2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí)重要題型名師精講之電磁感應(yīng)第3講專(zhuān)題電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用

1、第 3 講 專(zhuān)題電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用隨堂檢測(cè)演練、I1. （2010 揚(yáng)州模擬）如圖 9-3-12 甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角60中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定斜向下為正方向），導(dǎo)體棒 ab 垂直導(dǎo)軌放置，除電阻 R 的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab 在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài).規(guī)定 ab 的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在0t 時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過(guò)導(dǎo)體棒ab 的電流 i 和導(dǎo)體棒 ab 所受水平外力 F 隨時(shí)間 t 變化的圖象是解析：由楞次定律可判定回路中的電流始終為bTa 方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路電流大

2、小恒定，故 A、B 兩項(xiàng)錯(cuò)；由 F安=BIL 可得 F 安隨 B 的變化而變化，在 Oto時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向向右，故外力 F 與 F安等值反向，方向向左為負(fù)值；在tot 時(shí)間內(nèi)，F(xiàn) 安方向改變，故外力 F 方向也改變?yōu)檎担C上所述， D 項(xiàng)正確.答案：D2如圖 9 3 13 所示，在水平桌面上放置兩條相距I 的平行粗糙且無(wú)限長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab 與 cd,阻值為 R 的電阻與導(dǎo)軌的 a、c 端相連金屬滑桿 MN 垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，且與導(dǎo)軌始終接觸良好整個(gè) 裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 磁場(chǎng)的方向豎直向上， 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B.滑桿與導(dǎo)軌電阻不計(jì)， 滑桿的中點(diǎn)系 一不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過(guò)固定在

3、桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m 的物塊相連，拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài)現(xiàn)若從靜止開(kāi)始釋放物塊，用I 表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g 表示重力加速度，設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力恒為Ff,則在物塊下落過(guò)程中（）A .物體的最終速度為(mg Ff)R2 2B lB.物體的最終速度為I2Rmg Ff9C .穩(wěn)定后物體重力的功率為I R解析： 由題意分析可知， 從靜止釋放物塊， 它將帶動(dòng)金屬滑桿 速度做勻速運(yùn)動(dòng)而處于平衡狀態(tài)，設(shè) MN 的最終速度為MN 一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們穩(wěn)定時(shí)最終將以某一V,對(duì) MN 列平衡方程:+ Ff= mg,圖 9 3 13（mg Ff）R評(píng) ，所以 A 項(xiàng)正確；又從能量守恒定

4、律角度進(jìn)行分析，物塊的重力的功率轉(zhuǎn)化為因克服安培力做I2Rv =- ，所以 Bmg Ff項(xiàng)正確，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；物塊重力的最大功率為(mg Ff)RPm= mgv= mg-BY ，所以 D 錯(cuò)誤.答案：AB4如圖 9 3 15 所示，在距離水平地面h= 0.8 m 的虛線的上方，有一個(gè)方向垂直于紙面水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正方形線框 abed 的邊長(zhǎng) 1= 0.2 m,質(zhì)量 m= 0.1 kg,電阻 R= 0.08Q一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪， 一端連線框，另一端連一質(zhì)量M = 0.2 kg 的物體 A.開(kāi)始時(shí)線框的 cd 在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，功而產(chǎn)生的電熱功率和克服摩擦力做功產(chǎn)生熱功率

5、，所以有:2I R+ Ffv = mgv，所以,3如圖 9 3 14 所示，半徑為 a 的圓環(huán)電阻不計(jì)，放置在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒電阻為 r，可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng).將電阻 R，開(kāi)關(guān) S 連接在環(huán)和棒的 0 端, 平放置，并聯(lián)在 R 和開(kāi)關(guān) S 兩端，如圖 9 3 14 所示.B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將電容器極板水開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)，極板間有一帶正電 q,質(zhì)量為 m 的粒子恰好靜止，試判斷 0M 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角速度的大 小.1 一當(dāng) S 閉合時(shí)，該帶電粒子以 4g 的加速度向下運(yùn)動(dòng)，則 R 是 r 的幾倍?解析：（1）由于粒子帶正電，故電容器上極板為負(fù)極，根據(jù)右手定OM 應(yīng)繞 0 點(diǎn)逆時(shí)

6、針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).粒子受力平衡：mg= qU, E = *Ba23.當(dāng) S 斷開(kāi)時(shí)，U = E ,當(dāng) S 閉合時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律mg qU Ud_= mg, U /R,解得R R= 3. R+ rr r圖 9 3 14解得3=答案：（1）0M 應(yīng)繞 0 點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(2)3圖 9 3 15從如圖所示的位置由靜止釋放物體A，一段時(shí)間后線框進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，已知線框的ab 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)線框的 cd 邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)物體 A 恰好落地，同時(shí)將輕繩剪斷，線框繼續(xù)上升一段時(shí) 間后開(kāi)始下落，最后落至地面整個(gè)過(guò)程線框沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，線框平面始終處于紙面內(nèi)，g 取 10 m/s2.求:勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

7、 B?(2) 線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，用了多長(zhǎng)時(shí)間？(3) 線框落地時(shí)的速度多大？解析：( (1)設(shè)線框到達(dá)磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小為v，由機(jī)械能守恒定律可得：Mg(h- l)= mg(h 1) + 2( (M + m)v2代入數(shù)據(jù)解得：v = 2 m/sBl v線框的 ab 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流：1 =線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，有：Mg = mg+ IBl代入數(shù)據(jù)解得：B= 1 T 1設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)之前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為如 有：h l = 2v t1代入數(shù)據(jù)解得：t1= 0.6 s1線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng)，所用時(shí)間：t2= - = 0.1 s此后輕繩拉力消失，線框做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間：t3

8、=十=0.2 sg g線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最咼點(diǎn)，所用時(shí)間：t=右+ t2+ t3= 0.9 S.(3)線框從最高點(diǎn)下落至磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小不變，線框所受安培力大小也不變，即IBl = (M m)g= mg?因此，線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程還是做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做豎直下拋運(yùn)動(dòng).12l2由機(jī)械能守恒定律可得：？mvt= mv + mg(h l) ?代入數(shù)據(jù)解得線框落地時(shí)的速度：vt= 4 m/s.?答案：(1)1 T (2)0.9 s (3)4 m/sh作業(yè)手冊(cè)、ILB L E 乙圖 9 3 161如圖 9 3 16 所示，兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度均為L(zhǎng),方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B.邊長(zhǎng)為

9、 L 的正方形線框從位置甲勻速穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)到位置乙，規(guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，則感應(yīng) 電流 i 隨時(shí)間t 變化的圖象是（）答案：D2如圖 9 3 17 所示，一個(gè)小矩形線圈從高處自由落下，進(jìn)入較小的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈平面和磁場(chǎng)保持 垂直設(shè)線圈下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)為A 過(guò)程；線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)為B 過(guò)程；線圈下邊剛出磁場(chǎng)到上邊剛出磁場(chǎng)為C 過(guò)程，則（）A 在 A 過(guò)程中，線圈一定做加速運(yùn)動(dòng)B.在 B 過(guò)程中，線圈機(jī)械能不變，并做勻加速運(yùn)動(dòng)C 在 A 和 C 過(guò)程中，線圈內(nèi)電流方向相同D .在 A 和 C 過(guò)程中，通過(guò)線圈某截面的電量相同解析：由于線圈從高處落下的高度未知，所以進(jìn)入

10、磁場(chǎng)時(shí)的初速度也不知，故進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈在安培力B 過(guò)程中，線圈內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，只受重力作用，所以A、C 過(guò)程中電流方向相反， A 過(guò)程為逆時(shí)針，C 過(guò)程為相同.故正確選項(xiàng)為 B、D.答案：BD3如圖 9 3 18 所示，電阻為 R，其他電阻均可忽略，ef 是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為 m, 棒的兩端分別與 ab、cd 保持良好接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 當(dāng)導(dǎo)體棒 ef 從靜止和重力的作用下可能加速，也可能勻速或減速.做勻加速運(yùn)動(dòng)，且機(jī)械能守恒由楞次定律知,順時(shí)針.由公式q= I t= 茨* R，A 和 C 過(guò)程線圈磁通量的變化量相同，故通過(guò)

11、線圈某截面的電量圖 9 3 17圖 9 3 18下滑經(jīng)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S,則 S 閉合后（）A 導(dǎo)體棒 ef 的加速度可能大于 gB.導(dǎo)體棒 ef 的加速度一定小于 gC .導(dǎo)體棒 ef 最終速度隨 S 閉合時(shí)刻的不同而不同D .導(dǎo)體棒 ef 的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒解析：開(kāi)關(guān)閉合前，導(dǎo)體棒只受重力而加速下滑.閉合開(kāi)關(guān)時(shí)有一定的初速度v,若此時(shí) F安mg,則 F安一 mg= ma.若 F安vmg,貝 U mg F安=ma, F安不確定，A 正確，B 錯(cuò)誤；無(wú)論閉合開(kāi)關(guān)時(shí)初速度多大， 導(dǎo)體棒最終的安培力和重力平衡，故C 錯(cuò)誤.再根據(jù)能量守恒定律，D 正確.答案：AD（2010 成

12、都市高三摸底測(cè)試）如圖 9 3 19 所示，電阻 R= 1 為半徑 ri= 0.2 m 的單匝圓形導(dǎo)線框 P 內(nèi)有 一個(gè)與P 共面的圓形磁場(chǎng)區(qū)域Q, P、Q 的圓心相同，Q 的半徑 r2= 0.1 m. t= 0 時(shí)刻，Q 內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系是 B = 2 t（T）.若規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t線框 P 中感應(yīng)電流 I 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是下圖中的（）解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：圓形導(dǎo)線框 P 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=B=f n2= 0.01n（V）再由歐姆定律得：圓形導(dǎo)線框P 中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 I = 0.01n（A）其中

13、負(fù)號(hào)表示電流的方向是順時(shí)針?lè)较?答案：C（2010 日照測(cè)試）如圖 9 3 20 所示，光滑曲線導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，固定在絕緣斜面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B 垂直斜面向上.一導(dǎo)體棒從某處以初速度 v0沿導(dǎo)軌面向上滑動(dòng)，最后又向下滑回到原處.導(dǎo)軌底端接有電阻R,其余電阻不計(jì).下列說(shuō)法正確的是（ ）4.5.圖 9 3 佃A圖 9 3 20A .滑回到原處的速率小于初速度大小v0B.上滑所用的時(shí)間等于下滑所用的時(shí)間C上滑過(guò)程與下滑過(guò)程通過(guò)電阻R 的電荷量大小相等D 上滑過(guò)程通過(guò)某位置的加速度大小等于下滑過(guò)程中通過(guò)該位置的加速度大小解析：導(dǎo)體棒從某處以初速度 v0沿導(dǎo)軌面向上滑動(dòng)至向下滑回到原處的過(guò)程中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)

14、化成電阻發(fā)熱的內(nèi)能，據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得滑回到原處的速率小于初速度大小v,選項(xiàng) A 正確；因?yàn)閷?dǎo)體棒上滑和下滑過(guò)程中機(jī)械能不斷減小，對(duì)上滑過(guò)程安培力斜向下，下滑過(guò)程安培力斜向上，所以上滑過(guò)程通過(guò)某位置的加速度大小與下滑過(guò)程中通過(guò)該位置的加速度大小不同，上滑所用的時(shí)間和下滑所用的時(shí)間不同，選項(xiàng) B、D 錯(cuò)誤；上滑過(guò)程與下滑過(guò)程通過(guò)電阻 R 的電荷量大小相等，均為 q = ，選項(xiàng) C 正確.R答案：AC圖 9 3 216.如圖 9 3 21 所示，在垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè)均勻?qū)Ь€制成的單匝直角三角形線框.現(xiàn)用外力使線框以恒定的速度v 沿垂直磁場(chǎng)方向向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中線

15、框的AB 邊始終與磁場(chǎng)右邊界平行已知 AB = BC = I,線框?qū)Ь€的總電阻為 R.則線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中（）由于有效切割磁感線的長(zhǎng)度1= vt,所以線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大2BI2小 E = Blv = Bv t,故選項(xiàng) A 正確；線框離開(kāi)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)線圈的電荷量 Q= It = JRX At=齊,B2I2v.F = BII =，選答案：ABA .線框中的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間均勻增大B.通過(guò)線框截面的電荷量為2RC 線框所受外力的最大值為D .線框中的熱功率與時(shí)間成正比選項(xiàng) B 正確；當(dāng)線框恰好剛要完全離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，線框有效切割磁感線的長(zhǎng)度最大，則2 4.2B v t項(xiàng) C 錯(cuò)誤；線框的熱功率

16、為 P = F v = BI vtxv =，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.解析：三角形線框向外勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,x x x x !IRB圖 9 3 227兩根相距為 L 的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖9 3 22 所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊C .當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為如V；- 2Q垂直于水平面.質(zhì)量均為m 的金屬細(xì)桿 ab、cd 與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為i導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng) ab 桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F 作用下以速度 v 沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd 桿也正好以某一速

17、度向下勻速運(yùn)動(dòng).重力加速度為g.以下說(shuō)法正確的是2 2一B L vA. ab 桿所受拉力 F 的大小為im（g ?R綜上所述，選項(xiàng) B、C、D 正確.答案：BCD圖 9 3 238如圖 9 3 23 所示，AB、CD 為兩個(gè)平行的水平光滑金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.AB、CD 的間距為 L,左右兩端均接有阻值為 R 的電阻質(zhì)量為 m 長(zhǎng)為 L 且不計(jì)電阻的導(dǎo) 體棒 MN 放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，并與輕質(zhì)彈簧組成彈簧振動(dòng)系統(tǒng).開(kāi)始時(shí)，彈簧處于自然長(zhǎng)度， 導(dǎo)體棒 MN 具有水平向左的初速度 v,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)體棒 MN 第一次運(yùn)動(dòng)到最右端，這一過(guò)程中AC間的電阻

18、 R 上產(chǎn)生的焦耳熱為 Q,則（）B.cd 桿所受摩擦力為零C. cd 桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為2 2B B，2gRgRD.ab 桿所受摩擦力為 2匕mg解析：ab 桿的速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行，只有V1,根據(jù)閉合電路的歐姆定律及法拉第電磁感應(yīng)定律有:cd 桿運(yùn)動(dòng)切割磁感線，設(shè) cd 桿向下運(yùn)動(dòng)的速度為I = 2R，E E=BLBL v1cd 桿只受到豎直向下的重力 mg 和豎直向上的安培力作用2 2零）.由平衡條件得：mg= BLI = B Rv1（因?yàn)?cd 桿與導(dǎo)軌間沒(méi)有正壓力，所以摩擦力為解得 cd 桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為2 2BmgR Rab 桿的受力如圖所示，根據(jù)平衡條件可得:

19、F = Ff= 2 i mgA .初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受的安培力大小為2 22B L voRFN=2mg,C .當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為如V；- 2QB.從初始時(shí)刻至導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最左端的過(guò)程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為2Q3B2L2V2D當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到初始位置時(shí)，AC 間電阻 R 的熱功率為R2E2B2L2v解析：初始時(shí)刻由 E = BLV。、I = 2E 及 F = BIL 可解得 F =: ，A 正確；由于導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中RR機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故從開(kāi)始到第一次到達(dá)最左端過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱1答案：AC9.如圖 9 3 24 所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角

20、為 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 大小為 v 的初速度向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá) 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 則（ ）12C 上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv212D .上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為mv2 mgssin0B22V解析：電路中總電阻為 2R，故最大安培力的數(shù)值為 _2R.由能量守恒定律可知：導(dǎo)體棒動(dòng)能減少的數(shù)值應(yīng) 該等于導(dǎo)體棒重力勢(shì)能的增加量以及克服安培力做功產(chǎn)生的電熱和克服摩擦阻力做功產(chǎn)生的內(nèi)能.1212表示為：mV= mgssin0+卩 mgcos0+ Q電熱，則有： Q電熱=mv （mgssin0+卩 mgcos0，即為安培力12W損失=?mv mgssin0B、D 正確.

21、答案：BDQ大于從左端運(yùn)動(dòng)到平衡位置產(chǎn)生的焦耳熱，即 Q 1X2Q，B 錯(cuò)誤；由能量守恒可知C 正確；當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到平衡位置時(shí)，32 2 2其速度 vVV0, AC 間電阻的實(shí)際熱功率為 P =艮沙R，故 D 錯(cuò)誤.0,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與阻值為R 的定值電阻相連，B.有一質(zhì)量為 m 長(zhǎng)為 I 的導(dǎo)體棒從 ab 位置獲得平行于斜面的， b的位置，滑行的距離為s,導(dǎo)體棒的電阻也為 R,與導(dǎo)軌之A上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為B2l2vR1B. 上滑過(guò)程中電流做功發(fā)出的熱量為 mv2mgs(sin0+cos0其公式做的功導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能即為安培力和摩擦力做功的和,圖 9 3 24圖 9 3 2

22、510.如圖 9 3 25 甲所示，abcd 是位于豎直平面內(nèi)的邊長(zhǎng)為10 cm 的正方形閉合金屬線框，線框的質(zhì)量為 m=0.02 kg，電阻為 R = 0.1Q在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN 是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界線，并與線框的 be 邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直現(xiàn)讓線框由距MN 的某一高度從靜止開(kāi)始下落，經(jīng)0.2 s 開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，圖乙是線框由靜止開(kāi)始下落的v t 圖象空氣阻力不計(jì)， g 取 10 m/s1 2求：(1) 金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；(2) 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解析：( (1)由圖象可知：線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)后，由于受到重力和安培力的作用線框處于平衡狀態(tài)設(shè)此時(shí)線框的速度是 v

23、0,則由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可得：v0= gt由式可解得：v0= 2 m/s.(2)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 B，由電學(xué)及力學(xué)知識(shí)可得以下方程：E = BLbeV0I=誣FA= BILbeFA= mg 由以上方程可解得：B= 1 T.答案：(1)2 m/s (2)1 T11.光滑的平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)L= 2 m,兩導(dǎo)軌間距d= 0.5m，軌道平面與水平面的夾角0=30導(dǎo)軌上端接一阻值為 R= 0.6Q的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 1 T,如圖 9 3 26 所示有一質(zhì)量 m= 0.5 kg、電阻 r = 0.4Q的金屬棒 ab,放在導(dǎo)軌最上端，其余部分電阻不 計(jì).已知棒

24、ab 從軌道最上端由靜止開(kāi)始下滑到最底端脫離軌道的過(guò)程中，電阻 R 上產(chǎn)生的熱量 Q1= 0.6 J ,取 g= 10 m/s2,試求：(1) 當(dāng)棒的速度 v = 2 m/s 時(shí)，電阻 R 兩端的電壓；(2) 棒下滑到軌道最底端時(shí)速度的大?。?2設(shè)棒到達(dá)最底端時(shí)的速度為V2，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，有：mgLsin0=mv2+ Q1+ Q2甲棒下滑到軌道最底端時(shí)加速度a 的大小.解析：( (1)當(dāng)棒的速度 v = 2 m/s 時(shí)，棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = Bdv = 1 V此時(shí)電路中的電流 I =一= = 1 A，所以電阻 R 兩端的電壓 U = IR = 0.6 V.R+ r(2)根據(jù) Q= I2Rt 得Q Q1=R R,可知在棒下滑的整個(gè)過(guò)程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量Q2rrQ2=RQ1=0.4 J解得：v2= 4 m/s.根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin0BI2d= ma,解得：a = 3 m/s2.12.如圖 9 3 27 所示，兩足夠長(zhǎng)的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ 相距為 L = 1 m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角a=30 導(dǎo)軌電阻不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1= 2 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng) = 1 m 的金屬棒