第一讲电磁感应收尾状态的分析可能仍会在今年高考试题中出现

1、第一讲：电磁感应收尾状态的分析可能仍会在今年高考试题中出现O图1AL/2L/4例1、 一个半径为r、质量为m 、 电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方L/2处有一宽度为L/4的垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图1所示。现使圆环由与悬点O等高位置A处由静止释放，下摆中金属环所在平面始终垂直磁场，则金属环在整个过程中产生的焦耳热是( )A.mgL; B.mg(L/2+r) C.mg D.mg(L+2r)例2两根足够长的平行金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m

2、=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50。在t = 0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动，如图3所示。图3（1）当金属杆甲的加速度为a1=1.37m/s2时，金属杆乙的速度为v2=1.85m/s2，问此时金属杆甲的速度为多少？（2）经过很长一段时间后，整个回路的发热功率为多少？ O图4热身练习：1如图4所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（ ）A圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度B在进入和离

3、开磁场时，圆环中均有感应电流C圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D圆环最终静止在平衡位置图52光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图5所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线（图5中的虚线所示）一个小金属块从抛物线上yb（ba）处以速度v沿抛物线下滑假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是多少？3如图6所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB间距离为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上。甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与M

4、N棒中点固定连接，另一端均被固定，MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN棒具有水平向左的初速度V0，经过一段时间，MN棒第一次运动至最右端，这一过程中AB间电阻及上产生的焦耳热为Q，则图6A 初始时刻棒受到如力大小为 B从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热为 C 当棒再次回到初始位置时，且B间电阻及的功率为 D当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为4.正方形的闭合线框，边长为a，质量为m，电阻为R，在竖直平面内以某一水平初速度在垂直于框面的水平磁场中，运动一段时间后速度恒定为V，运动过程中总有两条边

5、处在竖直方向（即线框自自不转动），如图7所示。已知磁场的磁感应强度在竖直方向按B=B0+ky规律逐渐变大，求初速度？xyOV0图7Lx1v0O/O图8m原创预测：如图8所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触(1)求初始时刻导体棒受到的安培力(2) 求初始时刻导体棒加速度的大小和方向(3)导

6、体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少?第二讲：电磁场中的粒子源问题可能会联系实际考例1、如图1所示，在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源，可向各个方向放射出速率为v0的粒子(质量为m,电量为q)，在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场，场强为E，A与B间距离为d,B网上方有一很大的荧光屏M，M与B间距离为L，当有粒子打在荧光屏上时就能使荧光屏产生一闪光点整个装置放在真空中，不计重力的影响，试分析：MBALd图1 (1)打在荧光屏上的粒子具有的动能有多大? (2)荧光屏上闪光点的范围有多大? (3)在实际应用中，往往是放射源射出的粒

7、子的速率未知,请设计一个方案，用本装置来测定粒子的速率VGMNRSE图2例2、图2所示是测定光电效应产生的光电子荷质比的实验原理简图：两块平行板相距为d，放在真空容器中，其中N金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转。若调节R，逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零；切断开关，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流为零。当磁感强度为B时，电流恰好为零。由此可算得光电子的荷质比e/m为多少？yO图3x热身练习：DCBAxyOxyOxyOxyO图4 1在y>0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图

8、3中的Oxy平面，方向指向纸外，原点O处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价正离子，对于速度在Oxy平面内的离子，它们在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹，可用图4给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是（ ）2.在真空中半径圆周区域内，有一匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，如图5所示。一些带正电的粒子以初速度从磁场边界上直径ab的一端a向着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向垂直。已知粒子的比荷，不计粒子重力，则粒子在磁场中的运动半径r为多大？试用斜线画出该批粒子在磁场中可能出现的区域。ab图53DBU1U2v如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg，电荷量q =

9、+1.0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm，两板间距d =10cm。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为=30°，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？（3）若该匀强磁场的宽度为D =10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？原创预测_A+dB圆形钴60图91.为了研究天然放射线的性质，可采用如图9所示的装置，在相距为d的两块足够大的平行金属板A、B上加恒定电压U，A板电势高，在A板上放一粒半径为r圆形钴60，它不断地向右侧空间各个方向以各种大小速度放出质量为m、电量为q的粒子， B板上涂有荧光粉，粒子轰击B板而发光，若测得B板上最大的发光面积为S，试求钴60发射粒子的最大速度。设粒子不被B板反射，两板足够大；不计粒子的重力。ABONMv0图102如图10所示，在虚线MN的上方存在方向垂直纸面向里的