高考压轴题训练电磁感应能量

1、Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电优秀教案高三实验班电磁感应中的能量1、两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面质量均为m的金属细杆ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数 ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd 杆也正好以某一速度向下做匀速运动，设运动过程中金属细杆ab、 cd 与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（ 1） ab 杆匀速运动的速度 v1（ 2） ab 杆所

2、受拉力 F（ 3） ab 杆以 v1 匀速运动时， cd 杆以 v2（v2 已知）匀速运动，则在 cd 杆向下运动 h 过程中，整个回路中产生的焦耳热2、如图甲所示，一边长L=2.5m、质量 m=0.5kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力 F 作用下由静止开始向左运动， 经过 5s 线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图I/AM0.6所示，在金属线框被拉出的过程中。B求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；0.4写出水平力 F随时间变化的表达式；0.2已知在这 5s

3、 内力 F 做功 1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？N0 12 3 45 6t /s甲乙3如图 11 所示，一质量m 0.5kg 的“日”字形匀质导线框“abdfeca”静止在倾角 37°的粗糙斜面上，线框各段长ab cd ef ac bd ce df L 0.5 m ，ef 与斜面底边重合，线框与斜面间的动摩擦因数 0.25，ab、cd、ef 三段的阻值相等且均为R 0.4 ，其余部分电阻不计斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH ，其宽度 GI HJ L ，长度 IJ >L ，IJ ef，磁场垂直斜面向上，磁感应强度B 1 T 现用一大小 F 5

4、N 、方向沿斜面向上且垂直于ab 的恒力作用在 ab 中点，使线框沿斜面向上运动，ab 进入磁场时线框恰好做匀速运动若不计导线粗细，重力加速度 g 10 m/s2， sin 37 ° 0.6， cos 37° 0.8.求：图 11(1) ab 进入磁场前线框运动的加速度a 的大小；(2) cd在磁场中运动时，外力克服安培力做功的功率P；(3)线框从开始运动到ef 恰好穿出磁场的过程中，线框中产生的焦欢迎下载耳热与外力F 做功的比值 Q.W4.如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端 a、b 间接有阻值为 R 的电阻，导轨平面与水平面的夹角为 ，且处在磁感应强

5、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；当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为 v，求此时导体棒的加速度大小 a；导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为阻 R 上产生的焦耳热Q。5.如图所示，在 xoy 平面内有一扇形金属框abc ，其半径为 r ，ac边与 y 轴重合， bc 边与 x 轴重合，且 c 为坐标原点，

6、ac 边与 bc边的电阻不计，圆弧 ab 上单位长度的电阻为 R 。金属杆 MN 长度为 L，放在金属框 abc 上， MN 与 ac 边紧邻。磁感应强度为 B 的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。现对 MN 杆施加一个外力（图中未 画出），使之以 C 点为轴顺时针匀速转动，角速度为 。求：（ 1）在 MN 杆运动过程中，通 过杆的电流 I 与转过的角度间的关系；（ 2）整个电路消耗电功率的最小值是多少？高三实验班电磁感应中的能量答案1、解：（ 1）ab杆向右运动时，ab杆中产生的感应电动势方向为 ，a b优秀教案大小为 EBLv1（1 分）cd 杆中的感应电流方向为dc， cd 杆受到的安培

7、力方向水平向右安培力大小为 F安BILBL BLv1B2 L2v1（2 分）2R2Rcd 杆向下匀速运动，有 mgF安（2 分）解、两式， ab 杆匀速运动的速度为2Rmg（ 1分）v1 =B2 L2（ 2） ab 杆所受拉力 FF安mgB2 L2 v1 + mg12mg （ 3 分）2R（ 3）设 cd 杆以 v2 速度向下运动h 过程中， ab 杆匀速运动了s 距离，shhv1（2 分）v1t ， sv2v2整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功QF安 sB2 L2v1s = B2L2v1hv1 =2(mg) 2 hR（2 分）2R2Rv22 v2 B2 L22、根据 q= I t

8、，由 I t图象得： q =1.25C（2 分）欢迎下载匀速运动，设速度大小为v由力的平衡条件有F mgsin mgcos F 安代入数据解得F安1NB2L 2v而 F 安BIL R总RR 总 R 20.6解得 v 2.4 m/s所以 P F 安 v 2.4 W(3)设 ab 进入磁场前线框发生的位移为x2v则 x 2a 1.44 m则 Q F 安·3L 1.5 J又根据 IEBL2（2分）RRtRt得R=4（1 分）由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I 0.1t由感应电流 IBL v，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，R2线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s（1 分）v RI 0.2t （ 1 分）BL（1 分）W F (x3L) 14.7 JQ 5 W 49线框在外力 F 和安培力 F 作用下做匀加速直线运动，F F A ma （ 1分）A得力 F（ 0.2t 0.1 ） N（1分） t 5s 时，线框从磁场中拉出时的速度v5 = at =1m/s（1分）线框中产生的焦耳热Q W 1 mv5