(完整版)高考物理大题突破--电磁感应(附答案)

1、1、（2011上海（14 分 ）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m ，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻， 磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5 ，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下2滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr0.1J 。 （取 g 10m/ s ）求：（1） 金属棒在此过程中克服安培力的功W安 ； （2） 金属棒下滑速度v 2m/ s 时的加速度a 3） 为求金属棒下滑的最大速度vm ，有同学解1答如下由动能定理W重 -W安 = 1 mvm2 ，。由此

2、所得结果2m是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。解析： （ 1） 下滑过程中安培力的功即为在金属棒和电阻上产生的焦耳热，由于 R 3r ，QR 3Qr0.3(J) W安 =Q QR Qr 0.4(J)222） 金 属 棒 下 滑 时 受 重 力 和 安 培 力F安 =BIL B L v 由 牛 顿 第 二 定 律Rrmg sin 30a gsin3022B2L2 v maRrB2L2vm(R r)10 120.82 0.752 223.2(m/s )0.2 (1.5 0.5)B2L2（3）此解法正确。金属棒下滑时重力和安培力作用，其运动满足mg sin 30 v

3、maRr上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速， 当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因1此上述解法正确。mgS sin30 Qmvm2Q1 2 0.4 vm2gSsin 302 10 1.152.74(m/s)mm20.22、 （2011 重庆第）.（ 16 分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23 图所示，该机底面固定有间距为L 、 长度为 d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、 方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且

4、与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求：（ 1 ） 橡胶带匀速运动的速率；（ 2） 电阻 R 消耗的电功率； （ 3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。解析：（1）设电动势为E，橡胶带运动速率为 v。由：E BLv， E U ，得： v UBLU22）设电功率为P， P UR3）设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W。BLUdUI ， F BIL ， W Fd ，得： WR3、 （ 2010 年江苏） （ 15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为 m、有效电阻为R 的

5、导体棒在距磁场上边界h 处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I 整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：（ 1 ）磁感应强度的大小B；（ 2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；3）流以电流表电流的最大值Im1） 电流稳定后导体棒做匀速运动BIl mg 解得： B= mgIl2）感应电动势E Blv 感应电流I ERI 2Rmg（ 3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒1 mvm2 mgh 感应电动势的最大值Em Blvm2mm m感应电流的最大值ImEmR解得： Im mgIR2gh4、 （ 2010 福建）

6、 （ 19）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和 b 放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a 棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b 棒恰好静止。当 a 棒运动到磁场的上边界PQ 处时，撤去拉力，a 棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动，此时 b 棒已滑离导轨。当a 棒再次滑回到磁场边界PQ 处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a 棒、 b 棒和定值电阻的阻值均为 R,b 棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求（ 1） a

7、 棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度I，与定值电阻R 中的电流强度IR之比；（ 2） a 棒质量ma;（ 3） a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。（ 1） a 棒沿导轨向上运动时，a棒、 b 棒及电阻R 中放入电流分别为Ia、Ib、Ic，有Ia 1I RR I bRb，Ia Ib I R，解得：Ib 22）由于a 棒在上方滑动过程中机械能守恒，因而a 棒在磁场中向上滑动的速度大小v1 与在磁场中向下滑动的速度大小v2相等，即v1 v2 v，设磁场的磁感应强度为B，导体棒长为L，在磁场中运动时产生的感应电动势为E BLv，当 a棒沿斜面向上运动时，Ib E ， BIbL

8、 mbg sin ，2 3R2向上匀速运动时，a 棒中的电流为I ，则 I E ， BI L m gsinaa 2Raa3）由题可知导体棒3mma。a 沿斜面向上运动时，所受拉力F BIaL5、 （2011 四川 ）. 如图所示，间距mgsinl=0.3m 的平行金属7mgsin2导轨a1b1c1 和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2 区域内和倾角= 37 的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B 2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3、 质量m1=0.1kg、 长为 l 的相同导体杆K、S、 Q 分别放置在导轨上，

9、S 杆的两端固定在b1、 b2点， K、 Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。m2=0.05kg 的小环。K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取 g=10 m/s2， sin 37 =0.6， cos37 =0.8。求 1）小环所受摩擦力的大小；2） Q 杆所受拉力的瞬时功率。解析： （ 1）设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2g Ff=m2a 代入数据，得Ff=0.2N （ 2）设通过K 杆的电流为I1， K 杆

10、受力平衡，有Ff=B1I1l3设回路总电流为I,总电阻为R总， 有 I 2I1，R总 = 3 R 设 Q 杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有I E ， E B2 Lv R总2联立以上方程得到P 2WFm1g sinB2IL . ，拉力的瞬时功率为P Fv5、 （北京理综）（ 16 分）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。 将其置于磁感应强度为B 的水平匀强磁场上方h 处。 如图所示，线框由静止起自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界面平行。当cd 边刚进入磁场时，1 ）求线框中产生的感应电动势大小；2）求cd 两点

11、间电势差的大小；h 所应满足的条件。3）若此时线框的加速度刚好为零，求线框下落的高度1） cd边刚进入磁场时，线速度 v 2gh势 BLv BL 2gh线框中产生的感应电动(2)线框中的感应电流I 3cd两点间的电势差U I(R)4B2L2 2gh(3)安培力F BILR22 m gR mg F ma,a 0 h 4 4,2B4L434 BL 2gh6、 （ 2007 江苏物理）（ 16 分）如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B 1 T， 每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d0.5 m，现有一边长l0.2 m、质量m0.1kg、

12、电阻R0.1 的正方形线框MNOP 以 v0 7 m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：线框 MN 边刚进入磁场时受到安培力的大小F；线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；线框能穿过的完整条 形磁场区域的 个 数 n。2、如图所示，平行导轨MN 和 PQ 相距0.5m，电阻可忽略其水平部分是粗糙的，置于0.60Ta和 b 质量均为0.20 kg，电阻均为0.15a、b 相距足够远，b 放在水平导轨上a 从斜轨上高0.050m 处无初速释放求：（ 1 ）回路的最大感应电流是多少？（2）如果导线与导轨间的动摩擦因数=0.10， 当导线 b 的速率达到最大值时，导线 a 的加速度是多少？3（ 2011 海南第 16 题） .如图，ab和 cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN 和 M N 是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为 m 和 2m。竖直向上的外力F 作用在杆MN 上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l 。整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0 时刻将细线烧断，保持F 不变，金属杆和导轨始终接2）两杆分别达到的最大速度。触良好。求（1 ）细线少断后，任意时刻两杆运动的速度之比；解析：设某时刻MN 和 M N速度分别为v1、 v2。（ 1）两金属