L單元電磁感應(yīng)

1、L 單元電磁感應(yīng)L1電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律20L1，N32015北京卷 利用所學(xué)物理知識，可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相關(guān)問題IC 卡內(nèi)部有一個由電感線圈 L 和電容器 C 構(gòu)成的 LC 振蕩電路，公交卡上的讀卡機(刷卡時“滴”的響一聲的機器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波 刷卡時， IC卡內(nèi)的線圈 L 中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容器 C 充電，達到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸下列說法正確的是()AIC 卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B僅當(dāng)讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC 卡才能有效工作C若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈 L 中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流

2、DIC 卡只能接受讀卡機發(fā)射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息20B解析 當(dāng)讀卡機發(fā)出特定頻率的電磁波時，IC 卡中的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，向讀卡機傳輸自身信息，IC 卡正常工作所以選項 B 正確，選項 D 不正確IC 卡內(nèi)沒有電池，它的能量來源于讀卡機所以選項 A 不正確當(dāng)讀卡機發(fā)射的電磁波偏離特定頻率時，IC卡也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，但向讀卡機傳輸自身的信息時，讀卡機不能正常接收所以選項 C 不正確22015海南卷 L1 如圖 12 所示，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強度方向垂直，當(dāng)它以速度 v 沿與棒和磁感應(yīng)強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為；將此棒彎成兩段長度相等且

3、相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強度相垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度 v 運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為.則等于()圖 12A.12B.22C1D. 2解析 B感應(yīng)電動勢 EBLv 成立的條件是 BL、Bv、Lv，即 B、L、v 三者兩兩垂直，式中的 L 應(yīng)該取與 B、v 均垂直的有效長度(即導(dǎo)體的有效切割長度)假設(shè)題中金屬棒的長度為 L，那么折線的有效切割長度為22L，所以22.選項 B 正確19 2015山東卷 L1 如圖 16 甲， R0為定值電阻， 兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi) 左端連接在一周期為 T0的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過 R0的電流 i 始終向左

4、，其大小按圖乙所示規(guī)律變化規(guī)定內(nèi)圓環(huán) a 端電勢高于 b 端時，a、b 間的電壓 uab為正，下列 uabt 圖像可能正確的是()甲乙圖 16圖 17解析 C定值電阻 R0與外圓環(huán)串聯(lián)，通過定值電阻 R0的電流等于外圓環(huán)中的電流，如圖乙所示在 00.25T0時間內(nèi)，外圓環(huán)中電流增大，變化率減小，在內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的磁場增強，但是磁感應(yīng)強度的變化率減小，內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢減小，a、b 間的電壓減小.0.25T0時刻，外圓環(huán)中電流最大，變化率為零，在內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的磁場最大，磁感應(yīng)強度的變化率為零，內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，a、b 間的電壓為零在 0.25T00.5T0時間內(nèi)，外圓環(huán)中電流減小

5、，變化率增大，在內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的磁場減弱，但是磁感應(yīng)強度的變化率增大， 內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大， a、 b 間的電壓增大 外圓環(huán)中的電流周期為 0.5T0，所以 a、b 間的電壓也是經(jīng) 0.5T0周期性變化一次綜合以上信息，選項 C 正確4 2015重慶卷 L2L1 圖 12 為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為 n，面積為 S.若在 t1到 t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到 B2，則該段時間線圈兩端 a 和 b 之間的電勢差ab()A恒為nS（B2B1）t2t1B從 0 均勻變化到nS（B2B1）t2t1C恒為nS（B2B1）t

6、2t1D從 0 均勻變化到nS（B2B1）t2t1解析 C根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知電勢差大小為 EnB2B1t2t1S；根據(jù)楞次定律可知 b點電勢較高，故ab小于 0，選 C.L2法拉第電磁感應(yīng)定律、自感19L22015安徽卷 如圖 15 所示，abcd 為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為 l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為 B，導(dǎo)軌電阻不計已知金屬桿 MN 傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長度的電阻為 r，保持金屬桿以速度 v 沿平行于 cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好)則()圖 15A電路中感應(yīng)電動勢的大小為BlvsinB電路中感應(yīng)電流的大小為Bvsin

7、rC金屬桿所受安培力的大小為B2lvsinrD金屬桿的熱功率為B2lv2rsin19B解析 因為金屬桿以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑動，其切割磁感線的有效長度為導(dǎo)軌間距 l，由法拉第電磁感應(yīng)定律，電路中感應(yīng)電動勢 EBlv，A 錯誤；由圖可知，金屬桿接入電路的實際長度為 xlsin，電路有效電阻 Rxrlrsin，由閉合電路的歐姆定律，電路中電流大小 IERBlvlrsinBvsinr，B 正確；金屬桿所受安培力 FBIxBBvsinrlsinB2lvr， C 錯誤； 金屬桿的熱功率 PI2RBvsinr2lrsinB2lv2sinr，D 錯誤22F1，J2，L22015北京卷 如圖 1

8、8 所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度 L0.4 m，一端連接 R1 的電阻，導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度 B1 T導(dǎo)體棒 MN 放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計在平行于導(dǎo)軌的拉力 F 作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動，速度 v5 m/s，求：(1)感應(yīng)電動勢 E 和感應(yīng)電流 I；(2)在 0.1 s 時間內(nèi)，拉力的沖量 IF的大??；(3)若將 MN 換為電阻 r1 的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓 U.圖 1822(1)2 V2 A(2)0.08 Ns(3)1 V解析 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電

9、動勢EBLv10.45 V2 V感應(yīng)電流 IER21A2 A.(2)拉力大小等于安培力大小FBIL120.4 N0.8 N沖量大小 IFFt0.80.1 Ns0.08 Ns.(3)由閉合電路歐姆定律可得，電路中電流IERr22A1 A由歐姆定律可得，導(dǎo)體棒兩端電壓UIR1 V.13J1，L22015江蘇卷 做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑 r5.0 cm，線圈導(dǎo)線的截面積 A0.80 cm2，電阻率1.5 m.如圖 113 所示，勻強磁場方向與線圈平面垂

10、直，若磁感應(yīng)強度 B 在 0.3 s內(nèi)從 1.5 T 均勻地減為零，求：(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)該圈肌肉組織的電阻 R；(2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢 E；(3)0.3 s 內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量 Q.圖 11313(1)6103(2)4102V(3)8108J解析 (1)由電阻定律得 R2rA代入數(shù)據(jù)得 R6103.(2)感應(yīng)電動勢 EBr2t代入數(shù)據(jù)得 E4102V.(3)由焦耳定律得 QE2Rt代入數(shù)據(jù)得 Q8108J.242015浙江卷 D2L2L4 小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖 110 甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的水平邊長 L

11、0.1 m，豎直邊長 H0.3 m，匝數(shù)為 N1.線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度 B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在 02.0A 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流 I.掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量(重力加速度取 g10 m/s2)甲乙圖 110(1)為使電磁天平的量程達到 0.5 kg，線圈的匝數(shù) N1至少為多少？(2)進一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選 N2100 匝、形狀相同的線圈，總電阻 R10 ，不接外電流，兩臂平衡，如圖乙所示，保持 B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度 B 隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾?d0.1 m

12、當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為 0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率Bt.24(1)25 匝(2)0.1 T/s解析 (1)線圈受到安培力 FN1B0IL天平平衡 mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)得 N125 匝(2)由電磁感應(yīng)定律得 EN2tEN2BtLd由歐姆定律得 IER線圈受到安培力 FN2B0IL天平平衡 mgN22B0BtdL2R代入數(shù)據(jù)可得Bt0.1 T/s4 2015重慶卷 L2L1 圖 12 為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為 n，面積為 S.若在 t1到 t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到 B2，則該段時間線圈兩端

13、 a 和 b 之間的電勢差ab()A恒為nS（B2B1）t2t1B從 0 均勻變化到nS（B2B1）t2t1C恒為nS（B2B1）t2t1D從 0 均勻變化到nS（B2B1）t2t1解析 C根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知電勢差大小為 EnB2B1t2t1S；根據(jù)楞次定律可知 b點電勢較高，故ab小于 0，選 C.L3電磁感應(yīng)與電路的綜合182015福建卷 L3 如圖 16 所示，由某種粗細均勻的總電阻為 3R 的金屬條制成的矩形線框 abcd， 固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場 B 中一接入電路電阻為 R 的導(dǎo)體棒 PQ，在水平拉力作用下沿 ab、dc 以速度 v 勻速滑動，滑動過程 PQ

14、 始終與 ab 垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦在 PQ 從靠近 ad 處向 bc 滑動的過程中()圖 16APQ 中電流先增大后減小BPQ 兩端電壓先減小后增大CPQ 上拉力的功率先減小后增大D線框消耗的電功率先減小后增大解析 C感應(yīng)電動勢 EBLv 保持不變，導(dǎo)體棒向右運動時電路的總電阻先增大后減小，由 IER總可知電流應(yīng)先減小后增大，A 錯誤；PQ 兩端的電壓為路端電壓，由 U外EIr 可知路端電壓先增大后減小，B 錯誤；PQ 棒勻速運動，由平衡條件有拉力 FF安BIL，拉力的功率 PFvBILv，可見功率應(yīng)先減小后增大，C 正確；當(dāng) PQ 棒位于 ab 正中央時線框的等效電阻(相當(dāng)于外

15、電阻)為 0.75R， 小于導(dǎo)體棒的電阻(相當(dāng)于內(nèi)阻)，由 P出R外圖像可知線框消耗的功率(相當(dāng)于外電路的總功率，即電源的輸出功率)應(yīng)先增大后減小，D 錯誤152015全國卷 L3 如圖 12 所示，直角三角形金屬框 abc 放置在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為 B，方向平行于 ab 邊向上當(dāng)金屬框繞 ab 邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c 三點的電勢分別為a、b、c.已知 bc 邊的長度為 l.下列判斷正確的是()Aac，金屬框中無電流B.bc，金屬框中電流方向沿 abcaCUbc12Bl2，金屬框中無電流DUbc12Bl2，金屬框中電流方向沿 acba解析 C由于 bc 和 ac 切割磁感

16、線有效長度相同， 故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互抵消， 金屬框中無電流，但 b、c 兩端有電勢差，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得 E12Bl2，根據(jù)右手定則確定 c 端電勢高，所以 UbcE12Bl2.L4電磁感應(yīng)與力和能量的綜合11A8，L42015江蘇卷 某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律實驗裝置如圖 110 所示，打點計時器的電源為 50 Hz 的交流電圖 110(1)下列實驗操作中，不正確的有_A將銅管豎直地固定在限位孔的正下方B紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面C用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落D在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源(2)該同學(xué)按正確的步驟進行實驗(記

17、為“實驗”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶， 取開始下落的一段， 確定一合適的點為 O 點， 每隔一個計時點取一個計數(shù)點， 標(biāo)為 1， 2， ，8.用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰兩計時點到 O 點的距離，記錄在紙帶上，如圖 111 所示圖 111計算相鄰計時點間的平均速度 v， 粗略地表示各計數(shù)點的速度， 抄入下表. 請將表中的數(shù)據(jù)補充完整位置1234v(cm/s)24.533.837.8_位置5678v(cm/s)39.539.839.839.8(3)分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時間內(nèi)，磁鐵運動速度的變化情況是_；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是_(4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同

18、尺寸的塑料管， 重復(fù)上述實驗操作(記為 “實驗” )，結(jié)果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同. 請問實驗是為了說明什么？對比實驗和的結(jié)果可得到什么結(jié)論？11(1)CD(2)39.0(3)逐漸增大到 39.8 cm/s逐漸增大到等于重力(4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用解析 (1)C 選項應(yīng)用手提著穿過限位孔的紙帶且讓磁鐵靠近打點計時器從靜止釋放紙帶，D 選項應(yīng)先接通電源后釋放紙帶(2)v45.604.040.022cm/s39.0 cm/s.(3)磁鐵速度逐漸增大到 39.8 cm/s，加速度逐漸減小到零說明電磁阻力逐漸增大到

19、等于重力19L42015全國卷 1824 年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”實驗中將一銅圓盤水平放置， 在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針， 如圖 15所示，實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后下列說法正確的是()圖 15A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動19AB解析 小磁針在圓盤所在處形成的磁場是非勻強磁場，圓盤可以等效為許多環(huán)形閉合線圈，圓盤轉(zhuǎn)動過程

20、中，穿過每個環(huán)形閉合線圈的磁通量不斷地發(fā)生變化，在每一環(huán)形線圈上產(chǎn)生電動勢和渦電流，A 正確；環(huán)形線圈隨圓盤轉(zhuǎn)動，由楞次定律可知，線圈會受到小磁針施加的阻礙相對運動的力，根據(jù)牛頓第三定律可知，小磁針會受到與線圈即圓盤轉(zhuǎn)動方向相同的力的作用，此力來源于電磁感應(yīng)形成的渦電流，而不是自由電子隨圓盤轉(zhuǎn)動形成的電流，B 正確，D 錯誤從圓盤的整個盤面上看，圓盤轉(zhuǎn)動過程中穿過整個圓盤的磁通量不變，C 錯誤172015山東卷 L4 如圖 14，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速在圓盤減速過程中，以下說法正確的是()圖 14A處于磁場中的圓

21、盤部分，靠近圓心處電勢高B所加磁場越強越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動C若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動D若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動解析ABD處于磁場中的圓盤部分可看成由沿半徑方向的導(dǎo)線組成，由右手定則可判知，處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高，選項 A 正確處于磁場中的圓盤部分受到的安培力 FBIl，電流 IBlvR總，所以 FB2l2vR總，磁場越強，安培力越大，越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動， 選項 B 正確 如果磁場反向， 機械能還是要轉(zhuǎn)化為電能， 圓盤仍然會減速， 選項 C 錯誤 如果所加磁場穿過整個圓盤，圓盤的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，圓盤機械能不變，將勻速轉(zhuǎn)動，選項 D 正確112015四川

22、卷 A1C2D1E6J2L4I1 如圖 110 所示，金屬導(dǎo)軌 MNC 和 PQD，MN 與PQ 平行且間距為 L，所在平面與水平面夾角為，N、Q 連線與 MN 垂直，M、P 間接有阻值為 R 的電阻；光滑直導(dǎo)軌 NC 和 QD 在同一水平面內(nèi)，與 NQ 的夾角都為銳角.均勻金屬棒ab 和 ef 質(zhì)量均為 m，長均為 L，ab 棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與 NQ 重合；ef 棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為(較小)，由導(dǎo)軌上的小立柱 1 和 2 阻擋而靜止空間有方向豎直的勻強磁場(圖中未畫出)兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸不計所有導(dǎo)軌和 ab 棒的電阻，ef 棒的阻值為 R，最大靜摩擦力與

23、滑動摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，重力加速度為 g.圖 110(1)若磁感應(yīng)強度大小為 B，給 ab 棒一個垂直于 NQ、水平向右的速度 v1，在水平導(dǎo)軌上沿運動方向滑行一段距離后停止，ef 棒始終靜止，求此過程 ef 棒上產(chǎn)生的熱量；(2)在(1)問過程中，ab 棒滑行距離為 d，求通過 ab 棒某橫截面的電荷量；(3)若 ab 棒以垂直于 NQ 的速度 v2在水平導(dǎo)軌上向右勻速運動，并在 NQ 位置時取走小立柱 1 和 2，且運動過程中 ef 棒始終靜止求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度及此磁場下 ab棒運動的最大距離11(1)14mv21(2)2Bd（Ldcot）R(3)1Lmg（

24、sincos）R（cossin）v2Ltan（12）sincos解析 (1)設(shè) ab 棒的初動能為 Ek，ef 棒和電阻 R 在此過程產(chǎn)生的熱量分別為 W 和 W1，有WW1Ek且 WW1由題有 Ek12mv21得 W14mv21.(2)設(shè)在題設(shè)過程中，ab 棒滑行時間為t，掃過的導(dǎo)軌間的面積為S，通過S 的磁通量為，ab 棒產(chǎn)生的電動勢為 E，ab 棒中的電流為 I，通過 ab 棒某橫截面的電荷量為 q，則Et且BSIqt又有 I2ER由圖所示Sd(Ldcot)聯(lián)立解得 q2Bd（Ldcot）R.(3)ab 棒滑行距離為 x 時，ab 棒在導(dǎo)軌間的棒長 Lx為LxL2xcot此時，ab 棒產(chǎn)

25、生電動勢 Ex為 ExBv2Lx流過 ef 棒的電流 Ix為 IxExRef 棒所受安培力 Fx為 FxBIxL聯(lián)立解得 FxB2v2LR(L2xcot)由上式可得，F(xiàn)x在 x0 和 B 為最大值 Bm時有最大值 F1.由題知，ab 棒所受安培力方向必水平向左，ef 棒所受安培力方向必水平向右，使 F1為最大值的受力分析如圖所示，圖中 fm為最大靜摩擦力，有F1cosmgsin(mgcosF1sin)得 Bm1Lmg（sincos）R（cossin）v2.上式就是題目所求最強磁場的磁感應(yīng)強度大小， 該磁場方向可豎直向上， 也可豎直向下B 為 Bm時，F(xiàn)x隨 x 增大而減小，x 為最大 xm時，

26、Fx為最小值 F2，如圖可知F2cos(mgcosF2sin)mgsin聯(lián)立解得xmLtan（12）sincos.11L42015天津卷 如圖 112 所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為 m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab 邊長為 l，cd 邊長為 2l，ab 與 cd 平行，間距為 2l.勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面開始時，cd 邊到磁場上邊界的距離為 2l，線框由靜止釋放，從 cd 邊進入磁場直到 ef、pq 邊進入磁場前，線框做勻速運動，在 ef、pq 邊離開磁場后，ab 邊離開磁場之前，線框又做勻速運動線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為 Q.線

27、框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且 ab、cd 邊保持水平，重力加速度為 g.求(1)線框 ab 邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是 cd 邊剛進入磁場時的幾倍；(2)磁場上下邊界間的距離 H.11(1)4(2)Qmg28l解析 (1)設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B，cd 邊剛進入磁場時，線框做勻速運動的速度為v1，cd 邊上的感應(yīng)電動勢為 E1，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E12Blv1設(shè)線框總電阻為 R，此時線框中電流為 I1，由閉合電路歐姆定律，有I1E1R設(shè)此時線框所受安培力為 F1，有F12I1lB由于線框做勻速運動，其受力平衡，有mgF1由式得v1mgR4B2l2設(shè) ab 邊離開磁

28、場之前，線框做勻速運動的速度為 v2，同理可得v2mgRB2l2由式得v24v1(2)線框自釋放直到 cd 邊進入磁場前，由機械能守恒定律，有2mgl12mv21線框完全穿過磁場的過程中，由能量守恒定律，有mg(2lH)12mv2212mv21Q由式得HQmg28l242015浙江卷 D2L2L4 小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖 110 甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的水平邊長 L0.1 m，豎直邊長 H0.3 m，匝數(shù)為 N1.線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度 B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在 02.0A 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流 I.掛盤放

29、上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量(重力加速度取 g10 m/s2)甲乙圖 110(1)為使電磁天平的量程達到 0.5 kg，線圈的匝數(shù) N1至少為多少？(2)進一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選 N2100 匝、形狀相同的線圈，總電阻 R10 ，不接外電流，兩臂平衡，如圖乙所示，保持 B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度 B 隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾?d0.1 m當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為 0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率Bt.24(1)25 匝(2)0.1 T/s解析 (1)線圈受到安培力 FN1B0IL天平平衡 mgN1

30、B0IL代入數(shù)據(jù)得 N125 匝(2)由電磁感應(yīng)定律得 EN2tEN2BtLd由歐姆定律得 IER線圈受到安培力 FN2B0IL天平平衡 mgN22B0BtdL2R代入數(shù)據(jù)可得Bt0.1 T/sL5電磁感應(yīng)綜合1(多選)2015廣東惠州高三質(zhì)檢 如圖 K341 所示，平行的金屬導(dǎo)軌與電路處在豎直向下的勻強磁場中，一金屬桿放在金屬導(dǎo)軌上，在恒定外力F的作用下做勻速運動，則在開關(guān) S()圖 K341A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AC解析 由題意可知金屬桿所受恒定外力F和安培力是一對平衡力， 在開關(guān) S 閉合瞬間，感應(yīng)

31、電動勢不變，電路中總電阻減小，由IER總可知感應(yīng)電流增大，所以 A 正確；感應(yīng)電流增大，安培力增大，合外力方向和運動方向相反，金屬桿開始做減速運動，由EBLv可知，感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，安培力減小，當(dāng)安培力減小到和恒定外力F相等時，金屬桿又做勻速運動，所以 C 正確22015蘇州高三上學(xué)期期末 用兩根足夠長的粗糙金屬條折成“”形導(dǎo)軌，右端水平，左端豎直，與導(dǎo)軌等寬的粗糙金屬細桿ab、cd和導(dǎo)軌垂直且接觸良好已知ab、cd桿的質(zhì)量、電阻值均相等，導(dǎo)軌電阻不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中當(dāng)ab桿在水平拉力F作用下沿導(dǎo)軌向右勻速運動時，cd桿沿導(dǎo)軌向下運動，以下說法正確的是()圖 K3

32、42Acd桿一定向下做勻速直線運動Bcd桿一定向下做勻加速直線運動CF做的功等于回路中產(chǎn)生的電熱與ab桿克服摩擦做功之和DF的功率等于ab桿上的電功率與摩擦熱功率之和2C解析 由圖看出，ab勻速切割磁感線，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，cd不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中感應(yīng)電流恒定；cd桿豎直方向上受到向下的重力G和向上的滑動摩擦力f，水平方向受到軌道的支持力N和安培力F安，則fNF安BIL，可知f大小不變?nèi)糁亓Υ笥诨瑒幽Σ亮?，cd桿做勻加速運動，若重力等于滑動摩擦力，cd桿做勻速運動，故 A、B 錯誤ab做勻速直線運動，受拉力、重力、向左的安培力、向左的滑動摩擦力和向上的支持力作用；故拉力做

33、的功等于ab桿克服摩擦力做功和克服安培力做功之和，ab桿克服安培力做功等于回路中產(chǎn)生的電熱，故F做的功等于回路中產(chǎn)生的電熱與ab桿克服摩擦力做功之和，故 C 正確；F做的功等于回路中產(chǎn)生的電熱與ab桿克服摩擦力做功之和，故F的功率等于回路上的電功率與ab桿上的摩擦熱功率之和，故 D 錯誤32015山西四校高三第二次聯(lián)考 如圖 K343 所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角30，導(dǎo)軌電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m，電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一個燈

34、泡，燈泡的電阻也為R.現(xiàn)閉合開關(guān) S ，給金屬棒施加一個方向垂直于棒且平行于導(dǎo)軌平面向上、大小為F2mg的恒力，使金屬棒由靜止開始運動，當(dāng)金屬棒達到最大速度時，燈泡恰能達到它的額定功率重力加速度為g，求：(1)金屬棒能達到的最大速度vm的大??；(2)燈泡的額定功率PL；(3)若金屬棒上滑距離為s時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始上滑 2s的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的熱量Q1.圖 K3433(1)3mgRB2L2(2)9m2g2R4B2L2(3)32mgs9m3g2R24B4L4解析 (1)金屬棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)加速度為零時，金屬棒達到最大速度，此后開始做勻速直線運動設(shè)最大速度為v

35、m，則速度達到最大時有：EBLvmIE2RFBILmgsin又F2mg解得：vm3mgRB2L2.(2)PLI2R解得：PL9m2g2R4B2L2.(3)設(shè)整個電路產(chǎn)生的熱量為Q，由能量守恒定律有：F2sQmgsin2s12mv2m由題意可知Q1Q2解得：Q132mgs9m3g2R24B4L4.2(多選)2015杭州外國語學(xué)校高三上學(xué)期期中 如圖 K352 所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中 一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)