高三物理复习-电磁感应综合练习

1、高三物理复习一一电磁感应综合练习1.如图所示，在光滑水平面上有一个竖直向上的匀强磁场，分布在宽度为l的区域内。现有个边长为a的正方形闭合导线框 （aL2),磁感应强度为 B=1.0T ,垂直于纸面向外的匀强磁场。现在，让导线框 从下边缘距磁场上边界h=0.70m处开始自由下落，当其下边缘进入磁场，而上边缘未进入磁场的某一时刻，导线框的速度已经达到了一个稳定值。求从开始下落到导线框下边缘到达磁场下边界过程中，导线框克服安培力做的功是多少?.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m,导轨平面与水平面成0 =37o角，下端连接阻值为 R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂

2、直。质量为0.20kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8.0W,求该速度的大小；在上问中，若 R=2.0 Q ,金属棒中的电流方向由a至ij b,求磁感应强度的大小和方向。(g=10m/s2, sin37o=0.60, cos37o=0.80)-b与一 -9-.图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距 l为 0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量 m为6.0 xi0-3kg、电阻为1.0的金属杆

3、ab始终垂直于导轨， 并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0 的电阻Ri。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入 电路部分的阻值 R2。.如图所示，顶角0 =45o的金属导轨 MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与 ON垂直的导体棒在水平外力作用 下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r。导体棒与导轨接触点为 a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时，导体棒位于顶角O处。求：t时刻流

4、过导体棒的电流强度 I和电流方 向。导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。导休棒在0-t时间内产生的焦耳热 Q。11.如图所示，边长 L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度 B=0.80T的 匀强磁场中，它的一边与磁场的边界 MN重合。在力F作用下由静止开始向左运动，在 5.0s内从 磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻 R=4.0Q o试判断金属线框从磁场中拉出的过程中, 时金属线框的速度和力 F的大小。已知在 过程中，线框中产生的焦耳热是多少？线框中的感应电流方向，并在图中标出。t=2.0s5.0s内力F做功1.9

5、2J,那么金属线框从磁场拉出的1 2 3 4 5 6*12.如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为Ri、粗细均匀的光滑半圆形金属环，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 及，已知Ri=12R, R2=4RO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 Bo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，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为 v2。求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大

6、小。若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场 I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。a ：b /x I K ； X BbC D一xXKK口BI M姆*X*13.如图所示，间距为l的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为忽略不计。场强为 B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为 根质量均为 m、有效电阻均匀为 R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。0,导轨光滑且电阻d1，间距为d2。两(设重力加速度为g)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第 1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能 此后a离开第2个磁场区域时, 磁场区域的运动时间均相

7、等。求 对于第问所述的运动情况，求A Ek。若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域;b又恰好进入第2个磁场区域。且a、b在任意一个磁场区域或无a穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热a穿出第k个磁场区域时的速率V。磁场区域1B棒b磁场区域B磁场区域2B 棒”b B3d2磁场区域-2一，-，d1%二/2答案1.B 2.B 3.D 4.(1) E = BLJ砺 u =3 m2gR2n=、，、/BLv2gh h = m gR 5.2.0C( q =) (2)18J(Ii=5A,2B LRQi=6J; I2=10A, Q2=12J) 6. Enjg +v1 ?P2 =11 Vo

8、v Bl -|2r 7. 0.80J （只有进入过程导线框克服安培力做功。取开始下落到线圈刚好全部进入磁场过程用动能定理，当时的速度就是稳定速度）8. 4m/s2 10m/s2 22 222 2(稳定时合力为零： v + (Jmg cosg = mg sine,得 巴_=0 8，由已知 v_=8因此得v)O/T,R- R -R垂直于导轨平面向上9. 4.5m/s （稳定时安培力跟重力平衡，安培力功率就是重力功率就是电功率,mgv=P ,代2 , 2入数据得v) 6.0 Q(由B L v =mg,得总电阻R=3Q,内阻1Q, Ri、R2并联后阻值2Q) 10.(1) i =Bv02 . 2 rB

9、2v一 2t（t时刻电动势为Bv2t,总电阻为（2+J2）v0tr,由此得电流）F = 口 v0J（拉力跟安培力等大:F=BIv0t）22 r23,2 C B Vo t Q -2-2 22 r（功率P=|2R8 r,因此有Q=Pt=2Rt） 11.逆时针方向 0.5N （由图象l=0.1t,由I=BLv/R=0.5v,得v=0.2t,即加速度a=0.2m/s：是匀加速运动。）1.67J（由动能定理 Wf-W安=mv2/2,而W安=Q）BLvi12.ab下落r/2时切割磁感线的长度L= 33 r,由牛顿第二定律,mg-BIL=ma ,其中| =,R总2 2R总= 8R 4R+4R） =4R ,解

10、得 a =g _3B r v1；ab通过II时电流不变，说明安培力恰好等于重力，心 8R+-R+4R）4mRmg=BI 2r , 其中 I=B2rv/R,而此时总电阻 R = 12R 4R = 3R ,得 v = 3mg R 由 v2-v22=2gh ,得 12R 4R4B2r222222 、h =9m gR ；根据能量守恒，此时重力的功率等于电路中的总电功率P总，即Pp =mgv = 3m g R ,32B4r4 2g心4B2r222 、由于与R2并联，功率与电阻成反比，因此 P =3P户=9m g R。13.a和b不受安培力，由机械能守恒，24 16B2r2 Ek=mgdsin。；设棒刚进入无磁场区域（刚离开磁场区域）时的速度为vi,刚离开无磁场区域（刚进入磁场区域）时的速度为 v2,由已知，每次进入、离开各区域的速度总是相同的。两棒每次进、出一个区域，系统初动能和末动能是相同的，由能量守恒，该阶段系统减少的重力势能全部转化为焦耳热，即Q=mg（d+d2）sin