 1分由电路分析： 1分联立以上两式得： 1分 由于r、r、b及l均为常数，所以v与t成正比，即金属杆沿斜面向上方向做初速度为零的匀加速直线运动 2分匀加速运动的加速度为 2分则金属杆在2.0s内通过的位移： 2分 （3）在第2s末， 1分杆受安培力 2分由牛顿第二定律，对杆有 2分解得：拉力f=0675n故2s末拉力f的瞬时功率p=fv=135w1分2(18分)【答案】（1）1a（2）6 m/s（3）4m【解析】（ 1）细绳被拉断瞬时，对ab棒受力分析得，fm cos37°=mgsin37°+biabl （2分）代入数据解得，i

10、ab=1a （2分）（2）分析电路可知，iab = ir ，icd=iab+ ir = 2a （2分） 根据闭合欧姆定可得， （2分）联立可得，v= 6 m/s （2分）(3) 金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中，由焦耳定律得， （2分）代入数据解得，qab= qr = 0.5j，qcd =(2i)2rcdt= 4i2rabt= 2j （4分）5u由能量守恒得， （2分）解得s = 4m （2分）34（20分）解：（1）沿圆形磁场半径射入的粒子，射出磁场偏转后，速度方向的易知其反向延长线过圆形磁场的圆心，故可以等效为粒子从圆心直线射出。,由几何关系如图可知（6分）（2）分析可知

11、，粒子在磁场中运动的轨迹是固定的，但磁场转动时，其边界和粒子轨迹相交点在发生变化，射出点和o点之间距离越远，速度的方向偏转越大，当圆形磁场的直径和粒子的圆形轨迹相交时，粒子偏转方向就达到最大。易知300由图可知，粒子的偏向角为600，ab2rrtg300故， （8分）（3）由分析可知，粒子飞出磁场的偏转角度先变大后变小，故粒子击中光屏的光点先向下移动，再向上移动。（6分）5、（20）解析：（1）滑块从d到p过程中做类平抛运动： (1分) 得： (1分) (1分) 得： (2分) （2） 滑块 cd：根据动能定理 (2分) 得： (1分) (2分) 得： (2分) （3）滑块ab：根据动能定理 (2分)得：(2分)bc： (2分) 得： (2分)6、【解析】（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 代入数据解得：，导体棒没有进入磁场区域。导体棒在末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为（2）前磁通量不变，回路电动势和电流分别为，后回路产生的电动势为回路的总长度为，因此回路的总电阻为电流为根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向（3）前电流为零，后有恒定电流，焦耳热为7【答案】（1） （2）（3）【解析】（1）电流稳定后，导体棒做匀速运动 解得：b= （2）感应电动势 感应电流 由解得（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒 感应