高二物理電磁感應(yīng)期末復(fù)習(xí)專練.doc

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高二物理電磁感應(yīng)期末復(fù)習(xí)專練（1） “電磁感應(yīng)”練習(xí)題 1.2000年底，我國(guó)宣布已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列 車的模型車，該車的車速已達(dá)到500km/h，可載5人.如圖所示就是 磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導(dǎo)材料制成的 超導(dǎo)圓環(huán).將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下 懸浮在磁鐵A的上方空中，下列說法中正確的是（B） A.在B上放入磁鐵的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失 B.在B上放入磁鐵的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在 C.如A的N極朝上，B中感應(yīng)電流的方向如圖所示 D.如A的N極朝上，B中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向有時(shí)相同有時(shí)相反 a c b d 2.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面，導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路.導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧，兩棒的中間用細(xì)線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計(jì).在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng).開始時(shí)，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷細(xì)線后，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中（AD） A.回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同 C.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒 D.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒 G B A O x l 3.如圖所示，A是長(zhǎng)直密繞通電螺線管.小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管A.能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是（C） O l l/2 x I O l l/2 x I O l l/2 x I O l l/2 x I A B C D a a a v B B 4.如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下，以速度v勻速穿過寬均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng).這兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B方向相反.線框運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場(chǎng)邊緣垂直.取逆時(shí)針方向的電流為正。若從圖示位置開始，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I與沿運(yùn)動(dòng)方向的位移x之間的函數(shù)圖象，下面四個(gè)圖中正確的是（B） i t O i t O i t O i t O A． B． C． D． 5.如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化。下列說法 B ①當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小 ②當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大 ③當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大 ④當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能不變 其中正確的是（D） A.只有②④正確 B.只有①③正確 C.只有②③正確 D.只有①④正確 6.一飛機(jī)在北半球的上空以速度v水平飛行，飛機(jī)機(jī)身長(zhǎng)為a，翼展為b；該空間地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量為B1，豎直分量為B2；駕駛員左側(cè)機(jī)翼的端點(diǎn)用A表示，右側(cè)機(jī)翼的端點(diǎn)用B表示，用E表示飛機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則（D） A.E=B1vb，且A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì) B.E=B1vb，且A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì) C.E=B2vb，且A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì) D.E=B2vb，且A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì) N S 7.如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（但未插入線圈內(nèi)部）（B） A.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 B.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 D.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 i i T T/2 O i0 -i0 甲 乙 8.如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.在0-T/2時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在T/2-T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是（C） A.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框受安培力的合力方向向左 t B.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框受安培力的合力方向向右 C.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框受安培力的合力方向向右 D.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框受安培力的合力方向向左 2l/v O l/v t I O l/v 2l/v t I 2l/v O l/v t I 2l/v O l/v t I A B C D 9.圖中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l.t=0時(shí)刻，bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合（如圖）.現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是（B） 10.如圖所示電路中，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)理想電感線圈，當(dāng)S閉合與斷開時(shí)，A、B的亮度情況是（AC） L A B R S C A.S閉合時(shí)，A立即亮，然后逐漸熄滅 B.S閉合時(shí)，B立即亮，然后逐漸熄滅 C.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，B發(fā)光，而A不發(fā)光 D.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，B立即熄滅發(fā)光，而A逐漸熄滅 11.鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確定火車的位置.能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖(甲)所示(俯視圖).當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào)，被控制中心接收.當(dāng)火車通過線圈時(shí)，若控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號(hào)為圖(乙)所示，則說明火車在做（B） A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.勻減速直線運(yùn)動(dòng) D.加速度逐漸增大的變加速直線運(yùn)動(dòng) 12.圖甲中的a是一個(gè)邊長(zhǎng)為為L(zhǎng)的正方向?qū)Ь€框， 其電阻為R.線框以恒定速度v沿x軸運(yùn)動(dòng)，并穿過圖中 所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域b.如果以x軸的正方向作為力的正 方向.線框在圖示位置的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn)，則磁場(chǎng)對(duì) F t/L?v-1 O 1 2 3 4 5 B F t/L?v-1 O 1 2 3 4 5 A F t/L?v-1 O 1 2 3 4 5 C F t/L?v-1 O 1 2 3 4 5 D 圖乙 線框的作用力F隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)為圖乙中的哪個(gè)圖？（B） b D Ab B C a 13.如圖所示，將一個(gè)正方形導(dǎo)線框ABCD置于一個(gè)范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與其平面垂直．現(xiàn)在AB、CD的中點(diǎn)處連接一個(gè)電容器，其上、下極板分別為a、b，讓勻強(qiáng)磁場(chǎng)以某一速度水平向右勻速移動(dòng)，則（ABC） A.ABCD回路中沒有感應(yīng)電流 B.A與D、B與C間有電勢(shì)差 C.電容器a、b兩極板分別帶上負(fù)電和正電 D.電容器a、b兩極板分別帶上正電和負(fù)電 x 3L 圖甲 a b L a b c d e g 左 右 圖一 f t O θ 圖二 F t O θ 圖三 F t O F t O θ F t O θ A B C D 14.如圖一所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab與金屬框架接觸良好.在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì).現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中桿ab始終垂直于框架.圖二為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力f隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則圖三中可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是（B） 123456 f t/s O f 123456 t/s O 123456 f t/s O 123456 f t/s O A B C D B1/T t/s O 123456 ⑴ B2 B1 ⑵ 15.在水平桌面上，一個(gè)面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖⑴所示.0~1s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直線框平面向下.圓形金屬框與一個(gè)水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖⑵所示.若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的（設(shè)向右為靜摩擦力的正方向） 16.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1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37o角，下端連接阻值為R的電阻.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為0.2kg，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. ⑴求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大??； a b θ θ R ⑵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8W，求該速度的大小； ⑶在上問中，若R=2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向. （g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8） 答案：⑴4m/s2 ⑵10m/s ⑶0.4T，垂直于導(dǎo)軌平面向上. R1 R2 l a b M N P Q B v 17.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(xiāng)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6.0×10-3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿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3.0Ω的電阻R1.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. 答案：4.5m/s，6.0Ω M N P Q a b v R B 18.如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻.導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)l＝0.5m，其電阻為r，與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T.現(xiàn)使ab以v＝10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng). ⑴ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？ ⑵ab中電流的方向如何？ ⑶若定值電阻R＝3.0Ω，導(dǎo)體棒的電阻r＝1.0Ω，則電路中的電流多大？ 答案：⑴2.0V ⑵b→a ⑶0.5A 19.如圖所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為l，t=0時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻增大，同時(shí)，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一質(zhì)量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn). ⑴要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率K應(yīng)滿足什么條件？ ⑵要使該液滴能從兩板間右端的中點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？ B d 1 2 答案：⑴ ⑵ 20.在圖甲中，直角坐標(biāo)系0xy的1、3象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第1象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，第3象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為l，圓心角為900的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R. (1)求導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值. (2)在圖乙中畫出導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象.(規(guī)定與圖甲中線框的位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0) (3)求線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量. O 2B x B y 圖甲 ┛ ω P l Q I O t 圖乙 解:(1)線框從圖甲位置開始(t=0)轉(zhuǎn)過900的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為: (4分) 由閉合電路歐姆定律得，回路電流為： (1分) 聯(lián)立以上各式解得: (2分) 同理可求得線框進(jìn)出第3象限的過程中，回路電流為: (2分) 故感應(yīng)電流最大值為: (1分) I O t I1 -I1 I2 -I2 (2)I－t圖象為: (4分) (3)線框轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量: (2分) 又 (1分) 解得: (1分) 21.如圖所示，兩根相距為d足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOy平面內(nèi)，導(dǎo)軌與x軸平行，一端接有阻值為R的電阻.在x>0的一側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一電阻為r的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好，并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng).開始時(shí)，金屬直桿位于x=0處，現(xiàn)給金屬桿一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度.在運(yùn)動(dòng)過程中有一大小可調(diào)節(jié)的平行于x軸的外力F作用在金屬桿上，使金屬桿保持大小為a，方向沿x軸負(fù)方向的恒定加速度運(yùn)動(dòng).金屬導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).求： R x y v0 B O d ⑴金屬桿減速過程中到達(dá)x0的位置時(shí)，金屬桿的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E； ⑵回路中感應(yīng)電流方向發(fā)生改變時(shí)，金屬桿在軌道上的位置； ⑶若金屬桿質(zhì)量為m，請(qǐng)推導(dǎo)出外力F隨金屬桿在x軸上的位置（x）變化關(guān)系的表達(dá)式. 答案：⑴E=Bd ⑵xm=v02/2a ⑶ 22.如圖甲，平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計(jì).兩導(dǎo)軌間距d=10cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.每根棒在導(dǎo)軌間的部分，電阻均為R=1.0Ω.用長(zhǎng)為L(zhǎng)=20cm的絕緣絲線將兩棒系住.整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.t=0的時(shí)刻，磁場(chǎng)方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài).此后，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示.不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響.整個(gè)過程絲線未被拉斷.求： ⑴0~2.0s的時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電流的大小與方向； M N P Q a b c d d L 圖甲 B 圖乙 B/T t/s O 0.2 0.1 -0.1 1.0 2.0 3.0 ⑵t=1.0s的時(shí)刻絲線的拉力大小. 答案：⑴1.0×10-3A，順時(shí)針 ⑵1.0×10-5N 23.如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdef處于豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬桿ab與金屬框架接觸良好.此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形，金屬桿的電阻為r，其余部分電阻不計(jì). ⑴若從t=0時(shí)刻起，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒鐘增量為k，施加一水平拉力保持金屬桿靜止不動(dòng)，求金屬桿中的感應(yīng)電流. ⑵在情況⑴中金屬桿始終保持不動(dòng)，當(dāng)t= t1秒末時(shí)，求水平拉力的大小. a b c d e f ⑶若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)金屬桿在框架上以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式. 答案：⑴ ⑵ ⑶ P Q O N C D a b B F 24.一個(gè)“ ”形導(dǎo)軌PONQ，其質(zhì)量為M=2.0kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另有一根質(zhì)量為m=0.60kg的金屬棒CD跨放在導(dǎo)軌上，CD與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強(qiáng)磁場(chǎng)以ab為界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側(cè)磁場(chǎng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都是0.80T，如圖所示.已知導(dǎo)軌ON段長(zhǎng)為0.50m，電阻是0.40Ω，金屬棒CD的電阻是0.20Ω，其余電不計(jì).導(dǎo)軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一直到CD中的電流達(dá)到4.0A時(shí)，導(dǎo)軌改做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，取g=10m/s2.求： ⑴導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)起來后，C、D兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)較高？ ⑵導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平拉力F的大小是多少？ ⑶導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，水平拉力F的最小值是多少？ ⑷CD上消耗的電功率為P=0.80W時(shí)，水平拉力F做功的功率是多大？ 答案：⑴C ⑵2.48N ⑶1.6N ⑷6.72W B a b c d θ θ F 25.如圖所示，在與水平面成θ=30o的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長(zhǎng)的金屬軌道，其電阻可忽略不計(jì)?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上.導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2.0×10-2kg，回路中每根導(dǎo)體棒電阻r=5.0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0.50m.現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運(yùn)動(dòng).在導(dǎo)體棒ab勻速向上運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上.g取10m/s2，求： ⑴導(dǎo)體棒cd受到的安培力大小； ⑵導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的速度大?。? ⑶拉力對(duì)導(dǎo)體棒ab做功的功率. 答案：⑴0.10N ⑵1.0m/s ⑶0.20W 26.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框，質(zhì)量為m、電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律為B = kt．已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg，則從t=0開始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線會(huì)被拉斷？ 解:線框中的感應(yīng)電流為： I = = = S= 　?。ǎ斗郑? 線斷時(shí)有2mg = mg + BIL　　　?。?分） 解得：t = 　　?。ǎ撤郑? 27.如圖所示，寬度為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo)軌水平放置一質(zhì)量為m電阻為R的金屬桿CD，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌平面與水平面之間的夾角為θ，金屬桿由靜止開始下滑，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，下滑過程中重力的最大功率為P，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 解：金屬桿先加速后勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，此時(shí)有最大功率，金屬桿的電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv （3分） 回路電流 I = （3分） 安培力 F = BIL （3分） 金屬桿受力平衡，則有：mgsinθ= F + μmgcosθ （3分） 重力的最大功率P = mgvsinθ （3分） 解得：B = (3分) θ a F b B R c d e f 28.如圖所示，有兩根足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻，相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef與水平面成θ角固定放置，底端接一阻值為R的電阻，在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直軌道平面斜向上.現(xiàn)有一平行于ce、垂直于導(dǎo)軌、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab，在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下，從底端ce由靜止沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab桿速度達(dá)到穩(wěn)定后，撤去拉力F，最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端.已知ab桿向上和向下運(yùn)動(dòng)的最大速度相等.求:拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v. θ ╯ FB F FN mg v 解:當(dāng)ab桿沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到最大速度v時(shí)，其受力如圖所示: 由平衡條件可知: F-FB-mgsinθ=0 ① (4分) 又 FB=BIL ② (2分) 而 ③ (2分) 聯(lián)立①②③式得: ④ (2分) 同理可得，ab桿沿導(dǎo)軌下滑達(dá)到最大速度時(shí): ⑤ (4分) 聯(lián)立④⑤兩式解得: (2分) (2分) a b c d 29.如圖所示導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為100g，用絕緣細(xì)線懸掛后，恰好與寬度為50cm的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸.導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為200g的另一導(dǎo)體棒cd，整個(gè)裝置處于豎直向上的磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將ab棒拉起0.8m高后無初速釋放.當(dāng)ab第一次擺到最低點(diǎn)與導(dǎo)軌瞬間接觸后還能向左擺到0.45m高處，求： ⑴cd棒獲得的速度大??； ⑵瞬間通過ab棒的電量； ⑶此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱. 答案：⑴0.5m/s ⑵1C ⑶0.325J 30.如圖甲所示，空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，總電阻為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置x=0，x軸沿水平方向向右.求: (1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab兩端的電勢(shì)差，并指明哪端電勢(shì)高； (2)線框穿過磁場(chǎng)的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱； (3)在下面的乙圖中，畫出ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象.其中U0=BLv0. 圖乙 U0 x O Uab -U0 圖甲 d b c v a 2L L 解:(1)dc切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv (2分) 回路中的感應(yīng)電流 (2分) ab兩端的電勢(shì)差 b端電勢(shì)高 (2分) (2)設(shè)線框從dc邊剛進(jìn)磁場(chǎng)到ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)所用時(shí)間為t 由焦耳定律有 (2分) L = vt (2分) 求出 (2分) U0 x O Uab -U0 -U0/4 L 2L 3L -3U0/4 (3) (6分) 說明:畫對(duì)一條給2分. 31.如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PO、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為d=0.5m.P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.電阻均為r=0.1Ω，質(zhì)量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，試求: (1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度多大？ (2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm. (3)若在棒L2達(dá)到最大速度vm時(shí)撤去外力F，并同時(shí)釋放棒L1，求棒L2達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度值. (4)若固定棒L1，當(dāng)棒L2的速度為v，且離開棒L1距離為S的同時(shí)，撤去恒力F，為保持棒L2做勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將B從原值(B0=0.2T)逐漸減小的方法，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與時(shí)間t的關(guān)系式)？ L1 N F M P Q V L2 解:(1)∵L1與L2串聯(lián) ∴流過L2的電流為: ① (2分) L2所受安培力為:F′=BdI=0.2N ② (2分) ∴ ③ (2分) (2)當(dāng)L2所受安培力F安=F時(shí)，棒有最大速度vm，此時(shí)電路中電流為Im. 則：F安=BdIm ④ (1分) ⑤ (1分) F安=F ⑥ (1分) 由④⑤⑥得： ⑦ (2分) (3)撤去F后，棒L2做減速運(yùn)動(dòng)，L1做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒達(dá)到共同速度v共時(shí)，L2有穩(wěn)定速度，對(duì)此過程有： ⑧ (2分) ∴ ⑨ (2分) (4)要使L2保持勻速運(yùn)動(dòng)，回路中磁通量必須保持不變，設(shè)撤去恒力F時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，t時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bt，則： B0dS=Btd（S+vt） ⑩ (3分) ∴ (2分) 32.物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用.下面列舉的四種器件中，在工作時(shí)利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（B） A.回旋加速器 B.日光燈 C.質(zhì)譜儀 D.示波器 — + — + 0 2 2 A B P + 31.現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如下圖連接.在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn).由此可以判斷(B) A.線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器的滑 動(dòng)端P向右加速滑動(dòng)都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn) C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在中央 D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向