2022年[高二物理]扬中市八桥中学电磁感应期末复习练习一江苏

1、学习必备欢迎下载电磁感应期末复习一1、如图所示，ab、cd 为两根水平放置且相互平行的金属轨道，相距l，左右两端各连接一个阻值均为r 的定值电阻，轨道中央有一根质量为m 的导体棒mn 垂直放在两轨道上，与两轨道接触良好，棒及轨道的电阻不计。 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为b棒 mn 在外驱动力作用下做简谐运动，其振动周期为t，振幅为a，通过中心位置时的速度为v0 .则驱动力对棒做功的平均功率为（）a.202mvt b. 2220b l vr c 22228b l at r d 2 2202b l vr2、如图所示，相距为l 的两条足够长的光滑平行轨道上，平行放置两根质量和电

2、阻都相同的滑杆ab和 cd，组成矩形闭合回路。轨道电阻不计，匀强磁场b 垂直穿过整个轨道平面。开始时 ab 与 cd 均处于静止状态，现用一个平行轨道的恒力f向右拉 ab杆， 则下列说法中正确的是 （）a.cd 杆向左运动b.cd 杆向右运动c.ab 杆与 cd 杆均先做变加速运动，后做匀速运动d.ab 杆与 cd 杆均先做变加速运动，后做匀加速运动3、下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是( ) 4

3、、如图所示，两根长均为l、电阻均为r、质量分别为m 和 m 的导体棒p、q，用两根电阻和质量均不计的细软导线连接成闭合电路，跨挂于离地高为h的绝缘光滑水平杆oo 上，导体棒q 恰好在地面上，导体棒p 离地高为h（hh ，整个装置处于一方向水平且垂直于导体棒的匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系为bkt，则经过t_时间导体棒q 将离地向上运动，当两导体棒运动到相同高度时的速度大小为v，则此过程中感应电流做的功为_。5、用电阻为18的均匀导线弯成图中直径d=0.80m 的封闭金属圆环，环上ab 弧所对圆心角为 60 ，将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度b=0.50t 的匀强磁场中，磁场方向

4、垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25 的直导线 pq，沿圆环平面向左以3.0m/s 的速度匀速滑行 (速度方向与pq 垂直 )，滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处的电阻)，当它通过环上a、b 位置时，求： (1)直导线 ab 段产生的感应电动势，并指明该段直导线中o oh p h q精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下

5、载电流的方向。(2)此时圆环上发热损耗的电功率。6、 如图所示，由 10 根长度都是l 的金属杆， 连接成一个 “目” 字型的矩形金属框abcdefgha，放在纸面所在的平面内；有一个宽度也为l 的匀强磁场，磁场边界跟de 杆平行，磁感强度的大小是b，方向垂直于纸面向里，金属杆ef、fg 和 gh 的电阻不计，其他各杆的电阻都为 r，各杆端点间接良好。现在以速度v 匀速把金属框从磁场的左边界向右拉，当de杆刚进入磁场时，开始计时，求：(1)从开始计时到ah 杆刚要进入磁场的过程中，通过ah杆某一横截面上的总电量。(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量。7、如图

6、所示，倾角30 、宽为 l1 m 的足够长的u 形光滑金属框固定在磁感应强度b1 t、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用一平行于导轨的牵引力 f，牵引一根质量为m0.2 kg，电阻 r1 的金属棒 ab，由静止开始沿导轨向上移动。 （金属棒 ab 始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦）问：（1）若牵引力是恒力，大小为9 n，则金属棒达到的稳定速度v1 多大？（2）若牵引力的功率恒定，大小为72 w，则金属棒达到的稳定速度v2 多大？（3）若金属棒受到向上的拉力在斜面导轨上达到某一速度时，突然撤去拉力，从撤去拉力到棒的速度为零时止，通过金属棒的电量为0.48 c

7、，金属棒发热为1.12 j，则撤力时棒的速度v3 多大？b a f b v a 60b b p q c a b c d e f g h l l l l l b v 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载8、如图 (1)所示，一个足够长的“u”形金属导轨nmpq 固定在水平面内，mn 、pq 两导轨间的宽为l=0.50m 一根

8、质量为m=0.50kg 的均匀金属导体棒ab 静止在导轨上且接触良好， abmp 恰好围成一个正方形该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中ab 棒的电阻为r=0.10，其他各部分电阻均不计开始时，磁感应强度b0=0.50t (1)若保持磁感应强度b0 的大小不变，从t=0 时刻开始，给ab 棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加速直线运动此拉力t 的大小随时间t 变化关系如图(2)所示求匀加速运动的加速度及ab 棒与导轨间的滑动摩擦力(2)若从某时刻t=0 开始，调动磁感应强度的大小使其以bt=0 20 t/s 的变化率均匀增加求经过多长时间ab 棒开始滑动 ?此时通过ab

9、棒的电流大小和方向如何?(ab 棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等) 9、如图所示，oa与 oca为置于水平面内的光滑金属导轨，oca导轨满足曲线方程yx mc103. sin()，为曲线的最高点，oa 导轨与 oca 导轨分别在o 点和 a 点接有阻值r130 .和r260 .体积可忽略的定值电阻。在xoy 平面内存在bt0 2 .的匀强磁场，方向如图。现有一长1.5m 的金属棒在水平外力f 作用下以速度vm s50 ./水平向右匀速运动，设棒与两导轨始终接触良好，其余电阻不计，求：（1）金属棒在导轨上运动时r1的最大功率；（2）外力 f 的最大值；（3）金属棒滑过导轨oa 的过程，外

10、力所做的功。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载a f b b r c d e f 10、如图所示，有两根足够长、不计电阻，相距l 的平行光滑金属导轨cd、ef 与水平面成角固定放置，底端连一电阻r，在轨道平面内有磁感应强度为b 的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆a

11、b，在沿轨道平面向上的恒定拉力f作用下，从底端ce 由静止沿导轨向上运动，当ab 杆速度达到稳定后， 撤去拉力 f，最后 ab 杆又沿轨道匀速回到ce 端.已知 ab 杆向上和向下运动的最大速度相等 .求 :拉力 f 和杆 ab 最后回到ce 端的速度v. 11、两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为l，足够长，在其上放置两根长也为l 且与导轨垂直的金属棒ab 和 cd，它们的质量分别为2m、m，电阻阻值均为r（金属导轨及导线的电阻均可忽略不计） ，整个装置处在磁感应强度大小为b、方向竖直向下的匀强磁场中。（1）现把金属棒ab 锁定在导轨的左端，如图甲，对cd 施加与导轨平行的水平向右的恒力 f，

12、使金属棒cd 向右沿导轨运动，当金属棒cd 的运动状态稳定时，金属棒cd 的运动速度是多大？（2）若对金属棒ab 解除锁定，如图乙，使金属棒cd 获得瞬时水平向右的初速度v0，当它们的运动状态达到稳定的过程中，流过金属棒ab 的电量是多少？整个过程中ab 和 cd相对运动的位移是多大？a b c d f b 甲v0 b c a b d 乙精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 15 页

13、 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载12、如图所示， cd、ef 是两根电阻不计的光滑金属导轨，其所在平面与水平面之间的夹角为 60，将两导轨用开关s 连接， 在两导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为 b，可在导轨上自由滑动的金属棒长l，质量为 m，电阻为 r，设导轨足够长，则：（ 1）先将开关s 断开，金属棒ab 由静止开始释放后，经过多长时间s 接通， ab 必将做匀速运动？（ 2）若先将开关s 闭合，将金属棒由静止开始释放，在运动过程中ab 上的最大热功率为多大？13、 一质量为m、 边长为 l、 电阻为 r 的正方形线圈abcd ， 放的水平面上， 一宽为

14、 d （dl） 、方向为竖直、 磁感应强度为b 的规则匀强磁场，边缘与线圈ab 边重合， 现有一水平外力f垂直 ab 边将线圈拉入磁场，如图所示，当cd 边将离开磁场时恰好匀速，设线圈与水平面间的摩擦系数为求（1） .线圈 cd 边离开磁场时的速度(2).线圈通过磁场所用的时间14、如图所示， 水平光滑的平行金属导轨，左端与电阻r 相连接，匀强磁场b 竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒在垂直导轨的方向上搁在导轨上。今使棒以一定的初速度向右运动，当其通过位置a 时速率为 va，通过位置b 时速率为vb，到位置 c 时棒刚好静止。设导轨与棒的电阻均不计， a、b 与 b、c 的间距相

15、等， 则关于金属棒在由ab 和 bc 的两个过程中，以下说法正确的是( ) 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载a、通过棒截面的电量相等b、棒运动的加速度相等c、棒通过a、b 两位置时的速率关系为va2vb d、回路中产生的电能eab 与 ebc 的关系为eab=3ebc 15、如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两

16、轨道相距l=1m ，两轨道之间用电阻 r=2连接，有一质量m=0.5kk 的导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度b=2t 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，使导体杆从静止开始做匀加速运动。经过位移 s=0.5m 后，撤去拉力，导体杆又滑行了s=3s=1.5m 后停下。求：（1）过程中通过电阻r 的电荷量。（2）拉力的冲量。（3）整个过程中导体杆的最大速度。（4）在匀加速运动的过程中，拉力与时间的关系式。16、如图所示，线圈m 与导轨、金属棒ab构成一闭合电路，导轨位于均强磁场中，磁感线垂直于导轨平面，若使接

17、在线圈n 的电流表g 中电流从c 到 d， 则金属棒 ab 的运动应（）a匀速向右b匀速向左c加速向右，且加速度越来越大d加速向左，且加速度越来越大17、如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为b 。边长为l 的正方形金属abcd（下简称方框）放在光滑的水平面上，其外侧套着一个与方框边长相同的u 型金属框架mnpq（下简称u 型框） ，u 型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r 。(1)将方框固定不动，用力拉动u 型框使它以速度v0 垂直 np 边向右匀速运动，当u 型框的 mq 端滑至方框的最右侧（如图所示

18、）时，方框上的bc 两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大？(2)若方框不固定，给u 型框垂直np 边向右的初速度v0，如果 u 型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少？(3)若方框不固定，给u 型框垂直np 边向右的初速度v(vv0) ，u 型框最终将与方框分离。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备

19、欢迎下载如果从u 型框和方框不再接触开始，经过时间 t 方框最右侧和u 型框最左侧距离为s。求两金属框分离时的速度各为多大？18、如图所示，两根平行光滑金属导轨pq 和 mn 相距 d=0.5m，它们与水平方向的倾角为(sin0.6)，导轨的上方跟电阻r=4相连，导轨上放一个金属棒，金属棒的质量为m0.2kg、 电阻为 r=2 整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b1.2t 金属棒在沿斜面方向向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动，电阻 r 消耗的最大电功率 p=1w.(g=10m/s2) 求： (1)恒力的大小； (2)恒力作功的最大功率19、.两根足够长的光滑平行导轨与水平面

20、的夹角=30，宽度 l=0.2m，导轨间有与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度b=0.5t ，如图所示，在导轨间接有r=0.2 的电阻，一质量 m=0.01kg、电阻不计的导体棒ab，与导轨垂直放置，无初速释放后与导轨保持良好接触并能沿导轨向下滑动。（g 取 10m/s2）（ 1）求 ab 棒的最大速度。（ 2）若将电阻r 换成平行板电容器，其他条件不变，试判定棒的运动性质。若电容c=1f，求棒释放后4s 内系统损失的机械能。mnbabcdpqpqmnbabcd精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 15 页 - - - - -

21、- - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载20、如图所示在水平面上有两条相互平行的光滑绝缘导轨，两导轨间距工l=1m ，导轨的虚线范围内有一垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度b=0.2t ，磁场宽度s 大于 l，左、右两边界与导轨垂直有一质量m=0.2kg，电阻r=0.1边长也为l 正方形金属框以某一初速度，沿导轨向右进入匀强磁场(1)若最终金属框只能有半面积离开磁场区域，试求金属框左边刚好进入磁场时的速度(2)若金属框右边剐要离开磁场时，虚线范围内磁插的磁感

22、应强度以k=0.1t/s 的变化率均匀减小。为使金属框此后能匀速离开磁场，对其平行于导轨方向加一水平外力，求金属框有一半面积离开磁场区域时水平外力的大小精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载电磁感应期末复习一参考答案1、b 2、bd 3、cd 4、 （mm）/k2l2h，12（mm）gh12（mm）v2 5、(1)0.6v;

23、 电流由 a b (2)0.1w6、(1)rbl2182(2) rvlb2138327、 （1）fmg sin b2l2v1r，v18 m/s，（2）pv2mg sin b2l2v2r，v28 m/s，（3） qrblsr，sqrbl0.48 m，12mv32mgs sin q，v34 m/s. 8、解： (1)由图象可得到拉力t 的大小随时间变化的函数表达式为032.5ttttt当 ab 棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有：t-f-b0il=ma 因为 ib0lv/r v=at 联立可解得2 20b l atfmatr将数据代入，可解得a=4m/s2 f=1n (2)以 ab 棒为研究对象，

24、当磁培应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流i，以ab 棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到ab所受安培力f 与最大静摩擦力fm 相等时开始滑动. 02(0.50.2 )mfbilfbbbtt tteirblett由以上各式求出， 经时间 t=17.5s 后 ab棒开始滑动， 此时通过 ab 棒的电流大小为i=0.5a 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - -

25、- 第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载根据楞决定律可判断出，电流的方向为从b 到 a9、 （1）金属棒滑至c 处，有效切割长度最大，金属棒上感应电动势最大，1r、2r上消耗的电功率最大)3sin(0.1xy，令0y，有 oa 长度为mxa3金属棒滑至c 点时mxxac5 .12，故myc0 .15.13sin0.10.22121rrrrr总vvbyecc0.1arvbyicm5 .0总通过电阻 r1 的电流为arrriim312121wripmr313)31(21211（4 分）（2）金属棒匀速通过金属导轨c 处时，外力有最大值为nnybifcmm1.

26、015.02.0（2 分）（3）xbvbyve3sin0.1而vtx)(35sin0.1vte，所以感应电动势有效值为veem222有svxta6.0精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载由能量守恒得jtreqw15.02总有外（4 分） . 10、解 :当 ab 杆沿导轨上滑达到最大速度v 时，其受力如图所示: 由平衡

27、条件可知: f-fb-mgsin =0 (2 分 ) 又 fb=bil (2 分) 而rblvi(2 分) 联立式得:0sin22mgrvlbf(2 分) 同理可得，下滑过程中:0sin22rvlbmg(2 分) 联立两式解得: sin2mgf(2 分 ) 22sinlbmgrv(2 分) 11、当 cd 棒稳定时，恒力f 和安培力大小相等，方向相反，以速度v 匀速度运动，有：f=bil 又rblvi2联立得：222lbfrvab 棒在安培力作用下加速运动，而 cd 在安培力作用下减速运动，当它们的速度相同，达到稳定状态时，回路中的电流消失，ab，cd 棒开始匀速运动。设：这一过程经历的时间为

28、t，最终ab、cd 的速度为v，通过ab 棒的电量为q。则对于ab 棒由动量守恒：bilt 2mv即：blq 2 mv 同理， 对于 cd 棒： bilt mv mv0 即：blqm（v0-v ）由两式得：blmvq320精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载设整个过程中ab 和 cd 的相对位移为s，由法拉第电磁感应定

29、律得：tb l ste流过 ab的电量：treq2由两式得：22034lbrmvs评分标准：式各3 分，式各2 分，式各1 分，共 16 分。12、解：（1）开关 s 断开时，金属棒ab 沿导轨匀加速下滑。下滑加速度为a，由牛顿第二定律得：mgsin60=ma 设经过时间t,闭合开关 s 后，它将做匀速直线运动。此时的速度为vm，则有：vm=at（1 分）此时，产生的感应电动势为：e=blvm （1 分）感应电流为：i=re（1 分）所受的安培力为f=bil （1 分）此时，棒处于平衡状态，有：mgsin60=f（1 分）解上述各式可得22lbmrt（1 分）（ 2）当闭合开关s 后，金属棒先

30、做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大vm 后，再做匀速运动。在速度最大时的电流最大，热功率也就最大。由pm=i2r ibl=mgsin （1 分）解以上各式得：222243lbrgmpm（1 分）13、.(1).因线圈离开磁场时匀速运动f=ibl+ mg又因i=blv/r 联立解得v=(f- mg)r/b2l2(2).当线圈 ab 边刚进入磁场极短时间t1,据动量定理有ft1-i1blt1=mv1-0 再经 t2 极短时间 ,又有ft2-i1blt2=mv2-mv1 以此类推得ftn-inbltn=mvn-mvn-1 把以上方程式相加得f(t1+t2+ .)-(i1t1+ i2t2+.)=

31、 mvn 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载又因通过线圈电量为q=i1t1+ i2t2+.=bl2/r 同理线圈离开磁场也可得类似公式,归纳为ft-2bl2/r=mv 代入 (1)式答案得t=mr/b2l2+2b2l3/(f- mg)r 14、ad 15、(1) (4 分) 2c (2) (4 分) 4ns (3)

32、(4 分 ) 6m/s (4) (4 分 ) f=18+72t 16、d 17、 （1）当方框固定不动，u 型框以 v0 滑至方框最右侧时，感应电动势为e，有：e=blv0 (1) bc 间并联电阻r 并=r3rr+3r=34r (2) bc 两端的电势差ubc=er并 +2r+rr 并（3）由(1)(2)(3) 得 ubc=15blv 。(4) 此时方框的热功率p=（er并+2r+r）2 r 并(5) 由(1)(2)(5) 得：2220475b l vpr(6) （2）若方框不固定，当u 型框恰好不与方框分离时速度设为v,由动量守恒可知03(34)mvmm v(7) 由能的转化和守恒可知总热

33、量q 为q=123m v02 - 12(3m+4m)v2 (8) 由(7)(8) 可知， q=67mv02 (9) （3）若方框不固定，设u 型框与方框分离时速度分别为v1、 v2 由动量守恒可知：3mv=3mv1+4mv2 (10) 在 t 时间内相距s 可知： s=(v1-v2)t (11) 由（ 10） （11）可知v1=17(3v+4st) v2=37(v- st) (12) 18、解：金属棒沿斜面向上运动，切割磁感线，产生的最大感应电流此时金属棒受恒力、重力、安培力 和支持力处于平衡，如图所示有i =prafmgfn05.精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页，共 15 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页，共 15 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载fmgbidnsincos.144金属棒切割磁感线产生感应