高考物理二轮复习专题提能专训12电磁感应及应用

1、20152015 届高考物理二轮复习专题提能专训：届高考物理二轮复习专题提能专训：1212 电磁感应及应用电磁感应及应用 一、选择题一、选择题( (本题共本题共 1212 小题，每小题小题，每小题 4 4 分，共分，共 4848 分多选全部分多选全部 选对的得选对的得 4 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 0 分分) ) 1. 1. (2014(2014河北唐山一中调研河北唐山一中调研) )经过不懈的努力，法拉第终于在经过不懈的努力，法拉第终于在 18311831 年年 8 8 月月 2929 日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软

2、日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软 铁环上铁环上( (如图所示如图所示) )， 一个线圈一个线圈 A A 连接电池与开关，连接电池与开关， 另一线圈另一线圈 B B 闭合并闭合并 在其中一段直导线附近平行放置小磁针法拉第可观察到的现象有在其中一段直导线附近平行放置小磁针法拉第可观察到的现象有 ( () ) A A当合上开关，当合上开关，A A 线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即 复原复原 B B只要只要 A A 线圈中有电流，小磁针就会发生偏转线圈中有电流，小磁针就会发生偏转 C CA A 线圈接通后电流越大，小磁铁偏转角度也越大线圈接

3、通后电流越大，小磁铁偏转角度也越大 D D当开关打开，当开关打开，A A 线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与A A 线圈线圈 接通电流瞬间完全相同的偏转接通电流瞬间完全相同的偏转 答案：答案：A A 解析：解析：闭合开关瞬间，穿过线圈的磁通量增加，在线圈闭合开关瞬间，穿过线圈的磁通量增加，在线圈 B B 中产中产 生感应电流，电流的磁场使小磁针偏转；当线圈生感应电流，电流的磁场使小磁针偏转；当线圈 A A 中电流恒定，磁中电流恒定，磁 通量不变化，线圈通量不变化，线圈 B B 中不产生感应电流，磁针不偏转；当开关断开中不产生感应电流，磁针不偏转；当开关断开 时，磁

4、通量减少使时，磁通量减少使 B B 中又产生感应电流，使小磁铁偏转，但偏转方中又产生感应电流，使小磁铁偏转，但偏转方 向相反，选项向相反，选项 A A 正确正确 2 2(2014(2014江苏单科江苏单科) ) 如图所示，一正方形线圈的匝数为如图所示，一正方形线圈的匝数为 n n，边长为，边长为 a a，线圈平面与匀，线圈平面与匀 强磁场垂直，且一半处在磁场中在强磁场垂直，且一半处在磁场中在 t t 时间内，磁感应强度的方向时间内，磁感应强度的方向 不变，不变，大小由大小由 B B 均匀地增大到均匀地增大到 2 2B B. .在此过程中，在此过程中，线圈中产生的感应电线圈中产生的感应电 动势为

5、动势为( () ) BaBa2 2nBanBa2 2nBanBa2 22 2nBanBa2 2 A.A.B.B.C.C.D.D. 22t t22t t t t t t 答案：答案：B B B B 2 2B BB B B B 解析：解析：磁感应强度的变化率磁感应强度的变化率 ，法拉第电磁感应定法拉第电磁感应定 t t t t t t B B1 1 律公式可写成律公式可写成 E En nn n S S，其中磁场中的有效面积，其中磁场中的有效面积 S S a a2 2，代 ，代 t t t t2 2 BaBa2 2 入得入得 E En n，选项，选项 B B 正确，选项正确，选项 A A、C C、D

6、 D 错误错误 22t t 3 3如图所示，如图所示，L L 为自感系数很大，直流电阻不计的线圈，为自感系数很大，直流电阻不计的线圈，D D1 1、 D D2 2、D D3 3为三个完全相同的灯泡，为三个完全相同的灯泡，E E 为内阻不计的电源，在为内阻不计的电源，在 t t0 0 时刻时刻 闭合开关闭合开关 S S，当电路稳定后，当电路稳定后 D D1 1、D D2 2两灯的电流分别为两灯的电流分别为 I I1 1、I I2 2，t t1 1时刻时刻 断开开关断开开关 S S，若规定电路稳定时流过，若规定电路稳定时流过 D D1 1、D D2 2的电流方向为电流的正的电流方向为电流的正 方向

7、，则下图能正确定性描述电灯电流方向，则下图能正确定性描述电灯电流 i i 与时间与时间 t t 关系的是关系的是( () ) 答案：答案：D D 解析：解析：在在 t t0 0 时刻闭合开关时刻闭合开关 S S，D D2 2的电流立刻达到最大值，并的电流立刻达到最大值，并 且大于稳定时的电流且大于稳定时的电流 I I2 2， ，D D1 1由于和线圈串联，电流由零逐渐增加，由于和线圈串联，电流由零逐渐增加， 排除排除 A A、B B、C C 选项；选项；t t1 1时断开开关 时断开开关 S S，线圈和，线圈和D D1 1、D D2 2构成闭合回路，构成闭合回路， 电流逐渐减小到零，因规定电路

8、稳定时流过电流逐渐减小到零，因规定电路稳定时流过 D D1 1、 、D D2 2的电流方向为电的电流方向为电 流的正方向，断开开关流的正方向，断开开关S S 后后 D D2 2中电流向上，与正方向相反，取负值， 中电流向上，与正方向相反，取负值， 选项选项 D D 正确正确 4. 4. 如图所示，通电导线如图所示，通电导线 MNMN 与单匝圆形线圈与单匝圆形线圈 a a 共面，位置靠近圆共面，位置靠近圆 形线圈形线圈 a a 左侧且相互绝缘当左侧且相互绝缘当 MNMN 中电流突然减小时，下列说法正中电流突然减小时，下列说法正 确的是确的是( () ) A A线圈线圈 a a 中产生的感应电流方

9、向为顺时针方向中产生的感应电流方向为顺时针方向 B B线圈线圈 a a 中产生的感应电流方向为逆时针方向中产生的感应电流方向为逆时针方向 C C线圈线圈 a a 所受安培力的合力方向垂直纸面向里所受安培力的合力方向垂直纸面向里 D D线圈线圈 a a 所受安培力的合力方向水平向左所受安培力的合力方向水平向左 答案：答案：A A 解析：解析：根据安培定则，根据安培定则，MNMN 中电流产生的磁场在导线左侧垂直纸中电流产生的磁场在导线左侧垂直纸 面向外，面向外， 在导线右侧垂直纸面向里在导线右侧垂直纸面向里 由于导线由于导线 MNMN 位置靠近圆形线圈位置靠近圆形线圈 a a 左侧，所以单匝圆形线

10、圈左侧，所以单匝圆形线圈 a a 中合磁场方向为垂直纸面向里当中合磁场方向为垂直纸面向里当 MNMN 中电流突然减小时，中电流突然减小时， 垂直纸面向里的磁通量减少，垂直纸面向里的磁通量减少， 根据楞次定律可知，根据楞次定律可知， 线圈线圈 a a 中产生的感应电流方向为顺时针方向，中产生的感应电流方向为顺时针方向， 选项选项 A A 正确，正确， B B 错误错误 由由 左手定则可知，左手定则可知，导线左侧圆弧所受安培力方向水平向右，导线左侧圆弧所受安培力方向水平向右， 导线右侧圆导线右侧圆 弧所受安培力方向水平向右，弧所受安培力方向水平向右， 所以线圈所以线圈 a a 所受安培力的合力方向

11、水平所受安培力的合力方向水平 向右，选项向右，选项 C C、D D 错误错误 5 5(2014(2014衡水模拟衡水模拟) )如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面 向外的匀强磁场，它的底边在向外的匀强磁场，它的底边在 x x 轴上且长为轴上且长为 2 2L L，高为，高为 L L. .纸面内一边纸面内一边 长为长为 L L 的正方形导线框沿的正方形导线框沿 x x 轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场 区域，在区域，在 t t0 0 时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线

12、框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流 位移位移( (I I- -x x) ) 关系的是关系的是( () ) 答案：答案：C C 解析：解析：线框匀速穿过线框匀速穿过 L L 的过程中，有效长度的过程中，有效长度l l 均匀增加，由均匀增加，由E E BlBlv v 知，电动势随位移均匀变大，知，电动势随位移均匀变大，x xL L 处电动势最大，电流处电动势最大，电流 I I 最大；最大； 从从 x xL L 至至 x x1.51.5L L 过程中，过程中，框架两边都切割磁感线，框架两边都切割磁感线，总电动势减小，总电动势减小， 电流减

13、小；从电流减小；从 x x1.51.5L L 至至 x x2 2L L，左边框切割磁感线产生的感应电动，左边框切割磁感线产生的感应电动 势大于右边框，故电流反向且增大；势大于右边框，故电流反向且增大； x x2 2L L 至至 x x3 3L L 过程中，只有左过程中，只有左 边框切割磁感线，有效长度边框切割磁感线，有效长度l l 减小，电流减小综上所述，只有减小，电流减小综上所述，只有C C 项项 符合题意符合题意 6 6(2014(2014广东韶关一模广东韶关一模) ) ( (多选多选) )如图所示，先后以速度如图所示，先后以速度 v v1 1和和 v v2 2匀速把一矩形线圈拉出有匀速把

14、一矩形线圈拉出有 界匀强磁场区域，界匀强磁场区域，v v1 12 2v v2 2，在先后两种情况下，在先后两种情况下( () ) A A线圈中的感应电流之比线圈中的感应电流之比 I I1 1I I2 22 21 1 B B线圈中的感应电流之比线圈中的感应电流之比 I I1 1I I2 21 12 2 C C线圈中产生的焦耳热之比线圈中产生的焦耳热之比 Q Q1 1Q Q2 24 41 1 D D通过线圈某截面的电荷量之比通过线圈某截面的电荷量之比 q q1 1q q2 21 11 1 答案：答案：ADAD E E1 12 2 解析：解析：由于由于 v v1 12 2v v2 2，根据，根据E

15、EBLBLv v 得感应电动势之比得感应电动势之比 ，感，感 E E2 21 1 I I1 12 2E E 应电流应电流 I IR R，则感应电流之比为，则感应电流之比为 ，A A 正确，正确，B B 错误；线圈出磁错误；线圈出磁 I I2 21 1 L Lt t1 11 1 场时所用的时间场时所用的时间 t t v v ， 则时间比为则时间比为 ， 根据根据 Q QI I2 2Rt Rt 可知热量之可知热量之 t t2 22 2 E E t t q q1 1 比为比为 Q Q1 1 Q Q2 22 21 1， C C 错误；错误； 根据根据 q q I I t t R R t t R R t

16、 t R R 得得 q q2 2 1 1， ，D D 正确正确 1 1 7 7(2014(2014四川理综四川理综)( )(多选多选) )如图所示，不计电阻的光滑如图所示，不计电阻的光滑 U U 形金属形金属 框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H H、P P 固定在框上，固定在框上，H H、P P 的间距的间距 很小质量为很小质量为 0.2 kg0.2 kg 的细金属杆的细金属杆 CDCD 恰好无挤压地放在两挡板之间，恰好无挤压地放在两挡板之间， 与金属框接触良好并围成边长为与金属框接触良好并围成边长为 1 m1 m 的正方形，的正方形， 其有效电阻为其有效电阻为

17、0.1 .0.1 . 此时在整个此时在整个 空间加方向与水平面成空间加方向与水平面成 3030角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感 应强度随时间变化规律是应强度随时间变化规律是B B(0.4(0.40.20.2t t) ) T T，图示磁场方向为正方，图示磁场方向为正方 向框、挡板和杆不计形变则向框、挡板和杆不计形变则( () ) A At t1 s1 s 时，金属杆中感应电流方向从时，金属杆中感应电流方向从 C C 到到 D D B Bt t3 s3 s 时，金属杆中感应电流方向从时，金属杆中感应电流方向从 D D 到到 C C C Ct t1 s1 s 时，金属

18、杆对挡板时，金属杆对挡板 P P 的压力大小为的压力大小为 0.1 N0.1 N D Dt t3 s3 s 时，金属杆对挡板时，金属杆对挡板 H H 的压力大小为的压力大小为 0.2 N0.2 N 答案：答案：ACAC 解析：解析： 根据楞次定律可判断感应电流的方向总是从根据楞次定律可判断感应电流的方向总是从C C 到到 D D， 故故 A A B B S S 项正确，项正确，B B 项错误；由法拉第电磁感应定律可知：项错误；由法拉第电磁感应定律可知：E E t t t t BLBL2 21 1E E 2 2sin 30sin 300.20.21 1 V V0.1 V0.1 V，故感应电流为，

19、故感应电流为I IR R 1 A1 A，金属，金属 t t2 2 杆受到的安培力杆受到的安培力 F FA A BILBIL，t t1 1 s s 时，时，F FA A0.20.21 11 1 N N0.20.2 N N，方，方 向如图甲，向如图甲，此时金属杆受力分析如图甲，此时金属杆受力分析如图甲， 由平衡条件可知由平衡条件可知 F F1 1 F FA A coscos 60600.1 N0.1 N，F F1 1为挡板为挡板 P P 对金属杆施加的力对金属杆施加的力t t3 s3 s 时，磁场反向，时，磁场反向， 此时金属杆受力分析如图乙，此时挡板此时金属杆受力分析如图乙，此时挡板 H H 对

20、金属杆施加的力向右，对金属杆施加的力向右， 1 1 大小为大小为 F F3 3 BILBILcoscos 60600.20.21 11 1N N0.10.1 N N故故 C C 正确，正确，D D 错错 2 2 误误 8 8(2014(2014沈阳市协作校期中联考沈阳市协作校期中联考) )如图所示，两个互连的金属圆如图所示，两个互连的金属圆 环，环， 粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半，粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半， 磁场垂直穿过粗金属环磁场垂直穿过粗金属环 所在的区域，所在的区域， 当磁感应强度均匀变化时，当磁感应强度均匀变化时， 在粗环内产生的电动势为在粗环内产生的电动势为 E E，

21、 则则 abab 两点间的电势差为两点间的电势差为( () ) 2 2E EE EE E A.A.B.B.C.C.D DE E 2 23 33 3 答案：答案：C C 解析：解析：粗环相当于电源，细环相当于负载，粗环相当于电源，细环相当于负载，abab 间的电势差就是间的电势差就是 等效电路的路端电压；等效电路的路端电压；粗环电阻是细环电阻的一半，粗环电阻是细环电阻的一半，则路端电压是电则路端电压是电 2 22 2E E 动势的动势的 ，即，即 U Uab ab ，故选，故选 C.C. 3 33 3 9 9 (2014(2014云南一模云南一模) )如图甲所示，如图甲所示， 线圈线圈 ABCD

22、ABCD 固定于匀强磁场中，固定于匀强磁场中， 磁场方向垂直纸面向外，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，当磁场变化时，线圈线圈 ABAB 边所受安培力向右边所受安培力向右 且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的 ( () ) 答案：答案：D D 解析：解析：由题意可知，安培力的方向向右，根据左手定则可知感应由题意可知，安培力的方向向右，根据左手定则可知感应 电流的方向由电流的方向由 B B 到到 A A， 再由右手定则可知，再由右手定则可知， 当垂直向外的磁场在增加当垂直向外的磁场在增加 时，会产生由时，会产生由 B

23、B 到到 A A 的感应电流，由法拉第电磁感应定律，结合闭的感应电流，由法拉第电磁感应定律，结合闭 B BS S T T 合电路欧姆定律，则安培力的表达式合电路欧姆定律，则安培力的表达式F FBILBILB B R R L L，因安培力的，因安培力的 B B B B 大小不变，则大小不变，则 B B是定值，因磁场是定值，因磁场 B B 增大，则增大，则减小，故减小，故 D D 正确，正确， T T T T A A、B B、C C 错误错误 1010(2014(2014山西太原一模山西太原一模 )( )(多选多选) )如图甲所示，将长方形导线框如图甲所示，将长方形导线框 abcdabcd 垂直磁

24、场方向放入匀强磁场垂直磁场方向放入匀强磁场 B B 中，规定垂直中，规定垂直 abab 边向右为边向右为 abab 边边 所受安培力所受安培力 F F 的正方向，的正方向，F F 随时间的变化关系如图乙所示选取垂随时间的变化关系如图乙所示选取垂 直纸面向里为磁感应强度直纸面向里为磁感应强度 B B 的正方向，不考虑线圈的形变，则的正方向，不考虑线圈的形变，则 B B 随随 时间时间 t t 的变化关系可能是下列选项中的的变化关系可能是下列选项中的( () ) 答案：答案：ABDABD 解析：解析：在每个整数秒内四个选项中磁感应强度都是均匀变化的，在每个整数秒内四个选项中磁感应强度都是均匀变化的

25、， 磁通量的变化率为恒定的，磁通量的变化率为恒定的， 产生的电流大小也是恒定的，产生的电流大小也是恒定的， 再由再由 F FBILBIL 可知，可知，B B 均匀变化时，均匀变化时，F F 也均匀变化，在也均匀变化，在0 01 s1 s 内，内，F F 为向左，根据为向左，根据 楞次定律，磁通量均匀减小，与楞次定律，磁通量均匀减小，与 B B 的方向无关同理的方向无关同理 1 12 2 s s 内，内，F F 为向右，所以磁通量均匀增大，与为向右，所以磁通量均匀增大，与 B B 的方向无关，这样周期性的变的方向无关，这样周期性的变 化的磁场均正确，所以有化的磁场均正确，所以有 A A、B B、

26、D D 项正确，项正确，C C 项错项错 1111(2014(2014河北唐山一模河北唐山一模) ) ( (多选多选) )如图所示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运动，传送如图所示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运动，传送 带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接， 导轨与水平面间夹角为导轨与水平面间夹角为3030， 两虚线两虚线 EFEF、GHGH 之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度 为为 B B，磁场宽度为，磁场宽度为 L L，两金属杆的长度和两导轨的间距均为，两金属杆的长度和两导轨的间距均为 d d，两金

27、，两金 属杆属杆 a a、b b 的质量均为的质量均为 m m，两杆与导轨接触良好当金属杆，两杆与导轨接触良好当金属杆 a a 进入磁进入磁 场后恰好做匀速直线运动，场后恰好做匀速直线运动， 当金属杆当金属杆 a a 离开磁场时，离开磁场时， 金属杆金属杆 b b 恰好进恰好进 入磁场，则入磁场，则( () ) A A金属杆金属杆 b b 进入磁场后做加速运动进入磁场后做加速运动 B B金属杆金属杆 b b 进入磁场后做匀速运动进入磁场后做匀速运动 mgLmgL C C两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为 2 2 D D两杆在穿过磁场的过程中

28、，回路中产生的总热量为两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为 mgLmgL 答案：答案：BDBD 解析：解析：金属杆金属杆 a a 进入磁场后恰好做匀速直线运动，进入磁场后恰好做匀速直线运动， 所受的安培力所受的安培力 与重力沿斜面向下的分力大小相等，与重力沿斜面向下的分力大小相等， 由于由于 b b 棒进入磁场时速度与棒进入磁场时速度与 a a 进进 入磁场时的速度相同，入磁场时的速度相同，所受的安培力相同，所受的安培力相同，所以两棒进入磁场时的受所以两棒进入磁场时的受 力情况相同，力情况相同， 则则 b b 进入磁场后所受的安培力与重力沿斜面向下的分力进入磁场后所受的安培力与重力沿斜

29、面向下的分力 也平衡，所以也做匀速运动，也平衡，所以也做匀速运动， 故故 A A 项错误，项错误，B B 项正确；两杆穿过磁场项正确；两杆穿过磁场 的过程中都做匀速运动，的过程中都做匀速运动，根据能量守恒定律得，根据能量守恒定律得，回路中产生的总热量回路中产生的总热量 为为 Q Q2 2mgmgsin 30sin 30 L LmgLmgL，故，故 C C 项错误，项错误，D D 项正确项正确 1212(2014(2014山东菏泽一模山东菏泽一模)( )(多选多选) )如图所示，足够长的平行光滑导如图所示，足够长的平行光滑导 轨固定在水平面上，导轨间距为轨固定在水平面上，导轨间距为 L L1 m

30、1 m，其右端连接，其右端连接 有定值电阻有定值电阻 R R2 2 ， 整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度 B B1 T1 T 的匀强磁场中的匀强磁场中 一质量一质量 m m2 kg2 kg 的金属棒在恒定的水平拉力的金属棒在恒定的水平拉力 F F10 N10 N 的作用下，的作用下， 在导轨上由静止开始向左运动，在导轨上由静止开始向左运动， 运动中金属棒始终与导轨运动中金属棒始终与导轨 垂直导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是垂直导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是( () ) A A产生的感应电流方向在金属棒中由产生的感应电流方向在金属棒中由 a

31、a 指向指向 b b B B金属棒向左做先加速后减速运动直到静止金属棒向左做先加速后减速运动直到静止 C C金属棒的最大加速度为金属棒的最大加速度为 5 m/s5 m/s2 2 D D水平拉力的最大功率为水平拉力的最大功率为 200 W200 W 答案：答案：ACDACD 解析：解析：金属棒向左运动切割磁感线，金属棒向左运动切割磁感线， 根据右手定则判断得知产生根据右手定则判断得知产生 的感应电流方向由的感应电流方向由 a ab b，A A 正确；金属棒所受的安培力先小于拉力，正确；金属棒所受的安培力先小于拉力， 棒做加速运动，棒做加速运动， 后等于拉力做匀速直线运动，后等于拉力做匀速直线运动

32、， 速度达到最大，速度达到最大， B B 错误；错误； B B2 2L L2 2v v 根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得：F F R R mama，可知棒的速度，可知棒的速度 v v 增大，加速增大，加速 F F 度度 a a 减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度a amax max m m 1010 m/sm/s2 2 5 5 m/sm/s2 2，C C 正确；当棒的加速度正确；当棒的加速度 a a0 0 时速度最大，设最大时速度最大，设最大 2 2 B B2 2L L2 2v vmax max FRFR10102 2 速度为速度

33、为 v vmax max，则有 ，则有 F F R R ，所以，所以 v vmax max 2 22 2 2 2 m/sm/s2020 B B L L1 1 1 12 2 m/sm/s， 所以水平拉力的最大功率所以水平拉力的最大功率 P Pmax max F Fv vmax max 101020 W20 W200 W200 W， D D 正确正确 二、计算题二、计算题( (本题包括本题包括 4 4 小题，共小题，共5252 分解答应写出必要的文字分解答应写出必要的文字 说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分) ) 13.13. (1

34、2(12 分分) )如图所示，在一倾角如图所示，在一倾角 3737的斜面上固定有两个间距的斜面上固定有两个间距 d d 0.50.5 mm、电阻不计、足够长且相互平行的金属导轨，导轨下端通过、电阻不计、足够长且相互平行的金属导轨，导轨下端通过 导线与阻值导线与阻值 R R4 4 的电阻相连，上端通过导线与阻值的电阻相连，上端通过导线与阻值 R R2 2 的的 小灯泡相连，一磁感应强度小灯泡相连，一磁感应强度 B B2 T2 T 的匀强磁场垂直斜面向上质量的匀强磁场垂直斜面向上质量 2 2 m m1.0 kg1.0 kg、电阻、电阻 r r 的金属棒的金属棒 PQPQ 从靠近灯泡的一端开始下滑，

35、从靠近灯泡的一端开始下滑， 3 3 经过一段时间后，经过一段时间后，灯泡的亮度不再发生变化，灯泡的亮度不再发生变化，若金属棒若金属棒 PQPQ 与金属导与金属导 轨间的动摩擦因数轨间的动摩擦因数 0.5.0.5.求：求：( (g g 取取 10 m/s10 m/s2 2，sin 37sin 370.60.6，cos 37cos 37 0.8)0.8) (1)(1)最终金属棒最终金属棒 PQPQ 运动的速度大小；运动的速度大小； (2)(2)最终通过小灯泡的电流最终通过小灯泡的电流 4 4 答案：答案：(1)4 m/s(1)4 m/s(2)(2)A A 3 3 解析：解析：(1)(1)由题意可知

36、，当小灯泡的亮度不再发生变化时，金属由题意可知，当小灯泡的亮度不再发生变化时，金属 棒棒 PQPQ 将沿倾斜导轨匀速下滑，设其匀速下滑时的速度大小为将沿倾斜导轨匀速下滑，设其匀速下滑时的速度大小为v v 则有则有 mgmgsinsin mgmgcoscos BIdBId RRRRBdBdv v 又因为又因为 I I，R R 总总 r r R R总 总 R RR R 将以上三式联立并代入数据可解得将以上三式联立并代入数据可解得 v v4 m/s.4 m/s. (2)(2)由由 mgmgsinsin mgmgcoscos BIdBId 代入数据可解得代入数据可解得 I I2 A2 A 所以加在小灯

37、泡两端的电压为所以加在小灯泡两端的电压为 U UBdBdv vIr Ir 8 8 代入数据可得代入数据可得 U U V V 3 3 U U 所以最终通过小灯泡的电流所以最终通过小灯泡的电流 I IR R 4 4 解得解得 I I A.A. 3 3 1414(12(12 分分) )如图甲所示，电流传感器如图甲所示，电流传感器( (相当于一只理想的电流表相当于一只理想的电流表) ) 能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机， 经计算机经计算机 处理后在屏幕上同步显示出处理后在屏幕上同步显示出 I It t 图象电阻不计的足够长光滑金属图

38、象电阻不计的足够长光滑金属 轨道宽轨道宽 L L1.0 m1.0 m，与水平面的夹角与水平面的夹角 3737. .轨道上端连接阻值轨道上端连接阻值 R R1.01.0 的定值电阻，金属杆的定值电阻，金属杆 MNMN 与轨道等宽，其电阻与轨道等宽，其电阻 r r0.50 0.50 、质量、质量 m m 0.020.02 kg.kg.在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆 从图示位置由静止开始释放，从图示位置由静止开始释放， 杆在整个运动过程中与轨道垂直，杆在整个运动过程中与轨道垂直， 此后此后 计算机屏幕上显示出如图乙所示的计算机屏幕

39、上显示出如图乙所示的 I It t 图象重力加速度图象重力加速度 g g 取取 1010 m/sm/s2 2，sin 37sin 370.60.6，cos 37cos 370.80.8，试求：，试求： (1)(1)t t1.2 s1.2 s 时电阻时电阻 R R 的热功率；的热功率； (2)(2)匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度 B B 的大小；的大小； (3)(3)t t1.2 s1.2 s 时金属杆的速度大小和加速度大小时金属杆的速度大小和加速度大小 答案：答案：(1)2.25(1)2.2510102 2 W W(2)0.75 T(2)0.75 T(3)0.3 m/s(3)0.3

40、m/s 0 0375 m/s375 m/s2 2 解析：解析：(1)(1)由题图乙可知，由题图乙可知，t t1.2 s1.2 s 时电流时电流 I I1 10.15 A.0.15 A. 2 2 W. W.P PI I2 2 1 1R R 0.022 5 W0.022 5 W2.252.251010 (2)(2)电流电流 I I2 20.16 A0.16 A时电流不变，棒匀速运动，时电流不变，棒匀速运动， BIBI2 2L Lmgmgsin 37sin 37，得，得 B B0.75 T.0.75 T. (3)(3)t t1.2 s1.2 s 时，电源电动势时，电源电动势 E EI I1 1( (

41、R Rr r) )BLBLv v， 代入数据得代入数据得 v v0.3 m/s.0.3 m/s. mgmgsin 37sin 37BIBI1 1L Lmama， 3 3 代入数据得代入数据得 a a m/sm/s2 2 0.375 m/s0.375 m/s2 2. . 8 8 1515(2014(2014广东中山市模拟广东中山市模拟)(14)(14 分分) )如图所示，如图所示，两平行光滑的金属两平行光滑的金属 导轨导轨 MNMN、PQPQ 固定在水平面上，相距为固定在水平面上，相距为 L L，处于竖直向下的匀强磁，处于竖直向下的匀强磁 场中，场中， 整个磁场由整个磁场由 n n 个宽度皆为个

42、宽度皆为 x x0 0的条形匀强磁场区域的条形匀强磁场区域 1 1、 2 2、 3 3、 、 n n 组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为1 1B B、2 2B B、3 3B B、 4 4B B、nBnB，两导轨左端之间接入电阻，两导轨左端之间接入电阻 R R. .一质量为一质量为 m m 的金属棒的金属棒 abab 垂直于垂直于 MNMN、PQPQ 放在水平导轨上，与导轨接触良好，不计导轨和金放在水平导轨上，与导轨接触良好，不计导轨和金 属棒的电阻属棒的电阻 (1)(1)对导体棒对导体棒 abab 施加水平向右的力，使其从图示位置开始运

43、动并施加水平向右的力，使其从图示位置开始运动并 穿过穿过 n n 个磁场区，求导体棒穿越磁场区个磁场区，求导体棒穿越磁场区 1 1 的过程中通过电阻的电荷的过程中通过电阻的电荷 量量 q q. . (2)(2)对导体棒对导体棒 abab 加水平向右的力，让它从距离磁场区加水平向右的力，让它从距离磁场区 1 1 左侧左侧 x x x x0 0的位置由静止开始做匀加速运动当的位置由静止开始做匀加速运动当 abab 进入磁场区进入磁场区 1 1 时开始做匀时开始做匀 速运动此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒速运动此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒 abab 保持匀速运保持匀速运 动通过整个磁

44、场区域，动通过整个磁场区域， 求棒求棒 abab 通过第通过第 i i 区域时水平拉力区域时水平拉力 F Fi i和和 abab 穿过穿过 整个磁场区域所产生的焦耳整个磁场区域所产生的焦耳 Q Q. . 答案：答案：见解析见解析 解析：解析：(1)(1)电路中产生的感应电动势电路中产生的感应电动势 E E t t E E 通过电阻的电荷量通过电阻的电荷量 q qI I t tR R t t 导体棒穿过导体棒穿过 1 1 区过程区过程 BLxBLx0 0 x x0 0 解得解得 q qBLBL R R (2)(2)设进入磁场设进入磁场 1 1 时拉力为时拉力为 F F1 1，速度为，速度为 v v，则有，则有 B B2 2L L2 2v v1 1 2 2F F1 1x x0 0 m mv v ，F F1 1 R R 0 0 2 2 2 2B B4 4L L4 4x x0 02 2B B2 2L L2 2x x0 0 解得解得 F F1 1 ，v v mRmRmRmR2 2 iBiB 2 2L L2 2v v2 2i i2