高二物理专题讲座电磁感应与电路.doc

高二物理专题讲座-电磁感应与电路综合问题3,如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一.磁场垂直穿过粗金属环所在区域.当磁场的磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为,则a、b两点间的电势差为().(A)(B)(C)(D)4.如图所示,半径为r的n匝线圈在边长为l的止方形abcd之外,匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域,当磁场以B/t的变化率变化时,线圈产生的感应电动势大小为_1（10分）如图甲示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生。在图丙中画出感应电流随时间变化的it图象（以逆时针方向为正）1（10分）解：（1）由法拉第电磁感应定律知：方向逆时针，为正；13S内，方向顺时针，为负故感应电流随时间变化的图象如右图所示2 横截面积S=0.2 m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为0.02 T/s.开始时S未闭合，R1=4 ，R2=6，C=30 F，线圈内阻不计，求：（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是多少?解：（1）磁感应强度变化率的大小为=0.02 T/s，B逐渐减弱，所以E=n=1000.020.2 V=0.4 VI= A=0.04 A，方向从上向下流过R2.（2）R2两端的电压为U2=0.4 V=0.24 V所以Q=CU2=3010-60.04 C=7.210-6 C.3(8分)如图a所示，一个n500匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是S2.010-3m2,线圈的总电阻为r1.0，电容器电容C1.010-5F，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图b所示。求B/Tt/s012345102030405019题图a 19题 图bRBC(1)磁场的磁感应强度B随时间t的变化率 (2)线圈中产生的感应电动势E和通过电阻R上的电流强度I(3)电容器所带电量Q6 (8分)由图b知：线圈中的感感应强度均匀增加，其变化率为 (T/s) (2分) 由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为 (1分) 由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为 (2分)R两端的电压U的大小为UIR0.199V9.9V (1分)电容器所带电量QCU1.010-59.9C9.910-5 C NSRCab3、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电D从b到a，下极板带正电FRB图甲t/s15105024v(m/s)图乙4、（10分）如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L0.2m，一端通过导线与阻值为R=1的电阻连接；导轨上放一质量为m0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）t10s时拉力的大小及电路的发热功率.（2）在010s内，通过电阻R上的电量.26.解：(1)由v-t图象可知：由牛顿第二定律: （或由图可知，t=10s时，v=4m/s） 联立以上各式，代入数据得：0.24N (2) 联立以上各式，代入数据得:vMdcbaRN4如图所示，两根相距l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对MN施加一力使它沿导轨方向以速度做匀速运动用U表示MN两端电压大小，则（ A ）AU=Bl/2，流过固定电阻R的感应电流由b到dBU=Bl/2，流过固定电阻R的感应电流由d到bCU=Bl，流过固定电阻R的感应电流由b到dDU=Bl，流过固定电阻R的感应电流由d到b5.如图所示,导体框内有一垂直于框架平而的匀强磁场,磁场的磁感应强度为0.12T,框架中的电阻R1=3,R2=2,其余部分电阻均不计.导体棒AB在磁场中的长度为0.5m,当AB棒以10ms速度沿着导体框匀速移动时,所需外力F=_N,产生功率P=_W,通过R2上的电流I2=_A.29.如图所示,平行导轨间的距离为d.一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在平面.一根足够长的金属棒与导轨成角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时,通过电阻R的电流为().(A)(B)(C)(D)10.如图所示,abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框,导体棒MN有电阻,可在ad边与bf边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中.当MN棒由靠ab边处向cd边匀速移动的过程中,下列说法中正确的是().(A)MN棒中电流先减小后增大(B)MN棒两端电压先增大后减小(C)MN棒上拉力的功率先增大后减小(D)矩形线框中消耗的电功率先减小后增大11.如图所示,匀强磁场中放置有固定的abc金属框架,导体棒ef在框架上匀速向右平移,框架和棒所用材料、横截面积均相同,摩擦阻力忽略不计.那么在ef,棒脱离框架前,保持一定数值的物理量是().(A)ef棒所受的拉力(B)电路中的磁通量(C)电路中的感应电流(D)电路中的感应电动势14.如图所示,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中,有一弯成45角的金属导轨,且导轨平面垂直磁场方向.导电棒MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动,迷度v的方向与Ox方向平行,导电棒与导轨单位长度的电阻为r.(1)写出t时刻感应电动势的表达式.(2)感应电流的大小如何?(3)写出在t时刻作用在导电棒MN上的外力瞬时功率的表达式.17如图所示,将一个与匀强磁场垂直的正方形多匝线圈从磁场中匀速拉出的过程中,拉力做功的功率().(A)与线圈匝数成正比(B)与线圈的边长成正比(C)与导线的电阻率成正比(D)与导线横截面积成正比3如图甲所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a，一正三角形（高度为a）导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是（）4一正方形闭合导线框abcd，边长为0.1m，各边电阻均为L，bc边位于x轴上，在x轴原点O右方有宽为0.2m，磁感强应为1T的垂直纸面向里方向的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区过程中，图中哪一个可以正确表示线框从进入到穿出过程中，ab边两端电势差Uab随位置变化的情况 （ ）18.把一个放在均匀变化的磁场中的圆形线圈改装后,让线圈的面积、线圈围成的圆半径、匝数这三个量中的其中一个量按如下改变时,仍放回原处,则(导线中的阻符合电阻定律)：(1)面积增大1倍,感应电流是原来的_倍.(2)半径增大1倍,感应电流是原来的_倍.(3)匝数增大1倍,感应电流是原来的_倍.20.如图所示,OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨,处在沿竖直方向的匀强磁场中,(磁场充满区域)磁感应强度为B.导轨的OP1段与OP2段相互乖直,长度相等,交于O点.导轨的P1Q1段与P2Q2段相互平行,并相距2b.一金属细杆在t=0的时刻从O点山发,以恒定的速度v沿导轨向右滑动.在滑动过程中.杆始终保持与导的平行段相垂直.速度方向与导轨的平行段相平行,杆与导轨有良好的接触.假定导轨和金属杆都有电阻,每单位长度的电阻都是r.(1)金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时,金属杆上通过的电流多大?(2)当t=2b/v时,通过金属杆中的电流又是多少?9、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计LL的电阻均为2.0(1)、若棒以V05ms的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬间(如图所示)，MN中的电动势和流过灯L1的电流；(2)、撤去中间的金属棒MN，将右面的半环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率例题10、 如图所示，长度为L=0.2m、电阻r=0.3、质量m=0.1kg的金属棒CD，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计. 导轨左端接有R=0.5的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感应强度B=4T. 现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以v=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：（1）电路中理想电流表和理想电压表的示数；（2）拉动金属棒的外力F的大小；（3）若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上. 求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，在电阻R上产生的电热.3、如图所示，长为L、电阻r0.3，质量m0.1kg，金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R0.5的电阻，量程为03.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为01.0V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面现以向右恒定外力F使金属棒右移当金属棒以v2ms的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏问：(1)、此满偏的电表是什么表?说明理由(2)、拉动金属棒的外力F多大?(3)、此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上求从撒去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量例题12、 如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l1=0.6m、单位长度电阻为r=3/m的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，bc长度为l2=0.3m。磁场的磁感强度为B=0.5T，方向垂直纸面向里。现有一段长度为L=0.3m、单位长度电阻也为r=3/m的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠a点，然后沿ab方向以恒定速度v=1.2m/s向b端滑动，滑动中始终与bc平行并与导线框保持良好接触。（1）导线框中有感应电流的时间是多长？（2）当导体杆MN滑到ab中点时，导线bc中的电流多大？方向如何？（3）求导体杆MN自a点至滑到ab中点过程中，回路中感应电动势的平均值。（4）找出当导体杆MN所发生的位移为x（0x0.6m）时，流经导体杆的电流表达式；并求当x为何值时电流最大，最大电