高一物理竞赛电磁感应专题

1、优秀学习资料欢迎下载高一物理竞赛电磁感应预设练习一、图像专题例 1.如图 4 12 2 所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒 PQ沿导轨从 MN处匀速运动到MN的过程中，棒上感应电动势 E 随时间 t变化的图示，可能正确的是()变式探究1. 在图 4 125 所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场 A、 B 中的导线框为正方形，C、 D 中的导线框为直角扇形各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T. 从线框处于图示位置时开始计时，以在 OP边上从 P 点指向 O点的方向为感应电流i 的正方向，则在图4 12 15 所示的四个情景中

2、，产生的感应电流i 随时间 t 的变化规律如图412 4 所示的是 ()变式探究 2. 如图所示 , 一有界区域内平桌面向下和向上的匀强磁场 , 磁, 存在着磁感应强度大小均为B, 方向分别垂直于光滑水场宽度均为L. 边长为L的正方形线框abcd的bc 边紧靠磁场边 缘置于桌面上 . 使线框从静止开始沿x 轴正方向匀加速通过磁场区域, 若以逆时针方向为电流的正方向 , 能反映线框中感应电流变化规律的是()优秀学习资料欢迎下载变式探究3. 如图所示,水平面内有一平行金属导轨, 导轨光滑且电阻不计 , 匀强磁场与导轨平面垂直.阻 值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置 , 且与导轨接触良好.t0时,将

3、开关S 由1 掷到2.q 、 i 、 v和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度. 下列图象正确的是()二电磁感应与电路的综合问题例 2.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并 进行了实验研究实验装置的示意图可用图4 12 6 表示，两块面积均为S 的矩形金属板平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d. 水流速度处处相同，大小为v，方向水平金属 板与水流方向平行地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关K 连接到两金属板上忽略边缘效应，求：(1) 该发电装置产生的电动势；(2) 通过电阻 R 的电流；(3) 电阻 R消耗的

4、电功率变式探究1. 如图所示, 两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为 的绝缘斜面上 , 导轨上端连接一个定值电阻R. 导体棒a 和b 放在导轨上, 与导轨垂直并良好接触 . 斜面上水平虚线PQ以下区域内 , 存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场. 现对a 棒施以平行导轨斜向上的拉力F, 使它沿导轨匀速向上运动, 此时放在导轨下端的b 棒恰好静止. 当 a 棒运动到磁场的上边界PQ处时 , 撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动, 此时b 棒已滑离导轨. 当a 棒再次滑回到磁场上边界PQ处时 ,优秀学习资料欢迎下载又恰能沿导轨匀速向下运动. 已知 a 棒、 b 棒和定值电阻的阻值均为

5、R,b 棒的质量为m,重力加速度为g, 导轨电阻不计. 求:(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a 棒中的电流强度 Ia与定值电阻 R 中的电流强度IR 之比;(2)a棒质量 ma；(3)a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F.变式探究 2. 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 :(

6、1)磁感应强度 B 的大小；(2)电流稳定后，导体棒运动速度v 的大小；(3)流经电流表电流的最大值Im.三、电磁感应中的电路、能量转化问题例 3、如图所示, 宽度L 0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内, 并处在磁感应强度大小B 0.4 T, 方向竖直向下的匀强磁场中, 框架的电阻非均匀分布. 将质量m 0.1 kg, 电阻可忽略的金属棒 ab 放置在框架上 , 并与框架接触良好 . 以 P 为坐标原点 ,PQ 方向为 x 轴正方向建立坐标系 . 金属棒从 x0 1 m 处以 v0 2 m/s 的初速度 , 沿 x 轴负方向做 a 2 m/s2 的匀减速直线运动 , 运动中金属棒仅

7、受安培力作用 . 求 :(1) 金属棒 ab 运动 0.5 m ，框架产生的焦耳热Q；(2) 框架中 aNPb部分的电阻 R 随金属棒 ab 的位置 x 变化的函数关系；(3) 为求金属棒ab沿 x轴负方向运动0.4 s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出经过0.4 s金属棒的运动距离s，以及0.4 s时回路内的电阻R，然后代 BLs入 q R R 求解指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果变式探究1. 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S 1.15 m, 两导轨间距L 0.75 m, 导轨倾角为 30°, 导轨上端ab 接一阻值R 1.5 的电阻 , 磁感应强度B 0

8、.8 T的匀强磁场垂直轨优秀学习资料欢迎下载道平面向上 . 阻值 r 0.5ab 处由静止开始下滑至底端 , 质量 m 0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好, 在此过程中金属棒产生的焦耳热Q1 0.1 J.(, 从轨道上端取 g 10 m/s2)求:(1) 金属棒在此过程中克服安培力的功W安；(2) 金属棒下滑速度 v 2 m/s 时的加速度 a；(3) 为求金属棒下滑的最大速度vm, 有同学解答如下 : 由动能定理 ,W 重 W安12mv2, . 由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答四涉及电磁感应的力电综合题例 4. 如图 412 7 所示，间距

9、l 0.3 m的平行金属导轨 a1b1c1 和 a2b2c2 分别固定在两个竖直面内 在水平面 a1b1b2a2 区域内和倾角 37°的斜面 c1b1b2c2 区域内分别有磁感应强度B1 0.4T、方向竖直向上和B2 1 T 、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R 0.3 、质量 m10.1 kg 、长为 l的相同导体杆K、 S、 Q分别放置在导轨上，S 杆的两端固定在b1、b2 点，K、 Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2 0.05 kg 的小环已知小环以a6 m/s2 的加速度沿绳下滑， K 杆保持静止， Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g 10 m/s2 ，sin37 ° 0.6 ，cos37° 0.8.求：(1) 小环所受摩擦力的大小；(2)Q 杆所受拉力的瞬时功率变式探究1.如图 4 12 8 甲所示，在水平面上固定有长为 L 2 m、宽为 d1 m的金属“ U”形导轨， 在“ U”形导轨右侧l 0.5 m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 0.1 kg的导体棒以v0 1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与