高三物理一輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)訓(xùn)練題

1、電磁感應(yīng)訓(xùn)練題1如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度T，金屬棒AD長0.4m，與框架寬度相同，電阻13，框架電阻不計(jì)，電阻R1=2，R2=1當(dāng)金屬棒以5ms速度勻速向右運(yùn)動時(shí)，求： (1)流過金屬棒的感應(yīng)電流為多大?(2)若圖中電容器C為0.3F，則電容器中儲存多少電荷量?2如圖所示，在磁感強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，有一豎直放置的光滑導(dǎo)電軌道，軌道間接有電阻R，套在軌道上的水平金屬桿ab，長為L、質(zhì)量為m、電阻為r， ab桿從靜止開始沿軌道下滑h時(shí)，速度為V（軌道電阻不計(jì)）。求：（1）此時(shí)ab桿兩端電壓U的大小。（2）此時(shí)ab桿受安培力的瞬時(shí)功率P（3）ab桿從靜止開始沿軌道下滑h，求

2、整個(gè)回路消耗的電能3.如圖所示，兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，一端接有阻值為R的電阻，處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量為m的金屬直桿，金屬桿的電阻為r，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好、導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。金屬桿在垂直于桿的水平恒力F作用下向右勻速運(yùn)動時(shí)，電阻R上消耗的電功率為P，從某一時(shí)刻開始撤去水平恒力F去水平力后：(1)當(dāng)電阻R上消耗的功率為P4時(shí)，桿的加速度大小和方向。(2)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。4如圖所示，金屬桿a從離地h高處由靜止開始沿光滑平行的弧形軌道下滑，軌道的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場B，水平軌道上原來放有一金屬桿b，已知a桿的質(zhì)量為ma,且與

3、桿b的質(zhì)量之比為mamb=34，水平軌道足夠長，不計(jì)摩擦，求：（1）a和b的最終速度分別是多大?（2）整個(gè)過程中回路釋放的電能是多少？（3）若已知a、b桿的電阻之比RaRb=34，其余部分的電阻不計(jì)，整個(gè)過程中桿a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？5 一光滑金屬導(dǎo)軌如圖所示，水平平行導(dǎo)軌MN、ST相距0.5m，豎直半圓軌道NP、TQ直徑均為 D0.8m，軌道左端用阻值R0.4的電阻相連水平導(dǎo)軌的某處有一豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.06T的勻強(qiáng)磁場光滑金屬桿ab質(zhì)量m0.2kg、電阻r0.1，當(dāng)它以5m/s的初速度沿水平導(dǎo)軌從左端沖入磁場后恰好能到達(dá)豎直半圓軌道的最高點(diǎn)P、Q設(shè)金屬桿ab與軌道接觸良好，

4、并始終與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)取g10m/s2，求金屬桿： （1）剛進(jìn)入磁場時(shí)，通過金屬桿的電流大小和方向； （2）到達(dá)P、Q時(shí)的速度大小；（3）沖入磁場至到達(dá)P、Q點(diǎn)的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱6如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O為右邊界勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì). 在距邊界OO也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab.若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量）. 求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳QR及ab桿在剛

5、要離開磁場時(shí)的加速度大小a. 7豎直放置的平行金屬板M、N相距d=0.2m，板間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，極板按如圖所示的方式接入電路。足夠長的、間距為L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B。電阻為r=1的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動變阻器的總阻值為R=4，滑片P的位置位于變阻器的中點(diǎn)。有一個(gè)質(zhì)量為m=1.0×10kg、電荷量為q=+2.0×10C的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計(jì)粒子重力。（1）若金屬棒ab靜止，求粒子初速度v0多大時(shí)，可以垂直打在金屬板上？（2）

6、當(dāng)金屬棒ab以速度v勻速運(yùn)動時(shí)，讓粒子仍以相同初速度v0射入，而從兩板間沿直線穿過，求金屬棒ab運(yùn)動速度v的大小和方向。8.如圖所示，直線形擋板p1p2p3與半徑為r的圓弧形擋板p3p4p5平滑連接并安裝在水平臺面b1b2b3b4上，擋板與臺面均固定不動。線圈c1c2c3的匝數(shù)為n,其端點(diǎn)c1、c3通過導(dǎo)線分別與電阻R1和平行板電容器相連，電容器兩極板間的距離為d,電阻R1的阻值是線圈c1c2c3阻值的2倍，其余電阻不計(jì)，線圈c1c2c3面積為S1 。線圈c1c2c3內(nèi)有一面積為S2、方向垂直于線圈平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。質(zhì)量為m的小滑塊帶正電，電荷量始終保持為q

7、,在水平臺面上以初速度v0從p1位置出發(fā)，沿?fù)醢暹\(yùn)動并通過p5位置。p1、p2在電場外，間距為L,P1P2間小滑塊與臺面的動摩擦因數(shù)為，其余部分的摩擦不計(jì)，重力加速度為g.求：（1）小滑塊通過p2位置時(shí)的速度大小。（2）電容器兩極板間由線圈磁場變化而引起的電場強(qiáng)度的取值范圍。（3）經(jīng)過時(shí)間t,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取值范圍。電磁感應(yīng)訓(xùn)練題參考答案12.解：（1）桿兩端的電壓是路端電壓，則由閉合電路歐姆定律得：（2）由于金屬桿勻速運(yùn)動，則有：（3）由公式（4）由熱功率公式得：3解(1)撤去F之前，設(shè)通過電阻R的電流為I，則金屬桿受到的安培力大小F=BIL（2分） 撤去F之后，由P=I2R知，當(dāng)電阻R

8、上消耗的電功率為P/4時(shí)，通過R的電流I'=I/2，則金屬桿受到的安培力F'=BI'L= F/2，方向水平向左，（3分）由牛頓第二定律得， 方向水平向左（2分）(2)撤去F后，金屬桿在與速度方向相反的安培力作用下，做減速運(yùn)動直到停下。設(shè)勻速運(yùn)動時(shí)金屬桿的速度為v，則,又，解得（4分）由能量守恒可得，撤去F后，整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量 （4分）則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 （2分）4（1）a下滑過程中機(jī)械能守恒magh=mav02a進(jìn)入磁場后，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、b都受安培力作用，a做減速運(yùn)動，b做加速運(yùn)動，經(jīng)過一段時(shí)間，a、b速度達(dá)到相同，之后回路的磁通量不發(fā)生變化，感應(yīng)電流為

9、0，安培力為0，二者勻速運(yùn)動.勻速運(yùn)動的速度即為a.b的最終速度，設(shè)為v.由于所組成的系統(tǒng)所受合外力為0，故系統(tǒng)的動量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上兩式解得最終速度va=vb=v= （2）由能量守恒得知，回路中產(chǎn)生的電能應(yīng)等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的損失，所以E=magh-(ma+mb)v2=magh（3）由能的守恒與轉(zhuǎn)化定律，回路中產(chǎn)生的熱量應(yīng)等于回路中釋放的電能等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能，即Qa+Qb=E.在回路中產(chǎn)生電能的過程中，電流不恒定，但由于Ra與Rb串聯(lián)，通過的電流總是相等的，所以應(yīng)有所以5解：（1）感應(yīng)電動勢： 電路中的電流： 代入數(shù)據(jù) 2分（2）恰能到達(dá)豎直軌道最高點(diǎn)，金屬桿所受

10、的重力提供向心力 （3）（6分）根據(jù)能量守恒定律，電路中產(chǎn)生的焦耳熱 6解析：（1）ab桿離起起始位置的位移從L到3L的過程中，由動能定理可得 （2分）ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移L的過程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力F做的功等于ab桿桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則 （2分）聯(lián)立解得，（1分） R上產(chǎn)生熱量（1分）ab桿剛要離開磁場時(shí)，水平向上受安培力F總和恒力F作用，安培力為：（2分）由牛頓第二定律可得：（1分）解得（1分）7（1）金屬棒ab靜止時(shí)，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)軌跡半徑為，則 （2分）垂直打在金屬板上，則 （2分）解得 （2分）代入數(shù)據(jù)得 100 m/s （1分）（2）當(dāng)金屬棒ab勻速運(yùn)動時(shí)，感應(yīng)電動勢 （2分）板間電壓： （2分）粒子沿直線穿過板間，則粒子受電場力、洛侖茲力平衡，做勻速直線運(yùn)動 （2分）解得： （2分）代入數(shù)據(jù)得 50 m/s （1分）由左手定則知，粒子所受洛侖茲力方向垂直M板，故粒子所受電場力應(yīng)該垂直于N板，由右手定則知，ab棒應(yīng)水平向右運(yùn)動。 （2分）8解析：（1）小滑塊運(yùn)動到位置p2時(shí)速度為v1，由動能定理有：umgL 解得：v1 （2）由題意可知，電場方向如圖，若小滑塊能通過位置p，則小滑塊可沿?fù)醢暹\(yùn)動且通過位置p5，設(shè)小滑塊在位置p的速度為v，受到的板的彈力為N，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，由動能定理有：umgL2rEqs