第3課時(shí)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及實(shí)際應(yīng)用+電磁感應(yīng)中的電路與圖像問題

1、-第3課時(shí) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及實(shí)際應(yīng)用課時(shí)集訓(xùn)/i對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練提升素能-基礎(chǔ)練習(xí)。一、現(xiàn)代技術(shù)與電磁場(chǎng)1. （2014南京模擬）如圖所示，平行板電容器的金屬極板m、n的距離為d,兩板間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，等離子群以速度v沿圖示方向射入.已知電容器的電容為c,則（c ）a. 當(dāng)開關(guān)s斷開時(shí)，穩(wěn)定后電容器的電荷量q>bvdcb. 當(dāng)開關(guān)s斷開時(shí)，穩(wěn)定后電容器的電荷量q<bvdcc. 當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí)，穩(wěn)定后電容器的電荷量q<bvdcd. 當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí)，穩(wěn)定后電容器的電荷量q>bvdc解析:洛倫茲力使正離子向n板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向m板偏轉(zhuǎn)，當(dāng)q警

2、二qvb 時(shí)離子不再偏轉(zhuǎn)，故斷開開關(guān)s時(shí)，電容器兩極板所能達(dá)到的最大電 壓uc=bvd,最大電荷量q=bvdc,選項(xiàng)a、b均錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí)，平 行金屬板及等離子群相當(dāng)于一電源，電源電動(dòng)勢(shì)e二bvd,由于內(nèi)阻的存 在，使得iv二iv <e=bvd,故qkbvdc.選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤.2. （2015武漢摸底）（多選）圖（屮）是回旋加速器的工作原理圖d】和d2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒,它們之間有一定的電勢(shì)差,a處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒了，在兩盒之間被電場(chǎng)加速兩半圓盒處于與盒面垂直的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所以粒子在半圓盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若帶電粒子在磁 場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖（乙）所

3、示,不計(jì)帶電粒子 在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮由相對(duì)論效應(yīng)帶來的影響，在ek-t圖中 應(yīng)該有（ac ）eik（甲）（乙）ce略廠二-e jd e-ee-e解析:根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與速度無(wú)關(guān)可知，在 et圖中應(yīng)該有tn+i-tn=tn-tn-i,選項(xiàng)a正確,b錯(cuò)誤；由于帶電粒子在電 場(chǎng)中加速，靜電力做功相等,所以在ek-t圖中應(yīng)該有e兀二-花 選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤.3. （2014浙江省名校新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考）如圖所示，帶電平行板中勻 強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電小球從光 滑絕緣軌道上的a點(diǎn)自由滑下,經(jīng)過軌道端點(diǎn)p進(jìn)入板間恰好沿水平 方向做直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)使小球從軌

4、道上較低的b點(diǎn)開始滑下，經(jīng)p點(diǎn)進(jìn)入 板間，在之后運(yùn)動(dòng)的一小段時(shí)間內(nèi)（c ）a. 小球的重力勢(shì)能一定會(huì)減小b. 小球的機(jī)械能可能不變c. 小球的電勢(shì)能一定會(huì)減少d. 小球動(dòng)能可能減小解析:小球從軌道上較低的b點(diǎn)開始滑下，經(jīng)p點(diǎn)進(jìn)入板間時(shí)，若帶電 小球帶正電，所受洛倫茲力方向向上，速度減小,洛倫茲力減小，帶電 小球向下偏轉(zhuǎn)，靜電力做正功，小球的電勢(shì)能減少，機(jī)械能增大;若帶 電小球帶負(fù)電，所受洛倫茲力方向向下，速度減小,洛倫茲力減小，帶 電小球向上偏轉(zhuǎn),靜電力做正功，小球的電勢(shì)能減少，機(jī)械能增大，綜 上可知，重力勢(shì)能可能增加，也可能減小，但無(wú)論小球電性如何，小球 從b點(diǎn)滑下，靜電力、重力總功為正值,

5、動(dòng)能一直增加，所以選項(xiàng)c正 確.二、帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4. （2013浙江理綜）（多選）在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的 磷離子p+和p3+,經(jīng)電壓為u的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 為b、方向垂直紙面向里,有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示.已 知離了 p'在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過0二30。后從磁場(chǎng)右邊界射出在電場(chǎng)和磁場(chǎng) 中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子p和p"* （ bcd ）a. 在電場(chǎng)中的加速度之比為1 ： 1b. 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為苗:1c. 在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為1 : 2d. 離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1 ： 3解析:磷離了p與電荷量之比6 : q2=l ： 3,質(zhì)

6、量相等,在電場(chǎng)中加速度a二籌由此可知，內(nèi):a2=l : 3,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;離子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=g,又qumv2,故有r二訂晉,即r, : r2=v3 : 1,選項(xiàng)b正確;設(shè)離子p：l在磁場(chǎng)中偏角為a ,則sin a sin 0 =（d為磁場(chǎng)寬度）,故有sin 9 : sin a二1 ：、已知9二30° ,故a二60° ,選項(xiàng)c正確； 全過程中只有電場(chǎng)力做功,w=qu,故離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比即為 電場(chǎng)力做功之比，所以e“ ： ee : w2=l : 3,選項(xiàng)d正確.5. （2015山東19所名校第一次調(diào)研）如圖所示為研究電子槍中電子在 電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意

7、圖.已知電子的質(zhì)量是m,電量為c,在xoy 平面的abcd區(qū)域內(nèi)，存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小均為e的勻強(qiáng)電場(chǎng)i和ii,兩 電場(chǎng)的邊界是邊長(zhǎng)為l的正方形（不計(jì)電子所受重力）.(1) 該區(qū)域ab邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電了，求電了在abcd區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng) 經(jīng)歷的吋間和電子離開abcd區(qū)域的位置；(2) 在電場(chǎng)i區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子恰能從abcd區(qū)域 左下角d處離開，求所有釋放點(diǎn)的位置.解析：(1)電子在區(qū)域i中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得:eel=mv2得v二、:警電子在區(qū)域i中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)有得w層電了在無(wú)電場(chǎng)區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)，有l(wèi)二vt3得t3=厲進(jìn)入?yún)^(qū)域ii時(shí)電子做類平拋運(yùn)動(dòng)，假

8、設(shè)電子能穿過cd邊,則電子在區(qū)域ii中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2二t3二任在沿y軸方向上根據(jù)牛頓第二定律可得ee=may軸方向上運(yùn)動(dòng)的位移為a yat224<p顯然假設(shè)成立.所以電子在abcd區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t二 t】 + t2+b二 2 腭，電子離開吋的位置坐標(biāo)為(-2l,扌).(2)假設(shè)釋放的位置坐標(biāo)為(x, y)在區(qū)域i中有eex二弭/在區(qū)域ii中有l(wèi)二v.t所以這些位置在雙曲線y二音位于區(qū)域i的部分上.答案:見解析 三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)6. （多選）如圖所示,在水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一豎直足夠長(zhǎng)周定絕緣桿mn,小球p套在桿上，已知p的質(zhì)量為m, 電荷量為+q,電

9、場(chǎng)強(qiáng)度為e,磁感應(yīng)強(qiáng)度為b, p與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為重力加速度為g小球由靜止開始下滑直到穩(wěn)定的過程中（cd ）e“xxb勺xna. 小球的加速度一直減小b. 小球的機(jī)械能和電勢(shì)能的總和保持不變2qqbc. 下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是v-細(xì)曲d. 下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是v-遊如解析:對(duì)小球受力分析如圖所示，則mg- u (eq-qvb) =ma,隨著v的增加, 小球加速度增加，當(dāng)eq=qvb時(shí)達(dá)到最大值amax=g,繼續(xù)運(yùn)動(dòng),mg- u (qvb-eq) =ma,隨著v的增加,a逐漸減小，所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤;因?yàn)橛心?擦力做功,機(jī)械能與電勢(shì)能總和在減小，選項(xiàng)b錯(cuò)誤;若

10、在前半段達(dá)到 最大加速度的一半，則mg- p (eq-qvb) =mf,得v二逬寧,若在后半段達(dá)到最大加速度的一半，則mg- u (qvb-eq) =mf,得尹故選項(xiàng)c、d正確.7. (2014杭州高三質(zhì)檢)(多選)如圖所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓u加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電 場(chǎng)e和勻強(qiáng)磁場(chǎng)b的復(fù)合場(chǎng)中(e和b已知)，小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則(bc )a. 小球可能帶正電b.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為c.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為t=%d.若電壓u增大,則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期增加 解析:小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小球受到的電場(chǎng)力和重力

11、 滿足mg二eq,則小球帶負(fù)電，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；因?yàn)樾∏蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)的向心 力為洛倫茲力，由牛頓第二定律和動(dòng)能定理可得bqv二子,qu=|mv粒子初速度v的大小. 圓形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的人小.只撤去虛線mn上方的磁場(chǎng)bo, a. b兩個(gè)粒子到達(dá)y軸的吋間差a t.,聯(lián) 立兩式可得小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑選項(xiàng)b正確；由t豊 可以得岀t二晉,與電壓i；無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)c正確,d錯(cuò)誤.b98. (2014武漢模擬)如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面 向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓心0】在x軸上，且00.等于圓的半徑虛線mn平行 于x軸且與圓相切，在mn的上方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度 的大小為e

12、o,方向沿x軸的負(fù)方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為bo,方向垂直 紙面向外.兩個(gè)質(zhì)量為in、電荷量為q的正粒子a> b,以相同大小的初 速度從原點(diǎn)0射入磁場(chǎng),速度的方向與x軸夾角均為30° 兩個(gè)粒子 射出圓形磁場(chǎng)后，垂直mn進(jìn)入mn上方場(chǎng)區(qū)中恰好都做勻速直線運(yùn)動(dòng). 不計(jì)粒子的重力，求：解析：(1)粒了進(jìn)入mn上方后恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則qvbo=qeo,粒子的初速度大小唱(2) 如圖，由幾何關(guān)系得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=r,由洛倫茲力提供向心力可得qvb二mg(3) 粒子在圓形磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 a、b兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差由幾何關(guān)系得xb=p xa=|rxb二沁2, x冃療,

13、3二響a、b兩粒了在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差 t2=tatb.由幾何知識(shí)可得，兩粒子離開圓形磁場(chǎng)區(qū)域到進(jìn)入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)之前 做勻速直線運(yùn)動(dòng)二者所用時(shí)間相同.所以 at 二 a ti+a t2,各式聯(lián)立得a答案:欝炭議+素 能提升9. 如圖所示，在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng) 磁場(chǎng),x軸下方存在垂亡紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為#的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一質(zhì) 量為m,帶電荷量為q的負(fù)粒子從原點(diǎn)0以與x軸成30°角斜向上射 入磁場(chǎng)，且在上方運(yùn)動(dòng)半徑為r.不計(jì)重力，則（d ）yxx §*xx x xxx x xxx x xxx x xxxb xxx x0 x 2a. 粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定

14、能回到原點(diǎn)0b. 粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2 : 1c. 粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為暑d. 粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿x軸前進(jìn)3r 解析：由左手定則可知帶電粒了在磁場(chǎng)中沿兩磁場(chǎng)交界處一直向x軸 正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；因r二箒，所以軌跡半徑之比r : r2=l : 2,選 項(xiàng)b錯(cuò)誤;粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間氓丁用t2二翥+器二箸選項(xiàng)c 錯(cuò)誤;粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿x軸前進(jìn)距離1=r+2r=3r, 選項(xiàng)d正確.10. （多選）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控 制等領(lǐng)域如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度b垂直于 霍爾元件的工作面

15、向下,通入圖示方向的電流i, c、d兩側(cè)面會(huì)形成電 勢(shì)差ucd,下列說法中正確的是（bc ）ucoa. 電勢(shì)差僅與材料有關(guān)b. 若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢(shì)差ucn<0c僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差ucd變?nèi)薲.在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平解析:若載流子是自由電子，由左手定則可知，自由電子往c面聚積， 則0）,選項(xiàng)b正確；設(shè)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率為v,則qvb二q晉, 電流微觀表達(dá)式i=nqvs,其中s=ld,三式聯(lián)立得ucd二盞,選項(xiàng)a錯(cuò)誤,c 正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度b應(yīng)垂直穿過霍爾元件的工作面，地球赤道上方地 磁場(chǎng)方向水平指向北，故工作面應(yīng)保持豎直，選項(xiàng)d

16、錯(cuò)誤.11. （2014陜匹i四安地區(qū)八校聯(lián)考）（多選）如圖所示，一束粒子（不計(jì)重 力，初速度可忽略）緩慢通過小孔0】進(jìn)入極板間電壓為u的水平加速 電場(chǎng)區(qū)域i ,再通過小孔射入相互止交的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域 ii,其中磁場(chǎng)的方向如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)節(jié)， 收集室的小孔與0 02在同一條水平線上則（ac ）上極板.電 離0盧 室1;11 1收 集室01a下極板 na. 該裝置可篩選出具有特定速度的粒子b. 該裝置可篩選出具有特定質(zhì)量的粒子c. 若射入的粒子電荷量相同，則該裝置篩選出的粒子一定具有相同的 質(zhì)量d. 若射入的粒子質(zhì)量相同，則該裝置篩選出的粒子不一定具有相同的 電荷

17、量解析:能沿直線通過0|、02、0彳的粒子滿足做勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，即 eq二bqv,只有滿足速度的粒子才能沿直線通過并進(jìn)入收集室，故通 過調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度b的人小可篩選出具有特定速度的粒子，選項(xiàng)a正 確,b錯(cuò)誤;粒子經(jīng)過加速電場(chǎng)加速獲得的動(dòng)能為uq弓mv； v=j,若射 入的粒子的電荷量q相同，而速度v又相同，此時(shí)粒子的質(zhì)量一定相同, 選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤.12. (2014浙江理綜)離了推進(jìn)器是太空飛行器常用的動(dòng)力系統(tǒng)某種 推進(jìn)器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化原理如圖1所示，截面半徑為r的圓柱腔分為兩個(gè) 工作區(qū).i為電離區(qū)，將盤氣電離獲得1價(jià)正離子；ii為加速區(qū)，長(zhǎng)度 為l,兩端加有電壓，形成軸向的勻強(qiáng)電場(chǎng).i區(qū)

18、產(chǎn)生的正離子以接近 0的初速度進(jìn)入ii區(qū)，被加速后以速度口從右側(cè)噴出.i區(qū)內(nèi)有軸向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b,在離軸線r/2處的c 點(diǎn)持續(xù)射出一定速率范圍的電子假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的 截面上運(yùn)動(dòng)，截面如圖2所示(從左向右看).電子的初速度方向與中 心0點(diǎn)和c點(diǎn)的連線成(i角(0q w90。)推進(jìn)器工作時(shí)，向i區(qū)注入 稀薄的毎氣.電子使毎氣電離的最小速率為5電子在i區(qū)內(nèi)不與器 壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電離效果越好.已知離子質(zhì)量為m;電子 質(zhì)量為山，電量為e.(電子碰到器壁即被吸收，不考慮電子間的碰撞)u二曲乙a匣c應(yīng)m ml 2l(2) 垂直紙面向外(3) 設(shè)電子運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r

19、,如圖(甲)所示,（甲）ebv=m7（6）所以有v°wv驚.（4）如圖（乙）所示,oa=r-r, oc=pac=r,根據(jù)幾何關(guān)系得一懸由式得 3ebr(2)垂直紙面向外v°wv鬻13. （2014重慶理綜）如圖所示,在無(wú)限長(zhǎng)的豎直邊界ns和mt間充滿 勻強(qiáng)電場(chǎng)，同吋該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于nstm平面向外 和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為b和2b, kl為上下磁場(chǎng)的 水平分界線，在ns和mt邊界上，距kl高h(yuǎn)處分別有p、q兩點(diǎn).ns和 mt間距為1. 8h,質(zhì)量為叭 帶電量為+q的粒子從p點(diǎn)垂直于ns邊界 射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.

20、nmhi x x x xiii x x x x i丨：堿i st（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.（2）要使粒子不從ns邊界飛出，求粒子入射速度的最小值.若粒子能經(jīng)過q點(diǎn)從mt邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值.解析：（1）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為e.由題意有mg=qe,得e二晉，方向豎直向上.如圖（甲）所示，設(shè)粒子不從ns邊飛出的入射速度最小值為vmin,對(duì)應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為口和r2,圓心的連線與ns的夾角為0由弋,有，營(yíng),說m由（ri+r2） sin =r2, ri+ricos 0二h,得 vmin- （9-6、匣）誓.如圖（乙）所示，設(shè)粒子入射速度為v,粒子在上、下方區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半

21、徑分別為打 和擰，粒了笫一次通過kl時(shí)距離k點(diǎn)為x1- i n iv _1 i(乙)由題意有 3nx=l. 8h(n=l, 2, 3),得工十二（1+歆,n35,即n二1時(shí)，v二型遅;n二2時(shí)，v二整鰹; mmn二3時(shí)，v二亜迴m答案：孑 方向豎直向上 （9-6用譽(yù)qm（3）見解析第3課時(shí)電磁感應(yīng)中的電路與圖像問題課時(shí)集調(diào)丿i對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 提升素能i基礎(chǔ)練習(xí)。一、電磁感應(yīng)中的電路問題1. 粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移岀磁場(chǎng)，下面四個(gè)選項(xiàng)中，在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

22、絕對(duì)值最大的是（b ）abc解析:設(shè)線框每條邊的電阻為r,等效電路圖如圖所示.bcd因線框在四次移動(dòng)中速度大小相等，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=blv也大小相等.選項(xiàng) a、c、d 中 |lu二三blv,選項(xiàng) b 中 |uab|=i x3r=jx3r=blv,故止確答案為b.2. （2014廣東省惠州市高三下學(xué)期模擬）（多選）如圖所示平行的金屬 雙軌與電路處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b中，一金屬桿放在金屬雙 軌上，在恒定外力f作用下做勻速運(yùn)動(dòng)，則在開關(guān)s（ ac ）na. 閉合瞬間通過金屬桿的電流增大b. 閉合瞬間通過金屬桿的電流減小c. 閉合后金屬桿先減速后勻速d. 閉合后金屬桿先加速后勻速解析:金屬桿做切

23、割磁感線運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電源；在開關(guān)s閉合瞬間，外 電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律,干路電流增加，即通過金屬桿的電 流增加，故a正確,b錯(cuò)誤;開關(guān)s閉合前，拉力和安培力平衡，開關(guān)s 閉合后，電流增加，根據(jù)安培力公式f二bil,安培力增加,故拉力小于安 培力，物體做減速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，電流減小，安培力減小，加速 度減小，當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度減小到最小值;最后勻速運(yùn)動(dòng);故c 正確，d錯(cuò)誤.3. （2014遼寧省撫順二中高三上學(xué)期期中）（多選）在如圖（甲）所示的 電路中，螺線管匝數(shù)n=l 500,橫截面積s=20 cm2螺線管導(dǎo)線電阻 r=1.0 q, rf4. 0 q , r2 =5. 0 q

24、 , c=30 u f.在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線 管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b按如圖（乙）所示的規(guī)律變化則下列說法中 正確的是（ad ）a. 螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1. 2 vb. 閉合s,電路中的電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電c. 電路中的電流穩(wěn)定后，電阻ri的電功率為5x10-2 wd. s斷開后，流經(jīng)r2的電荷量為1.8x10'5 c解析:e二n節(jié)二ns器代入數(shù)據(jù)可求岀e二1. 2 v,故a正確;根據(jù)楞次定律可知,螺線管下端相當(dāng)于電源正極，則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電，故b錯(cuò)誤；i二喬詁二島 a二0.12 a,電阻r】的電功率p=i2rf5.76x10 2 w,故c錯(cuò)誤；s斷開后，流

25、經(jīng)r2的電荷量即為s閉合時(shí)c板上所帶的電荷量q,電容器兩端的電壓u二ir2二0.12x5 v二0.6 vq=cu=30x 10 6x0. 6 c=1.8x10 5 c,故 d 正確.4. （2014福建省泉州一中高三測(cè)試）如圖，在水平面內(nèi)有兩條電阻不計(jì) 的平行金屬導(dǎo)軌ab、cd,導(dǎo)軌間距為l; 一根電阻為r的金屬棒ab可 在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng),棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好，導(dǎo)軌之間有垂直 紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為b,導(dǎo)軌右邊與電路連接，電路中的 兩個(gè)定值電阻阻值分別為2r和r,現(xiàn)用力拉ab以速度v。勻速向左運(yùn) 動(dòng).求:(1) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2) 棒8b中感應(yīng)電流的大小和方向；(3) a

26、b兩端的電勢(shì)差iu(4) 電阻r上的電功率.解析：(l)ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e-blvo.棒勻速向左運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則判斷可知，感應(yīng)電流方向?yàn)閎->a,感應(yīng)電流的大小為寺警ab兩端的電勢(shì)差ll二i 3r二警.pr二尸 r=(芻)2 r二營(yíng)答案：(l)blvo (2)警方向?yàn)閎->a警響二、電磁感應(yīng)中的圖像問題5. 將一段導(dǎo)線繞成圖(甲)所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi), 回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)i中回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi) 有垂直紙面的磁場(chǎng)ii,以向里為磁場(chǎng)ii的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨 吋間t變化的圖像如圖(乙)所示用f表示ab邊受到的安培力，以水 平向右為f的正

27、方向，能正確反映f隨時(shí)間t變化的圖像是(b )廠n1 x 1t1 11 v 1八xl x2 xx1tbt t解析：o彳吋間內(nèi)，回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)垂直紙面的磁場(chǎng)ii的磁感應(yīng)強(qiáng) 度隨時(shí)間先均勻減小后反向均勻增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律及楞 次定律可得回路的圓環(huán)區(qū)域產(chǎn)生大小恒定、順時(shí)針方向的感應(yīng)電流， 導(dǎo)線ab中的電流方向由b-a,根據(jù)左手定則,ab邊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)i中受 到水平向左的恒定的安培力；同理可得彳t時(shí)間內(nèi)，ab邊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)i中受到水平向右的恒定的安培力，故選項(xiàng)b正確.6. 如圖(a),線圈ab> cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測(cè)得線cd間的電壓如圖(b)所示，

28、已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比,化關(guān)系的圖中，可能止確的是(則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變c )解析：由題圖（b）知，在cd間每個(gè)時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓不變，根據(jù)法拉 第電磁感應(yīng)定律得e環(huán)普s,則線圈ab中每個(gè)時(shí)間段內(nèi)磁場(chǎng)是均勻變化 的，則線圈ab中的電流是均勻變化的正確反應(yīng)這一關(guān)系的圖像只有c,故c正確.7. （2014北京市東城區(qū)高三第一學(xué)期期末檢測(cè)）如圖（甲）所示,垂直紙 面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?a,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b. 一邊長(zhǎng) 為a、電阻為4r的正方形均勻?qū)Ь€框cdef從圖示位置開始沿x軸 正以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，在（乙）圖中給岀的線框e、f兩端的電勢(shì)差b與線框移動(dòng)

29、距離x的關(guān)系圖像正確的是（d ）仲）d解析：由楞次定律可知,在線框穿過磁場(chǎng)的過程中,e點(diǎn)的電勢(shì)始終高 于f點(diǎn)的電勢(shì)，則u”始終為正值.ef、dc兩邊切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=bav.在0a內(nèi)，ef切割磁感線,ef兩端的電壓是路端電壓，則山尸i 駅弓ebav;在a2a內(nèi)，線框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過線框的磁通量沒有變化，不 產(chǎn)生感應(yīng)電流，則lg二e二bav;在2a3a內(nèi)，ef兩端的電壓等于路端電壓的扌， 則山尸i 扌r吉飛弓ebav,故d正確.8. 如圖所示，水平面內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻 不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，阻值為r的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止 放置，且與導(dǎo)軌接觸良

30、好，現(xiàn)閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒的速度v、回路中電流i 隨時(shí)間變化的圖像正確的是（b ）a b c d解析：閉合開關(guān)后，電流通過導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒在安培力作用下做加速運(yùn) 動(dòng)，將切割磁感線產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致冋路中總電動(dòng)勢(shì)減小，電流 減小,導(dǎo)體棒所受的安培力將減小，根據(jù)牛頓第二定律得知加速度將 減小，當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于電源的電動(dòng)勢(shì)時(shí)電路中電流為零，導(dǎo)體棒開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體棒先做加速度減小的 變加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)v-t圖像的斜率等于加速度，則v-t圖像的 斜率一直減小直至為零，故a錯(cuò)誤,b止確；由以上分析可知回路中的 電流逐漸減小，最后穩(wěn)定時(shí)電流為零，故c、d錯(cuò)誤.。素能提升。9.

31、 如圖（甲）所示，垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b二1. 0t,質(zhì)量m=0. 04 kg.高h(yuǎn)=0. 05 總電阻r二5 q、n=100匝的矩形線 圈豎直固定在質(zhì)量m二0. 08 kg的小車上，小車與線圈的水平長(zhǎng)度1相等線和小車一起沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，并以初速度v嚴(yán)10 m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈平面和磁場(chǎng)方向始終垂直若小車運(yùn)動(dòng)的速度v隨位移x變化的-x圖像如圖（乙）所示，則根據(jù)以上信息可知（c ）x x b x x：im777777777777777777777二二£二二105e/（m8“）0 10 20 30 40 50 x/cm（乙）（甲）a. 小車的水平長(zhǎng)度1=15 cmb.

32、 磁場(chǎng)的寬度d=35 cmc. 小車的位移x二10 cm時(shí)線圈中的電流i二7 ad. 線圈通過磁場(chǎng)的過程中線圈產(chǎn)生的熱量q二1.92 j解析:從x二5 cm開始,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中有感應(yīng)電流，在安培力作 用下小車做減速運(yùn)動(dòng)，速度v隨位移x的增大而減??；當(dāng)x=15 cm時(shí)， 線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，小車做勻速運(yùn)動(dòng)小車的水平長(zhǎng)度10 cm, a項(xiàng)錯(cuò) 誤；當(dāng)x=30 cm時(shí)，線圈開始離開磁場(chǎng)，則d=30 cm-5 cm=25 cm, b項(xiàng)錯(cuò) 誤；當(dāng)x=10 cm時(shí)，由圖像知，線圈速度滬7 m/s,感應(yīng)電流i療二警耳7a, c項(xiàng)正確;線圈左邊離開磁場(chǎng)時(shí)，小車的速度為v3=3 m/s,線圈上產(chǎn) 生的熱量 q

33、w（m+m）二5. 46 j, d 項(xiàng)錯(cuò)誤.10. （2014江西省四校聯(lián)考）（多選）如圖所示，在“日”字形導(dǎo)線框中，ae 與bf的電阻不計(jì),ab、cd、ef的電阻均為r,當(dāng)導(dǎo)線框以恒定的速度 向右進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，比較ab進(jìn)入（cd尚未進(jìn)入）與cd進(jìn)入（ef尚未 進(jìn)入）磁場(chǎng)時(shí)，下列說法中止確的是（bd ）a. ab中的電流強(qiáng)度相等b. cd中的電流強(qiáng)度相等c. ef中消耗的電功率相等d. 導(dǎo)線框消耗的總電功率相等解析：當(dāng)導(dǎo)線框以恒定速度v水平向右運(yùn)動(dòng),ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab切割 磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e二blv,外電路是cd與ef并聯(lián),ab中的電 流i產(chǎn)責(zé)瓷,cd中的電流i/書盞;當(dāng)cd邊進(jìn)

34、入磁場(chǎng)時(shí),ab與cd都切 割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都為e-blv,內(nèi)電路是ab與cd并聯(lián),ab 兩端的電勢(shì)差等于ef兩端的電壓,ab中的電流l瑤,cd中的電流i2f 琲,故a錯(cuò)誤,b正確,ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ef中消耗的電功率pfi/2 22r二話導(dǎo)線框消耗的總電功率p二ei尸簫當(dāng)cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ef中消耗的電功率p尸fr二詰,導(dǎo)線框消耗的總電功率p'二ei產(chǎn)話,故c錯(cuò)誤，d正確.11. 如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放， 用b、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻線框下落過 程形狀不變,ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線007平行，線框平面與 磁場(chǎng)方向

35、垂直設(shè)00下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣阻力，則下列哪 一個(gè)圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律(a )解析:線框在0b這段吋間內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng),v-t圖像為過原點(diǎn)的 傾斜直線,t2之后線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域中，無(wú)感應(yīng)電流，線框不受安 培力，只受重力，線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng),圖像為傾斜直線.t|t2 這段時(shí)間線框受到安培力和重力作用，線框的運(yùn)動(dòng)類型只有三種，即 可能為勻速直線運(yùn)動(dòng)、也可能為加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，還 可能為加速度逐漸減小的減速直線運(yùn)動(dòng)，而a選項(xiàng)中，線框做加速度逐漸增大的減速直線運(yùn)動(dòng)是不可能的，故不可能的v-t圖像為a選項(xiàng) 中的圖像.【教師備用】如圖（甲）是半徑為a的圓形導(dǎo)線框，電阻為r,虛線是圓 的一條弦，虛線左、右兩側(cè)導(dǎo)線框內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如 圖（乙）所示，設(shè)垂直線框向里