上海市高考電磁學(xué)計(jì)算題分析及展望

1、上海市高考電磁學(xué)計(jì)算題分析及展望上海市高考電磁學(xué)計(jì)算題分析及展望閔行中學(xué)閔行中學(xué) 鄭榮玉鄭榮玉 2008年年3月月上海市高考電磁學(xué)方面的計(jì)算題分析及展望上海市高考電磁學(xué)方面的計(jì)算題分析及展望年份及考卷年份及考卷考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)內(nèi)容題型題型分值分值2003上海物理卷上海物理卷電磁感應(yīng)與電路電磁感應(yīng)與電路 力學(xué)的力學(xué)的綜合綜合計(jì)算題計(jì)算題142004上海物理卷上海物理卷電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)的綜合的綜合計(jì)算題計(jì)算題132005上海物理卷上海物理卷電磁感應(yīng)與電路的綜合電磁感應(yīng)與電路的綜合計(jì)算題計(jì)算題142006上海物理卷上海物理卷電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)的綜合的綜合計(jì)算

2、題計(jì)算題142007上海物理卷上海物理卷電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)的綜合的綜合計(jì)算題計(jì)算題142008上海物理卷上海物理卷電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)的綜合的綜合計(jì)算題計(jì)算題14從模型分析從模型分析:2005年2003年2002年F2004年Bba2006年2007年 R m v1 B L （a） v vt O t t A R1 a b I B r M O N h C D II B E R2 F 2008年從知識(shí)聯(lián)系圖從知識(shí)聯(lián)系圖:恒穩(wěn)電恒穩(wěn)電路路電路電路功能關(guān)系功能關(guān)系有加速度有加速度平衡平衡電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)力學(xué)力學(xué)1在電磁感應(yīng)電路問(wèn)題中，若涉及電路的計(jì)算，應(yīng)先畫(huà)在

3、電磁感應(yīng)電路問(wèn)題中，若涉及電路的計(jì)算，應(yīng)先畫(huà)出等效電路圖，把電磁感應(yīng)的問(wèn)題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電出等效電路圖，把電磁感應(yīng)的問(wèn)題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，路，2、電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，、電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，主要有應(yīng)用牛頓第二定律解決導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。主要有應(yīng)用牛頓第二定律解決導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律及功能關(guān)系研究電磁感應(yīng)過(guò)程中利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律及功能關(guān)系研究電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題展望展望11、 如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距相距l(xiāng)，在在M點(diǎn)和點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻

4、，在兩導(dǎo)軌間的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為。一質(zhì)量為m，電阻為，電阻為r的的導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0。現(xiàn)用一大小為現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),棒棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：求：(1)棒棒ab在離

5、開(kāi)磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度；在離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度；(2) 棒棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能；通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能； (3) 試分析討論試分析討論ab棒在磁場(chǎng)棒在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)情況。中可能的運(yùn)動(dòng)情況。 M PRFQNO1O1OOBbald0dw2、如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為、如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為、電阻為R1、粗細(xì)、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與距離為處與距離為2r、電阻不、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接，相接，EF之間接有電阻之間接有電阻R2，已知已知R112R，R24R。在

6、。在MN上方及上方及CD下方有水平方向下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)有質(zhì)量為?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒下落時(shí)的速度大接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒下落時(shí)的速度大小為小為v1，下落到，下落到MN處時(shí)的速度大小為處時(shí)的速度大小為v2。w（1）求導(dǎo)體棒）求導(dǎo)體棒ab從從A處下落時(shí)的加速度大小；處下落時(shí)的

7、加速度大??；w（2）若導(dǎo)體棒）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)磁場(chǎng)I和和II這間的距離這間的距離h和和R2上的電功率上的電功率P2；w（3）若將磁場(chǎng)）若將磁場(chǎng)II的的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)的速度大小為時(shí)的速度大小為v3，要使其在外力，要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為動(dòng)，加速度大小為a，求所加外力，求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。隨時(shí)間變化的關(guān)系式。 A R1 a b I B r M O N h C D II B E R2 F 展望展望2w3、如圖（a）所

8、示，水平放置的兩根金屬導(dǎo)軌，間距L0.3m，導(dǎo)軌左端連接R0.6的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗0.2m，細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直。每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻為r0.3，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)。計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)到A2離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖（b）中畫(huà)出。 A2 A1a d I/A 0.16 R r r 2L 0.12 b c 0.08 2D D 0.04 0 0.2 0.4 0.6 0.8 t/s （a） （b） 展望展望

9、3w4、如圖所示，間距為、如圖所示，間距為l的兩條足夠長(zhǎng)的的兩條足夠長(zhǎng)的金屬平行導(dǎo)軌與水平面的夾角為金屬平行導(dǎo)軌與水平面的夾角為，導(dǎo)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為軌光滑且電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d1，間距為，間距為d2，兩，兩根質(zhì)量均為根質(zhì)量均為m、有效電阻均為、有效電阻均為R的導(dǎo)體的導(dǎo)體棒棒a和和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。（設(shè)重力加速度為（設(shè)重力加速度為g）w（1）若）若a進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b以以a與同樣的速率進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，與同樣的速率進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，求求b穿過(guò)第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的穿過(guò)第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能動(dòng)能 Ek；w（2）若）若a進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b恰恰好離開(kāi)第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，此后好離開(kāi)第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，此后a離開(kāi)第離開(kāi)第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b又恰好進(jìn)入第二個(gè)又恰好進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，且磁場(chǎng)區(qū)域，且a、b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，求域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，求a穿過(guò)第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，兩導(dǎo)體穿過(guò)第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域