高考物理必做电磁感应大题

1、高考复习物理 电磁感应大题1. (18分)如图所示，两根相同的劲度系数为 k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘 线悬挂在水平天花板上，弹簧上端通过导线与阻值为 R的电阻相连，弹簧下端连接 一质量为m,长度为L,电阻为r的金属棒，金属棒始终处于宽度为 d垂直纸面向 里的磁感应强度为B的匀强磁场中。开始时弹簧处于原长，金属棒从静止释放，水 平下降h高时达到最大速度。已知弹簧始终在弹性限度内，且弹性势能与弹簧形变量X的关系为Ep Ikx (17分)如图15 (a)所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距 L,距左端L处 的中间一段被弯成半径为 H的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差 H的水 平面上。圆弧导轨

2、所在区域无磁场，右段区域存在磁场B。，左段区域存在均匀 分布但随时间线性变化的磁场 B (t),如图15 (b)所示，两磁场方向均竖直 向上。在圆弧顶端，放置一质量为 m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路， 从金属棒下滑开始计时，经过时间t。滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻 为R,导轨电阻不计，重力加速度为 g。问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为 什么？求0到时间t。内，回路中感应电流产生的焦耳热量。,不计空气阻力及其它电阻 p 2求：(1)此时金属棒的速度多大？(2)这一过程中，R所产生焦耳热Qr多少？探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回

3、路中感应电流的大小和方向图153、（16分）t=0时，磁场在xOy平面内的分布如图所示。其磁感应强度的大小均 为B。，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场 区域的宽度均为1。整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间，xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框 abcd,线框的bc边平彳f于x轴.bc=1B、ab= L,总电阻为R,线框始终保持静 止。求：线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；线框所受安培力的大小和方向。该运动的磁场可视为沿x轴传播的波，设垂直于纸面向外的磁场方向为正， 画出t=0时磁感应强度的波形图，并求波长 入和频率f。4、

4、（16分）如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L=0.2m, 一端通过导线与阻值为R=1Q的电阻连接；导轨上放一质量为 m= 0.5kg 的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为 B= 0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.(取重力加速度g=10m/s2)求:(1) t= 10s时拉力的大小及电路的发热功率(2)在010s内，通过电阻R上的电量.图甲5、(20分)如图所示间距为L、光滑的足够长的金属导轨(金属导轨的电阻不计) 所在斜面倾角为 两根同材料、长度均为L、横截面均为圆形的金

5、属棒 CD、PQ 放在斜面导轨上.已知CD棒的质量为m、电阻为R , PQ棒的圆截面的半径是CD 棒圆截面的2倍。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上两根劲度 系数均为k、相同的弹簧一端固定在导轨的下端另一端连着金属棒CD开始时金属棒CD静止，现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒PQ .使金属棒PQ由静止开始运动当金属棒 PQ达到稳定时弹簧的形变量与开始时相同，已知金属 棒PQ开始运动到稳定的过程中通过 CD棒的电量为q,此过程可以认为CD棒缓慢 地移动，已知题设物理量符合 理 4mgsin的关系式，求此过程中BL 5CD棒移动的距离;PQ棒移动的距离(3)恒力所做的功。(要求三

6、问结果均用与重力mg相关的表达式来表示)6、(12分)如图所示，AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为1,导轨平 面与水平面的夹角为 R整个装置处在磁感应强度为 B、方向垂直于导轨平面且向 上的匀强磁场中。AC端连有阻值为R的电阻。若将一质量为 M、垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放，则棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。现用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把金属棒 EF从BD位置由静止推至距BD端s处，此时撤去该力，金属棒 EF最后又回到BD端。求：(1)金属棒下滑速度为v时的加速度。(2)金属棒下滑过程中的最大速度。(3)金属棒下滑至BD端过程中，电阻R上产生的热量。(4

7、)若用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把金属棒 EF从BD位置由静止推至距BD端s处，此时撤去该力，金属棒EF最后又回到BD端。金属棒棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能？7.D4=37=0.4m,上、下两端各有一个电阻 R =2Q,框架的其他部分电阻不计，框架足够长， 垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场， 磁感应强度B=1.0T. ab为金属杆， 与框架良好接触，其质量 m=0.1Kg,杆电阻r=1.0Q,杆与框架的动摩擦因数 产 0.5.杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻R产生的热量Q0=0.5J. (sin37 =0.6, cos37 =0.

8、8)求：(1)流过Ro的最大电流；(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；(3)在时间1s内通过杆ab横截面积的最大电量.(14分)如图(A)所示，固定于水平桌面上的金属架 cdef,处在一竖直向下的 匀强磁场中，磁感强度白勺大小为Bo,金属棒ab搁在框架上，可无摩擦地滑动，此时 adeb构成一个边长为l的正方形，金属棒的电阻为r,其余部分的电阻不计。从1 = 0的时刻起，磁场开始均匀增加，磁感强度变化率的大小为ABtadb图(A)X X 一fV0t1t2以向左为运动的正方向图(B)B00-B0t1以竖直向下为正方向图(C)t2(1)用垂直于金属棒的水平拉力F使金属棒保持静止，写

9、出F的大小随时间t变 化的关系式。(2)如果竖直向下的磁场是非均匀增大的 (即k不是常数)，金属棒以速度vo向什 么方向匀速运动时，可使金属棒中始终不产生感应电流，写出该磁感强度Bt随时间t变化的关系式。(3)如果非均匀变化磁场在011时间内的方向竖直向下，在t112时间内的方向竖直向上，若t = 0时刻和ti时刻磁感强度的大小均为 B0,且adeb的面积均为l2。当金属棒按图（B）中的规律运动时，为使金属棒中始终不产生感应电流，请在图（C）中示意地画出变化的磁场的磁感强度 Bt随时间变化的图像(tl-to= t2-tl v。)，U形框最终将与方框分a2离，如果从U框和方框不再接触开始，经过时

10、间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s,求金属框框分离后的速度各XXXXXXxxx x*XXX*x bXXx dXXXX_XXKXXXXXC1y1diX1biX2b2(2y2多大？（18分）图中aibiCidi和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感强度B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面（纸面）向里。导轨的aibi段与a2b2段是竖直的，距离为li； Cidi段与c2d2段也是竖直的，距离为I2。x与乂以？ 为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为mm2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用与金属杆xiyi上竖直向上的

11、恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求 此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。（i8分）如图，直角三角形导线框 abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为1、 电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为工。磁场的磁感强度为B,2方向垂直于纸面向里。现有一段长度为 L、电阻为R的均匀导体杆MN架在导线框 22当MN滑过的距离为;时,导线ac中的电流是多大?行并与导线框保持良好接触。方向如何？上，开始时紧靠ac,然后沿ac方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平xM X X X X（i4分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为 L, 一端通过

12、导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为 m的金属杆（见右上图），金 属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力 F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速 运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图。（取重力加速度g=10m/s2）（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？13（2）若m=0.5kg, L=0.5m, R=0.5Q;磁感应强度 B为多大?（3）由vF图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？（13分）如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导

13、体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。开始时，导体棒静止于磁场区 域的右端，当磁场以速度vi匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受 到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处 于磁场区域内。求导体棒所达到的恒定速度V2；为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？若t = 0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其 v-1关系如图（b）所示，已知在时刻t导 体棒瞬时速度大小为

14、Vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。（14分）如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向14上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气 阻力f且线框不发生转动.求：(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度 V2；(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度 Vi；X X X X X：BbX X X X Xf(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热 Q.a(14分)如图所示，处于匀强磁场中的两根

15、足够长、电阻不计的平行金属导轨相 距lm,导轨平面与水平面成。=37角，下端连接阻值为尺的电阻.匀强磁场方向 与导轨平面垂直.质量为0.2kg、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 .(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻尺消耗的功率为8W求该速度的大小；(3)在上问中，若R= 2Q,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方 向.(g=10kg/s2, sin37 =0.6, cos37 =0.8)(14分)如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻

16、丝(图中用粗线表示)，R=4Q、R2=8Q (导轨其它部分电阻不计)。导轨OAC的形状满足y 2sin x (单位：m)。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向3垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力 F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s15水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与 OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：外力 F的最大值；金属棒在导轨上运动时电阻丝Ri上消耗的最大功率；在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。xxXxv X xo(3分)如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为 1 = 0.2米，在导轨的一端接有阻值为 R= 0.5欧的电

17、阻，在XA0处有一与水平面垂直 的均匀磁场，磁感强度B = 0.5特斯拉。一质量为m = o.1千克的金属直杆垂直放置 在导轨上，并以V0 = 2米/秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动， 加速度大小为a= 2米/秒2、方向与初速度方向 相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：(1)电流为零时金属杆所处的位置；(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F的大小和方向；(3)保持其他条件不变，而初速度 V。取不同值，求开始时F的方向与初速度V0取值的关系。,一x 乂 X %X E X X X xl氏1W予由 日 fT X X X X|

18、I X X X X 29. (3分)半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为 B = 0.2T,磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中16a= 0.4m, b=0.6m,金属环上分别接有灯Li、L2,两灯的电阻均为R0 = 2Q, 一金 属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计(1)若棒以vo=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO的 瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯Li的电流。(2)撤去中间的金属棒 MN将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90o,若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 B/At = (4 /Q) T

19、/s,求Li的功率 30、(16分)如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度 B=1 T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d= 0.5 m,现有一边长l = 0.2 m、质量m=0.1 kg、电阻R= 0.1 Q的正方形线框MNOP以V0=7 m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求:线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小 F;线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q;线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。上 d *d-d_*j.d触.d wd k d .；X X ；XX ；XX ；XX；M XX ；XX ；xX ；X

20、X ；N x哭；XX ；XX ；X X ；XX；! xX ；XX ：；X X ：XX；XX ;；XX ；XX；XX；XX ；XX ；X X ；O31.(18分)在图甲中，直角坐标系0 xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B,第3象限内的磁感应强度大小为 B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为I,圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度 绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求导线框中感应电流最大值.I随时间t变化的图(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流17象.（规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0）（3）求线框匀速转动

21、一周产生的热量图甲t32、 （14分）如图所示，倾角。=300、宽度L=1m的足够长的“ U”形平行光滑金 属导轨固定在磁感应强度 B =1T,范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面 向下。用平行于轨道的牵引力拉一根质量m =0.2 kg、电阻R =1Q的垂直放在导轨上的金属棒a b,使之由静止开始沿轨道向上运动。 牵引力做功的功率恒为6W,当金属棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为5.8J,不计导轨电阻及一切摩擦，取 g=10m/s2。求：（1）金属棒达到稳定时速度是多大？（2）金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间多长33、（20分）如图所示，在直角坐标系的第II

22、象限和第IV象限中的直角三角形区域 内，分布着磁感应强度均为 B=5.0X 10-2T的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和 向里。质量为m= 6.64X 10 27 kg,电荷量为q= + 3.2X1019C的a粒子（不计a粒 子重力），由静止开始经加速电压为 U=1205V的电场（图中未画出）加速后，从 坐标点M （-4,行）处平行于x轴向右运动，并先后通过匀强磁场区域。求出a粒子在磁场中的运动半径；在图中画出a粒子从直线x= 4到直线x=4之间的运动轨迹，并在图中标 明轨迹与直线x=4交点的坐标；求出a粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间。“ y/10 1m1834、如图所示PQ、MN为足够长

23、的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R 8的电阻;导轨间距为L 1m; 一质量为m 0.1kg,电阻r 2，长约1m的均匀金属杆水平放 置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数,导轨平面的倾角为30在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B 0.5T,今让金属杆AB由静止开始下滑从 杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量 q 1C,求：当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小(2)AB下滑的最大速度(3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量(20分)在质量为 M=1kg的小车上，竖直固定着一个质量为m=0.2kg,宽L=0.05m、总电阻R=100的n=100的n=100匝矩形线

24、圈。线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图(1)所示。现有一子弹以V0=110m/s的水平速度射入小车中，并立即与小车(包括线圈)一起运动，速度为V1=10m/s。随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度 B=1.0T的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里， 如图所示。已知子弹射入小车后，小车运动的速度v随车的位移s变化的v - s图象如图(2)所示。求：(1)子弹的质量m。；(2)小车白位移s=10cm时线圈中的电流大小I(3)在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量q;19(4)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q。(19分)光滑平行金属导轨水平面内固定，导轨间距L=0.5m,导轨右

25、端接有电阻Rl=4Q小灯泡，导轨电阻不计。如图甲，在导轨的 MNQP矩形区域内有竖直向上的磁场，MN、PQ间距d=3m,此区域磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一金属杆，其电阻 r=1 Q在t=0时刻，用水平恒 力F拉金属杆，使其由静止开始自 GH位往右运动，在金属杆由GH位到PQ 位运动过程中，小灯发光始终没变化， 求：(1)小灯泡发光电功率；(2)水平恒力F大小；(3)金属杆质量m.20电磁感应计算题答案1、(18 分)(1)当速度最大时，加速度a=02kh Bid mg vmBdvmR r（mg 2kh）（R r）B2d2（3 分）（3分）（2分）（2）据能量关系121

26、2mgh 2 - kh mvm 22而也RQr r（4 分）（3分）- R -Qr 7q总（mg 2kh）2（R r）2 B4d4（3分）2、解：感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。0to时间内，设回路中感应电动势大小为 Eo,感应电流为I,感应电流产生的焦耳热为Q,由法拉第电磁感应定律：E。一 L2b tto根据闭合电路的欧姆定律：I且 由焦耳定律有：Q I2Rt 二 RtoR八百I4b2解得：Q空toR设金属进入磁场Bo 一瞬间的速度变v,金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守怛：mgH ：mv2在很短的时间t内，根据法拉第电磁感应定律

27、，金属棒进入磁场 Bo区域瞬21间的感应电动势为E,则：EBoL x L2 B(t)由闭合电路欧姆定律得：IR解得感应电流:BoL2gH to根据上式讨论:I、当月H 时,toI =0;II、当高H上时,toBoLIII、当属H L时,toBoL LRto3、解：切割磁感线的速度为E = 2nBoLv导线中的电流大小I=2nBoLvRV,任意时刻线框中电动势大小22 2线框所受安培力的大小为：F 2nBoLI .也旦”R由左手定则判断，线框所受安培力的方向始终沿 x轴正方向.磁感应强度的波长和频率分别为2lof/ t=O时磁感应强度的波形图如图2loB/TBoIIIfci!一x/m11：1*0

28、 平 / 3彩2入IIIIfcIBo -1114.解：（1）由V-t图象可知：a -v 0.4m/s2由牛顿第二定律：F F安ma7=BIL E= BLv I = E v at （或由图可知，t=10s时，v=4m/s） R2 2 .联立以上各式，彳t入数据得：F旦3 ma=0.24NR22 TOC o 1-5 h z E/P 0.16WR(2) q I t联立以上各式,_ E _-. .1c. I 工 E - (11)B S BL-at (12)Rt2代入数据得：q 四匚=2C (13) R 2R5 .解:PQ的质量是CD的4倍:m =4m,PQ电阻是CD的 即 】，两棒的总电阻为稳定后弹簧

29、的伸长量等于开始的压缩量:n itjsini2A1,CD移动的距离q 、= -回路中通过的电量m ，一 皿 ,PQ棒沿导轨上滑距离斤尺二=与T 丹= -Try + = 一为：皿 k4t 一-r、. f/j 2niqsiirm _ . t 一 r、，(3)CD棒静止，受到的安培力为l,PQ稳定时，怛力为:F = 01Hq答口 NtIF = 3m =加%而外网警=受罕西 TOC o 1-5 h z 恒力所做的功为：4k6、解：(1)导体棒切割磁感线的电动势：上、人r/上由闭合电路欧姆定律：&导体棒受到的安培力：一加对金属棒受力分析，由牛顿第二定律：胸.戊一尸=树 23联立，得:gsm cc(2)当

30、 时，速度最大则最大速度:wgAsin aWr(3)金属棒由EF滑至U BD的过程，由能量守恒:金属棒上产生的热量:(4)金属棒由BD出发，又回到BD的全过程，由能量守恒:金属棒上产生的热量:7. 解析：(1)当满足 BIL+mgcosO =mgsina时有最大电流（sin cos ）mgImBL（0.6 0.5 0.8）-A 0.5A1.0 0.4(2分)(1分)流过R的最大电流为I0=0.25A（1分）（2） Q 总=4Qo=2 J（1 分）& =IR=0.5 2V=1.0V（1分）此时杆的速度为Vm鼠m/s 2.5m/s1.0 0.4（1分）由动能定理得mgSsinmgScosQ 总12

31、 mvm2（2分）求得杆下滑的路程Smvm 2Q2mg （sin cos ）0.1 2.522m2 0.1 10 （0.6 0.5 0.8）11 .56 m （1 分）(3)通过ab杆的最大电量“BLVmt1.0 0.4 2.5 1c 0.5c（2分）8.解析：（1） f 号=孝 S = kl2（2分）因为金属棒始终静止，在t时刻磁场的磁感强度为Bt = B0+kt ,所以kl2 . _ kl3F 外=Fa = BIl = （ B0+kt ）l = B0 7 +t （2分）方向向右（1（2）根据感应电流产生的条件，为使回路中不产生感应电流，回路中磁通量的变化应为零，因为磁感强度是逐渐增大的，所

32、以金属棒应向左运动（使磁通量减小）（1分）即: 0 = 0,即 = BtSt - B0S0,也就是Bt l （l - vt ） = B0I2（2 分）B0ABtc B0IBt=存（2分）0-B0tlt2（3）以竖直向下为正方向如果金属棒的右匀速运动，因为这时磁感强度是逐渐减小的，同理可推得,c B0lBt = l+ vt（2分）所以磁感强度随时间变化的图像如右图（t2时刻Bt不为零）（2分）9.解：（1）由v-t图可知道，刚开始t=0时刻线圈加速度为a% t1（2分）此时感应电动势（2分）（2分）2_/ t L B/线圈此刻所受安培力为F BILB0L3 Bma（2分）25得至上Bmv0R一

33、3t Bot1 L（2分）(2)线圈t2时刻开始做匀速直线运动，所以t3时刻有两种可能: (a)线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P=0. (2 分)(b)磁场没有消失, 匀速直线运动P但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流,22 2,(2L2 B/ t)2/R m J%RB；t；L2所受合力为零，同样做(2分)10.解析：1 ) 感应电流的方1.0 0.5 1 0.5V感应电流大小:0.5 I 1ARo R 0.4 0.1(2)由感应电流的方向可知磁感应强度应增加:B0安培力 F BId（B0要提起重物，F mg ,B t）IdtB，、一（Bo - t）Id mg39

34、.5s2 10 0.51.0 0.5 11.解析：(1)感应电流沿逆时针方向。（1分）(2)由电流图象可知，感应电流随时间变化的规律:I = 0.1t （2 分）由感应电流4=I（1分）R可得金属框的速度随时间也是线性变化的,= _RIBL= 0.2t（1 分）（1分）（2分）线框做匀加速直线运动。加速度a = 0.20m/s2t=2.0S,时感应电流 I2= 0.20A,2= 0.40m/s。安培力 FABIL 0.80 0.20 2.5N=0.40N25线框在外力F和安培力Fa作用下做加速运动，F- FA= ma(2分)得力 F=0.50N(1 分)(3)金属线框从磁场拉出的过程中，拉力做

35、功转化成线框的动能和线框中产生的焦耳热。(1分)t=5s时，线框从磁场中拉出时的速度5= 1.0m/s线框中产生的焦耳热Q = wm521.67J(2分)12.解析:(1 ) 对导轨进行受Mgsin370f F安 Ma其中F安BIL2. 2B L vR(mg cos370则导轨的加速度:Mg sin a (mg sin 370, -r 0g sin 37-r 0gcos 37_ 22B L vMR(1(2)当导轨达到最大速度时受力平衡即a=0,此时:vm(Mg sin 370mg cos370) R2-2 5.6m / sB L (1)3(3)设导轨下滑距离d时达到最大速度BLd27d=6m0

36、12对导轨由动能定理得：Mgdsin37 W损2Mv损失的机械能W=20.32J13.解析：（1）（6分）a棒匀速运动，F mag BIaL（2分）b棒静止Ib2（1分）mbgBIaL2（1分）g 2mbg 0.4N（2分）（2）（8分）当a匀速运动时Ea blvi（1分）2EaIa a3RBIaL 2BIbL 2mbg解得Vi空兽RB L（1分）（2分）当b匀速运动时:mbgBI L_ 2 2B2L2v23R（1分）3mbgRv2 FV2B2L2（2分）式联立得V25m/ s（1分）（3） （6 分）S BE t tBLht（1分）I且2R（1分）2BIL= mag（1分）由式得R_ 2 2

37、B2L2V13mbg（1分）14.度为2-m 3解析:（1）从图可以看出,（2分）线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速28（1分）x 0.08v=t =0_1 m/s= 0.8 m/st I/A 0.2 t0 -0.-1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6*-0.2:线圈做切割磁感线 E=2n rBv=2 20 3.14 0.1 0.2 0.8 V=2 V （2 分）（2）感应电流 I = D . D = Q o A = 0.2 A （2 分） TOC o 1-5 h z Ri十R28十2电流图像（2分）（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安 培力.F

38、 推=1=安=川1_8 = 2川 rB = 2 20 0.2 3.14 0.1 0.2 N=0.5 N.（3 分）（4）发电机的输出功率即灯的电功率.P=I2R2=0.22 8 W=0.32 W（2分）（5）磁感线是闭合曲线，所以在磁铁内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈了，所以线圈中的磁通量不为零，且在运动过程中磁通量发生变化了。（2分）15.解:/E=BLv （2分）L=vt （1分） E=B v2t （1 分）v I 旦（1分） R 2vt 石vt（2分）RBv（22）r（2分）（3） /F=BIL （1 分）F2 2 .界；（2分）.中2 3.累7（2分）292 3,Bv 2, B v

39、t 取苕：P IE Bv t (2 .2)r(22)r16、解：（1）在t时刻AB棒的坐标为x vt感应电动势e BlvBolvsinvt回路总电阻1 -R 22l3 -R2vt回路感应电流2B0lvsin 2l3R棒匀速运动F=F=BIl解得： F2B2l2vsin2(-vt)-r-(0（2）导体棒AB在切割磁感线过程中产生半个周期的正弦交流电感应电动势的有效值为回路产生的电热通电时间解得:E B0lv2E2Q t%2lt v2 32Bl vQ 3R评分标准：本题共12分1分，、式各2分。17.解析：（1）不存在磁场时，F ab P （2分）（2）设磁场存在时的气流速度为 V,则磁流体发电机

40、制电动势Bav,回路电流Ia,安培力FRl-bl2 2立工（2分）Rlabl没有磁场时摩擦力为f ,由题意:Voab P F f30解得BaV0B2 * * 31aV01 ab P（Rl-）bl（2分）（3）输入功率p abV p ,由能量守恒定律P 所以p 吧01一（2分）1B2aVob P（Rl -）bl22.318.解析：（1） Q Pt （BLv）三 2B L v（2 分）R v Rsi Vt s2 vt si: S2 1： 2（3 分）,s1：s2 1 ： 2 s1 : （s2 s1） 1: 1（2 分）I fV （2 分）图23线圈获彳#动能Ekm2国传送带上的热量损失Q f（s-

41、）/2 （2分）23E Ek QQ mv2 牙（2 分）一个线圈加速（即一个线圈进磁场和前一线圈出磁场的时间和）所用的时间2.223为t鲁（1分）所以p /（2分）（或：皮带 始终受到一个静 摩擦力2 2f1=F安=-（1分），一个滑动摩擦力19.解析:安=BIL=F.撤去F之后，由P=I官口,当电阻Rk消耗的电功率为P/4时，通过砒电流I=I/2 ,则金属杆受到的安培力F安=BIL=F/2 ,方向水平向左，由牛顿第二公_二定律得，,一科一5小.方向水平向左.（2）撤去F后，金属杆在与速度方向相反的安培力作用下，做减速运动直到停下。设 匀速运动时金属杆的速度为v,则I、R+r尸Fv,又P=I2

42、R,解得一” 三.吩c I _ 2 mP ( /? + r)3由能量守恒可得，撤去F后，整个电路产生的热量 广二2即 1_ R n +则电阻R产生的焦耳热20.解析：(1)U形框向右运动时，N地相当于电源，产生的感应电动势 E=B1V0,当如图乙所示位置时，方框bd之间的电阻为U形框连同方框构成的闭合电路的总电阻为E 4叫闭合电路的总电流为根据欧姆定律可知，bd两端的电势差为：Ubd= 二:方框中的热功率为：1飞3一寸在U框向右运动的过程中，U形框和方框组成的系统所受外力为零，故系统动量守恒，设到达图示位置时具有共同的速度 v,根据动量守恒定律3 阳 = (3m + 4m)v 3解得二万%根据

43、能量守恒定律，U形框和方框组成的系统损失的机械能等于在这一过程中两框架上产生的热量，即(3)设U框和方框不再接触时方框速度为vi, u形框的速度为V2：,根据动量守恒定律，有3mv=4m+3mv两框架脱离以后分别以各自的速度做匀速运动，经过时间t方框最右侧和Ut框最左侧距离为s,即(v2-vi)t=s联立以上两式，解得3 /$1 / 4s、Vi=j-( V - 7),私=彳(31?卡 7)21.答案：解：设杆向上运动的速度为v,因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面 积减少，从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小 私一332回路中的电流,二反 ，电流沿顺时针方向两金属杆

44、都要受到安培力作用，作用于杆 xiyi的安培力为区吧，方向向上 作用于杆X2y2的安培力人二叼，方向向下当杆作为匀速运动时，根据牛顿第二定律有 尸一的因一切济+工一力二 F-（吗+松，g+加。宫口I = V = 55-返解以上各式，得叫，巴7）作用于两杆的重力的功率的大小 尸二（叫+叫田 电阻上的热功率。=艮pj- 吗.（一柏二广网十阡区由、式，可得 8册F, I四22.MN滑过的距离为窃寸,它与bc的接触点为P,如图。由几何关系可知MP年度为;,乂中的感应电动势E Blv , 乂段的电阻MacP和MbP两电路的并联电阻为13r r 并 2 1R3 3 由欧姆定律,2r 9PM中的电流I Ea

45、c中的电流r racM,所以电流|ac的方向由a流根据右手定则，MP中的感应电流的方向由P流向向c。23. （1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）（2）感应电动势 vBL感应电流1 R安培力Fm IBL_ 2 2vB2L233由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用，匀速时合力为零。_ 2 2F VB_1_ fR由图线可以得到直线的斜率 k=2, B1 (T)24、解：(1) E=BL(V1-V2)B|LB2L2(V1 V2)速度恒定时有:B2L2(v1 v2)V2fR22B Lfm2 . 2B L V1 P奉 FV2f(v1E2RB2L2(V1V2)2f2Rb2l22

46、.2/、因为B L (V1 V2)ma导体棒要做匀加速运动,必有V1V2为常数，设为v,_2 2B L (at v2)f ma ,可解得:B2L2 Vt fRB2L2t mR(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f, f=2 (N)0.4若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数B2a 2V2 mg = f +R(2)线框从离开磁场至上升到最高点的过程,1 o(mg + f ) h = - mv1 234(14 分)(1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间 “日 (mg - f )R角牛得V2 = b 2a 21 c _线框从取局点回洛至磁场瞬间(mg - f ) h = 2 mv

47、2 2、式联立解得/mg + f,.x R vi = pmgf? = (mg) -f 南(3)线框在向上通过通过过程中 TOC o 1-5 h z 1212 八 /、2 mw2- 2 mvi2 = Q + (mg + f) (a + b)V0 = 2 vi3c R-Q = 2 m (mg)2 -f 2 7 - (mg + f) (a + b)(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律mgsin 0- mgcos=& ma由式解得 a= 10X (O.6 -0.25 X 0.8) m/s2=4m/s2(2夕设金属棒运动达到稳定时，速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡mgsin。

48、一 区 mgcos0F= 0此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R肖耗的电功率Fv = P由、 两式解得 v - 8m/s 10m/s F 0.2 10 (0.6 0.25 0.8)(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为I,磁场的磁感应强度为BI 型 RP=I2R由、两式解得BpR8 2 T 0.4Tvl 10 1磁场方向垂直导轨平面向上3527.金属棒匀速运动，F外=1=安，E=BLv I=E/R总，F外=811_=8 2L2v/R总,Lmax=2sin90 =2m,R 总=8/3Q,故 Fmax=0.3N Pi=E2/Ri = 1W金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化y 2s

49、in x ,且 x=vt , E=BLv ,故3I 巨 3sint R 43I = 0 时 v= 028. (1)感应电动势 e= Blv, I=e/Rx = v02/2a=1 (米)(2)最大电流Im=Blv/R I=Im/2 = Blv0/R B1Vo/2R安培力 f=IBl = B212Vo/2R = 0.02 (牛) 向右运动时 F+f=ma F=maf=0.18N方向与x轴相反向左运动时Ff = ma F=ma+f = 0.22 (牛)方向与x轴相反(3)开始时 v = Vo, f = ImBl = B212Vo/R F + f=ma, F=ma f= maB212Vo/R TOC

50、o 1-5 h z 当V00方向与x轴相反当V0maR/B2l2=10米/秒 时，F0 方向与x轴相同29.解：(1) i = B2av = 0.2X0.8X5=0.8VIi= i/R = 0.8/2= 0.4A(2) 2= A/At = 0.5X % a2X A B/At=0.32VPi = (e 2/2)2/R=1.28X 102W评分标准：全题13分.第(1小题6分，第(2)小题7分。其中(1)正确得出式得3分，得出式得3分；36(2)得出式4分，得出式得3分30、解：线框MN边刚进入磁场时有：F刖Bl* 2.8N设线框竖直下落H时，速度为Vh由能量守恒得:自由落体规律:212mgHmv

51、0 QmvH2v； 2gH 解得：Q12mvo 2.45 J2解法一:只有在线框进入和穿出条形磁场区域时,才产生感应电动势，线框部分进入磁场区2 2域 X 时有：F BlI Bl-B一-vR R在t7及时间内，由动量定理：一F四=m加_ 2 2_ 2 2B lB l求龙口 ：v tx mv0RR2. 2解得：x mv0穿过条形磁场区域的个数为：n2 44可穿过4个完整条形磁场区域解法二：线框穿过第1个条形磁场左边界过程中:F BlBl JR根据动量定理:F t mv, mv0 解得:B2l3Rmv1 mv0同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有:B2l3R/ mv,mv,2i3所以线框穿过第

52、1个条形磁场过程中有：智/ mv imvo2,3mvo设线框能穿过n个条形磁场，则有：n2B 0R解得：n需44可穿过4个完整条形磁场区域 31.解:（1）线框从图甲位置开始（t=0）转过900的过程中，产生的感应电动势为1 TOC o 1-5 h z Ei - 2B l（4 分）由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：Ii邑（1分）R2联立以上各式解得：11 （2分）R同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为：I2 1（2分）2R故感应电流最大值为：Im 叱（1分）2i4解得:q 2aL4R（2）I - t图象为:（3）线框转一周产生的热量：Q 2（I12 R T I； RT） 44R（2分）（1分）（1分）32.解：（1）金属棒沿斜面上升达稳定速度时，设所受的安培力为F安