高三物理復(fù)習(xí)-電磁感應(yīng)綜合練習(xí)

1、高三物理復(fù)習(xí)一一電磁感應(yīng)綜合練習(xí)1.如圖所示，在光滑水平面上有一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，分布在寬度為l的區(qū)域內(nèi)?，F(xiàn)有個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形閉合導(dǎo)線框 （aL2),磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=1.0T ,垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)在，讓導(dǎo)線框 從下邊緣距磁場(chǎng)上邊界h=0.70m處開(kāi)始自由下落，當(dāng)其下邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)，而上邊緣未進(jìn)入磁場(chǎng)的某一時(shí)刻，導(dǎo)線框的速度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定值。求從開(kāi)始下落到導(dǎo)線框下邊緣到達(dá)磁場(chǎng)下邊界過(guò)程中，導(dǎo)線框克服安培力做的功是多少?.如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1.0m,導(dǎo)軌平面與水平面成0 =37o角，下端連接阻值為 R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂

2、直。質(zhì)量為0.20kg,電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小；當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8.0W,求該速度的大??；在上問(wèn)中，若 R=2.0 Q ,金屬棒中的電流方向由a至ij b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。(g=10m/s2, sin37o=0.60, cos37o=0.80)-b與一 -9-.圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距 l為 0.40m,電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量 m為6.0 xi0-3kg、電阻為1.0的金屬桿

3、ab始終垂直于導(dǎo)軌， 并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0 的電阻Ri。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W,重力加速度取10m/s2,試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入 電路部分的阻值 R2。.如圖所示，頂角0 =45o的金屬導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根與 ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用 下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)為 a和b,導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處。求：t時(shí)刻流

4、過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度 I和電流方 向。導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力F的表達(dá)式。導(dǎo)休棒在0-t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱 Q。11.如圖所示，邊長(zhǎng) L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.80T的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界 MN重合。在力F作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，在 5.0s內(nèi)從 磁場(chǎng)中拉出。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示。已知金屬線框的總電阻 R=4.0Q o試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中, 時(shí)金屬線框的速度和力 F的大小。已知在 過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？線框中的感應(yīng)電流方向，并在圖中標(biāo)出。t=2.0s5.0s內(nèi)力F做功1.9

5、2J,那么金屬線框從磁場(chǎng)拉出的1 2 3 4 5 6*12.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為Ri、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道 ME、NF相接，EF之間接有電阻 及，已知Ri=12R, R2=4RO在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng) I和II ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 Bo現(xiàn)有質(zhì)量 為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒 ab,從半圓環(huán)的最高點(diǎn) A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)及軌道接觸良好，平行軌道足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為 v2。求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大

6、小。若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng) I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。a ：b /x I K ； X BbC D一xXKK口BI M姆*X*13.如圖所示，間距為l的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為忽略不計(jì)。場(chǎng)強(qiáng)為 B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為 根質(zhì)量均為 m、有效電阻均勻?yàn)?R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。0,導(dǎo)軌光滑且電阻d1，間距為d2。兩(設(shè)重力加速度為g)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b以與a同樣的速度進(jìn)入第 1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，求b穿過(guò)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能 此后a離開(kāi)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí), 磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相

7、等。求 對(duì)于第問(wèn)所述的運(yùn)動(dòng)情況，求A Ek。若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b恰好離開(kāi)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域;b又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。且a、b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)a穿過(guò)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率V。磁場(chǎng)區(qū)域1B棒b磁場(chǎng)區(qū)域B磁場(chǎng)區(qū)域2B 棒”b B3d2磁場(chǎng)區(qū)域-2一，-，d1%二/2答案1.B 2.B 3.D 4.(1) E = BLJ礪 u =3 m2gR2n=、，、/BLv2gh h = m gR 5.2.0C( q =) (2)18J(Ii=5A,2B LRQi=6J; I2=10A, Q2=12J) 6. Enjg +v1 ?P2 =11 Vo

8、v Bl -|2r 7. 0.80J （只有進(jìn)入過(guò)程導(dǎo)線框克服安培力做功。取開(kāi)始下落到線圈剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程用動(dòng)能定理，當(dāng)時(shí)的速度就是穩(wěn)定速度）8. 4m/s2 10m/s2 22 222 2(穩(wěn)定時(shí)合力為零： v + (Jmg cosg = mg sine,得 巴_=0 8，由已知 v_=8因此得v)O/T,R- R -R垂直于導(dǎo)軌平面向上9. 4.5m/s （穩(wěn)定時(shí)安培力跟重力平衡，安培力功率就是重力功率就是電功率,mgv=P ,代2 , 2入數(shù)據(jù)得v) 6.0 Q(由B L v =mg,得總電阻R=3Q,內(nèi)阻1Q, Ri、R2并聯(lián)后阻值2Q) 10.(1) i =Bv02 . 2 rB

9、2v一 2t（t時(shí)刻電動(dòng)勢(shì)為Bv2t,總電阻為（2+J2）v0tr,由此得電流）F = 口 v0J（拉力跟安培力等大:F=BIv0t）22 r23,2 C B Vo t Q -2-2 22 r（功率P=|2R8 r,因此有Q=Pt=2Rt） 11.逆時(shí)針?lè)较?0.5N （由圖象l=0.1t,由I=BLv/R=0.5v,得v=0.2t,即加速度a=0.2m/s：是勻加速運(yùn)動(dòng)。）1.67J（由動(dòng)能定理 Wf-W安=mv2/2,而W安=Q）BLvi12.ab下落r/2時(shí)切割磁感線的長(zhǎng)度L= 33 r,由牛頓第二定律,mg-BIL=ma ,其中| =,R總2 2R總= 8R 4R+4R） =4R ,解

10、得 a =g _3B r v1；ab通過(guò)II時(shí)電流不變，說(shuō)明安培力恰好等于重力，心 8R+-R+4R）4mRmg=BI 2r , 其中 I=B2rv/R,而此時(shí)總電阻 R = 12R 4R = 3R ,得 v = 3mg R 由 v2-v22=2gh ,得 12R 4R4B2r222222 、h =9m gR ；根據(jù)能量守恒，此時(shí)重力的功率等于電路中的總電功率P總，即Pp =mgv = 3m g R ,32B4r4 2g心4B2r222 、由于與R2并聯(lián)，功率與電阻成反比，因此 P =3P戶=9m g R。13.a和b不受安培力，由機(jī)械能守恒，24 16B2r2 Ek=mgdsin。；設(shè)棒剛進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域（剛離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域）時(shí)的速度為vi,剛離開(kāi)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域（剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域）時(shí)的速度為 v2,由已知，每次進(jìn)入、離開(kāi)各區(qū)域的速度總是相同的。兩棒每次進(jìn)、出一個(gè)區(qū)域，系統(tǒng)初動(dòng)能和末動(dòng)能是相同的，由能量守恒，該階段系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，即Q=mg（d+d2）sin