最新高中物理電磁感應(yīng)難題集

1、最新JP文檔高中物理電磁感應(yīng)難題集1. ( 2015?青浦區(qū)一模)如圖甲所示， MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ± MN,導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角0 =37° ,NQ間連接有一個(gè) R=4Q的電阻.有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T.將一根質(zhì)量為 m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C ,且金屬棒的加速度 a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQWord資料平

2、行.(取 g=10m/s ( 2015?濰坊校級(jí)模擬)如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為8,間距為L,導(dǎo)軌上端接有平行板電容器，電容為 C .導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面.在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 心，重力加速度大小為 g ,忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系., sin37=0.6 , cos37 ° =0.8 ).求:(1)金屬棒與導(dǎo)軌

3、間的動(dòng)摩擦因數(shù)r(2) cd離NQ的距離s(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的熱量(4)若將金屬棒滑行至 cd處的時(shí)刻記作t=0 ,從此時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感 應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化(寫出B與t的關(guān)系式).圖甲3 .（2014秋？西湖區(qū)校級(jí)月考）如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）.在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開該區(qū)域，離開時(shí)速度方向與直線垂直.圓心O到直線的距離為以同樣速度沿直線在.現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場

4、,同一粒子a點(diǎn)射入柱形區(qū)域， 也在b點(diǎn)離開該區(qū)域.若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,不計(jì)重力，求電場強(qiáng)度的大小.4 . （ 2014?秦州區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53。夾角固定放置，導(dǎo)軌間連接一阻值為 6Q的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).在兩平行虛線 m、n間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.導(dǎo)體棒 a的質(zhì)量為ma=0.4kg ,電阻Ra =3 Q ；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m b =0.1kg ,電阻Rb =6 Q；它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.a、b從開始相距L0=0.5m處同時(shí)將它們由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng) b剛穿

5、出磁場時(shí)，a正好進(jìn)入磁場（g取10m/s 2,不計(jì)a、b之間電流的相互作用）.求：（1）當(dāng)a、b分別穿越磁場的過程中，通過R的電荷量之比；（2）在穿越磁場的過程中，a、b兩導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小之比;（3）磁場區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為多大；（4）在整個(gè)過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱.5. （ 2014?鄲縣校級(jí)模擬）如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m .導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻R=0.40 Q.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m=0.10kg、電阻r=0.20 。勺金屬桿ab ,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下

6、.用一外力F沿水平方向拉金屬桿 ab ,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將 R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.X3 xXlulb伯醇般(1)試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度的大??；(2)求第2s末外力F的瞬時(shí)功率；(3)如果水平外力從靜止開始拉動(dòng)桿2s所做的功 W=0.35J ,求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱.6. ( 2014?贛州二模)相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為 m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為 m 2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖( a)所示，虛線上方磁場方向垂ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌

7、間動(dòng)摩擦直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同.因數(shù)為心=0.75 ,兩棒總電阻為1.8 Q,導(dǎo)軌電阻不計(jì).ab棒在方向豎直向上，大小按圖( b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí) cd棒也由靜止釋放.圖(a)圖(C)(1)指出在運(yùn)動(dòng)過程中 ab棒中的電流方向和 cd棒受到的安培力方向；(2)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大小和ab棒加速度大?。?3)已知在2s內(nèi)外力F做功40J ,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;(4)判斷cd棒將做怎樣的運(yùn)動(dòng)，求出 cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時(shí)間變化的圖象.

8、7. （ 2014?廣東模擬）如圖所示，有一足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，間距 L=0.5m ,導(dǎo)軌沿與水平方向成0 =30 °傾斜放置，底部連接有一個(gè)阻值為R=3Q的電阻.現(xiàn)將一根長也為L=0.5m質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=2 Q的均勻金屬棒，自軌道頂部靜止釋放后沿軌道自由滑下，下滑中均保持與軌道垂直并接觸良好，經(jīng)一段距離后進(jìn)入一垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示.磁場上部有邊界OP ,下部無邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T.金屬棒進(jìn)入磁場Qr=2.4J 的后又運(yùn)動(dòng)了一段距離便開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在做勻速直線運(yùn)動(dòng)之前這段時(shí)間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生了(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速v0;熱量，

9、且通過電阻R上的電荷量為 q=0.6C ,取g=10m/s 2 .求:(2)(3)金屬棒進(jìn)入磁場后，當(dāng)速度 v=6m/s時(shí)，其加速度 a的大小及方向; 磁場的上部邊界 OP距導(dǎo)軌頂部的距離 S.8. （2013春？蓮湖區(qū)校級(jí)期末）如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面.開始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度V0.在棒的運(yùn)動(dòng)速度由 V0減小至V1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定.導(dǎo)體

10、棒一直在磁場中運(yùn)動(dòng).若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗 的平均功率.9. （ 2013?上海）如圖，兩根相距l(xiāng)=0.4m、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值R=0.15 Q的電阻相連.導(dǎo)軌 x>0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，變化率 k=0.5T/m , x=0處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0=0.5T, 一根質(zhì)量 m=0.1kg、電阻r=0.05的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.棒在外力 作用下從x=0處以初速度V0=2m/s沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中電阻上消耗的功率不變.求:（1）電路中的電流；(2)金屬棒在x=2m處

11、的速度；(3)金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m過程中安培力做功的大小;(4)金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m過程中外力的平均功率.10. ( 2013?廣東)如圖(a)所示，在垂直于勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi)，半徑為 r的金屬圓盤繞過圓心 O的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓心O和邊緣K通過電刷與一個(gè)電路連接，電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件.流過電流表的電流I與圓盤角速度 3的關(guān)系如圖(b)所示，其中ab段和bc段均為直線，且 ab段過坐標(biāo)原點(diǎn).«>0代表圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).已知:R=3.0=1Q0,T, r=0.2m ,忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻.(2)求出圖(b)中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的P兩端的電壓 U

12、b、Uc；(3)分別求出ab、bc段流過P的電流Ip與其兩端電壓 Up的關(guān)系式.11 . ( 2013?武清區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示，ef , gh為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為 L=1m , 導(dǎo)軌左端連接一個(gè) R=2Q的電阻，將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F,使棒從靜止開始向右運(yùn)動(dòng).試解答以下問題.(1)若施加的水平外力恒為F=8N ,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度Vi是多少？(2)若施加的水平外力的功率恒為P=18W ,

13、則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度V2是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒為P=18W ,則金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度V3=2m/s的過程中電阻 R產(chǎn)生的熱量為8.6J ,則該過程所需的時(shí)間是多少?X X X X X X X X XXXXx KXX gdhm1=1kg的金屬棒 ab和質(zhì)量為a ）所示，虛線上方磁場方向垂12 . （ 2013?寶山區(qū)一模）相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為 m 2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同.ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為心=0.石，兩棒總電阻為

14、1.8 Q,導(dǎo)軌電阻不計(jì).ab棒在方向豎直向上，大小按圖（ b）所示規(guī)律變化的2外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí) cd棒也由靜止釋放.（g=10m/S ）（1）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大小和ab棒加速度大??；（2）已知在2s內(nèi)外力F做功40J ,求這一過程中ab金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱；（3）求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0,并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時(shí)間變化的圖線.13. （ 2013?河南模擬）如圖所示，在一光滑水平的桌面上，放置一質(zhì)量為 M ,寬為L的足夠長“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計(jì).垂直框架兩邊放一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒c

15、d ,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 心，棒通過細(xì)線跨過一定滑輪與勁度系數(shù)為k的另一端固定的輕彈簧相連.開始彈簧處于自然狀態(tài)，框架和棒均靜止.現(xiàn)在讓框架在大小為2 a mg的水平拉力作用下，向右做加速運(yùn)動(dòng)，引起棒的運(yùn)動(dòng)可看成是緩慢的.水平桌面位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.問：(1)框架和棒剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間，框架的加速度為多大？(2)框架最后做勻速運(yùn)動(dòng)(棒處于靜止?fàn)顟B(tài))時(shí)的速度多大？(3)若框架通過位移 S后開始勻速，已知彈簧的彈性勢能的表達(dá)式為工kx2 (x為彈簧的形變量)，則在框架2通過位移s的過程中，回路中產(chǎn)生的電熱為多少？&3HSWZ14. ( 2013?漳州模擬)如圖甲所示

16、，兩根足夠長、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為Li=1m ,導(dǎo)軌平面與水平面成0 =30 °角，上端連接阻值 R=1.5 Q的電阻；質(zhì)量為 m=0.2kg、阻值r=0.5 的勻質(zhì)金屬棒 ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L2=4m ,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場中，該勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示.(g=10m/s 2)(1)保持ab棒靜止，在04s內(nèi)，通過金屬棒 ab的電流多大？方向如何?F,求當(dāng)t=2s時(shí)，外力F的大小和(2)為了保持ab棒靜止，需要在棒的中點(diǎn)施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力方向;(3) 5s后，撤去外力F,

17、金屬棒將由靜止開始下滑，這時(shí)用電壓彳感器將 R兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī),在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后，記下該時(shí)刻棒的位置，測出該位置與棒初始位置相距2.4m ,求金屬棒此時(shí)的速度及下滑到該位置的過程中在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.15. (2012?浙江)為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍”.S十 1二,裝置.如圖所示，自行車后輪由半徑r1=5.0 x 10 2m的金屬內(nèi)圈、半徑 r2=0.40m的金屬外圈和絕緣幅條構(gòu)成.后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4跟金屬條，每根金屬L條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡.在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T、方向垂

18、直紙面向外的“扇形”勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為2、張角0口.后輪以角速度co =2 Tt6rad/s ,相對(duì)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng).若不計(jì)其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng).(1)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢E,并指出ab上的電流方向；(2)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場時(shí)，畫出“閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場時(shí)開始，經(jīng)計(jì)算畫出輪子一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨時(shí)間 t變化的Uab t圖象；(4)若選擇的是“1.5V、0.3A ”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑 上、角速度3和張角。等物理量的大小，優(yōu)化前同

19、學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)給出你的評(píng)價(jià).16. ( 2012?天津)如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m ,左端接有阻值R=0.3 Q的電阻，一質(zhì)量 m=0.1kg ,電阻r=0.14勺金屬棒 MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.4T .棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s 2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移 x=9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q 1 : Q 2=2 : 1 .導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求:(1)

20、棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功 Wf.17 . ( 2012?廣東)如圖所示，質(zhì)量為 M的導(dǎo)體棒ab ,垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為8,并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻.I及棒的速率v.(1)調(diào)節(jié)Rx=R,釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過棒的電流(2)改變Rx,待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時(shí)的 Rx.1

21、8. ( 2012?上海)如圖，質(zhì)量為 M的足夠長金屬導(dǎo)軌 abcd 放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形.棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱.導(dǎo)軌bc段長為L,開始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為 R,右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0.以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.在t=0時(shí)，一水平向左的拉力 F垂直作用于導(dǎo)軌的 bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a .(1)求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(2)經(jīng)過多少時(shí)間拉力 F達(dá)到最大值，拉

22、力 F的最大值為多少？(3)某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)軌克服摩擦力做功為 W,求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量.19. ( 2012?邯鄲一模)如圖所示，兩電阻不計(jì)的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為8,導(dǎo)軌間距為l,所在平面的正方形區(qū)域 abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上.如圖所示，將甲、乙兩阻值相同，質(zhì)量均為m的相同金屬桿放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲、乙相距 L從靜止釋放兩金屬桿的同時(shí)，在金屬桿甲上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的外力，使甲金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終沿導(dǎo)軌向下 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且加速度大小以a=gsin 0,乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng).(1)求

23、每根金屬桿的電阻R為多少？(2)從剛釋放金屬桿時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出從計(jì)時(shí)開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系式，并說明F的方向.(3)若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿共產(chǎn)生熱量Q,試求此過程中外力 F對(duì)甲做的功.20. ( 2012?溫州模擬)一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg 的正方形金屬框總電阻R=0.5 Q ,金屬框放在表面是絕緣且光滑的斜面頂端，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB'平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場后滑至斜面底端BB',設(shè)金屬框在下滑時(shí)即時(shí)速度為v,與此對(duì)應(yīng)的位移為s,那么v2-s圖象如圖2所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場方向垂直斜面向上.

24、試問：(D分析V2-s圖象所提供的信息，計(jì)算出斜面傾角e和勻強(qiáng)磁場寬度 d .(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？(3)金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間為多少？(4)現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上， 使金屬框從斜面底端 BB'靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),勻速通過磁場區(qū)域后到達(dá)斜面頂端.試計(jì)算恒力F做功的最小值.21 . ( 2012?中山市校級(jí)模擬)如圖1所示，在坐標(biāo)系 xOy中，在- L< 業(yè)區(qū)域存在強(qiáng)弱可變化的磁場Bi ,在0< x< 2L區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=2.0T,磁場方向均垂直于紙面向里.一邊長為L=0.2m、總電阻為R=0.8 Q的正

25、方形線由I靜止于 xOy平面內(nèi)，線框的一邊與 y軸重合.(1)若磁場B1的磁場強(qiáng)度在t=0.5s內(nèi)由2T均勻減小至0,求線框在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱為多少？(2)撤去磁場Bi,讓線框從靜止開始以加速度 a=0.4m/s 2沿x軸正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求線框剛好全部出磁場前瞬間的發(fā)熱功率.(3)在(2)的條件下，取線框中逆時(shí)針方向的電流為正方向，試在圖2給出的坐標(biāo)紙上作出線框中的電流I隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系圖線.(不要求寫出計(jì)算過程，但要求寫出圖線端點(diǎn)的坐標(biāo)值，可用根式表示) ID 'A.22 . ( 2012?麥積區(qū)校級(jí)模擬)如圖水平金屬導(dǎo)軌的間距為1m ,處在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁

26、感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,其上有一個(gè)與之接觸良好的金屬棒，金屬棒的電阻 R=1 Q,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左側(cè)接有電源，電動(dòng)勢 E=10V ,內(nèi)阻r=1 Q,某時(shí)刻起閉合開關(guān)，金屬棒開始運(yùn)動(dòng)，已知金屬棒的質(zhì)量m=1kg ,與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5 ,導(dǎo)軌足夠長.問：(1)金屬棒速度為 2m/s時(shí)金屬棒的加速度為多大？(2)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度為多大？(3)導(dǎo)軌的右端是一個(gè)高和寬均為0.8m的壕溝，那么金屬棒離開導(dǎo)軌后能否落到對(duì)面的平臺(tái)？23 . ( 2012?眉山模擬)如圖所示，兩根不計(jì)電阻的金屬導(dǎo)線MN與PQ 放在水平面內(nèi)， MN是直導(dǎo)線，PQ的PQi段是直導(dǎo)線，Q1Q2段是弧形導(dǎo)線，Q2Q3段

27、是直導(dǎo)線，MN、PQv Q2Q3相互平行.M、P間接入一個(gè)阻值R=0.25 Q的電阻.質(zhì)量 m=1.0kg、不計(jì)電阻的金屬棒 AB能在MN、PQ上無摩擦地滑動(dòng)，金屬棒始終垂直于MN ,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下.金屬棒處于位置（I）時(shí)，給金屬棒一向右的初速度 vi=4 m/s ,同時(shí)給一方向水平向右Fi=3N的外力，使金屬棒向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)到位置（n）時(shí)，外力方向不變，改變大小，使金屬棒向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)2s到達(dá)位置（田）.已知金屬棒在位置（I）時(shí)，與MN、Q1Q2相接觸于a、b兩點(diǎn)，a、b的間距L1=1 m ；金屬棒在位置（n）時(shí)， 棒

28、與MN、Q1Q2相接觸于c、d兩點(diǎn)；位置（I）到位置（n）的距離為 7.5m .求:（1）金屬棒向右勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。唬?） c、d兩點(diǎn)間的距離 L2;24. （ 2012?黃州區(qū)校級(jí)模擬）如圖（a）所示，間距為 區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為L電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為e的斜面上.在B不變；在區(qū)域n內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場,（3）金屬棒從位置（I）運(yùn)動(dòng)到位置（田）的過程中，電阻其磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bt的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖（b）所示.t=0時(shí)刻在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，同時(shí)下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋

29、放. 在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域n的下邊界 EF之前，cd棒始終靜止不動(dòng)，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好.又已知 cd棒的質(zhì)量為m,區(qū)域n沿斜面的長度也是L,在t=tx時(shí)刻（tx未知）ab棒恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域n,重力加速度為g .求：（1）通過cd棒中的電流大小和區(qū)域I內(nèi)磁場的方向（3） ab棒開始下滑的位置離區(qū)域n上邊界的距離s；（4） ab棒從開始到下滑至 EF的過程中，回路中產(chǎn)生的總熱量.（結(jié)果均用題中的已知量表示）25. ( 2011?四川)如圖所示，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌 a1ble1和a 2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角 。=37 °的斜面c 1b

30、1b 2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場.電阻 R=0.3 Q、質(zhì)量m1=0.1kg、長為l的相同導(dǎo)體桿 K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在 b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好.一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量2m2=0.05kg 的小環(huán).已知小環(huán)以 a=6m/s 的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng).不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長.取 g=10m/s 2, sin37 ° =0.6 , cos37 °

31、; =0.8 .求(1)小環(huán)所受摩擦力的大小；(2) Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率.26 . ( 2011?海南)如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和M ' N'是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力 F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為 R,導(dǎo)軌間距為l .整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g .在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好.求:(1)細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比；(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度.XJVX V

32、XMXMrX27 . ( 2011?天津)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30 0角.完全相同的兩金屬棒 ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有 良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為 0.02kg ,電阻均為R=0.1 Q,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌2.向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止.取 g=10m/s ,問:(1)通過cd棒的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力 F做

33、的功 W是多少?28 . ( 2011 ?上海)電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m ,兩導(dǎo)軌間距 L=0.75m ,導(dǎo)軌傾角為 30 ° ,導(dǎo)軌上端ab接一阻值 R=1.5 Q的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上.阻值 r=0.5 Q,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生2的焦耳熱 Qr=0.1J .(取g=10m/s)求：(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安;(2)金屬棒下滑速度 v=2m/s時(shí)的加速度a .(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理W重-W安

34、士mv 2,.由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答.29 . ( 2011?奉賢區(qū)二模)如圖所示，光滑斜面的傾角a =30 ° ,在斜面上放置一矩形線框abcd , ab邊的邊長l1=lm , bc邊的邊長l2=0.6m ,線框的質(zhì)量 m=1kg ,電阻R=0.1 Q,線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知 F=10N .斜面上ef線(ef II gh )的右方有垂直斜面向上的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間t的變化情況如 B t圖象，時(shí)間t是從線框由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起計(jì)的.如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn) 入磁場最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和g

35、h的距離s=5.1m ,求：(1)線框進(jìn)入磁場時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；(2) ab邊由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到gh線處所用的時(shí)間t;(3)線框由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到gh線的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱.最新JP文檔(30) ( 2011?蕭山區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示，兩根電阻不計(jì)，間距為l的平行金屬導(dǎo)軌，一端接有阻值為 R的電阻，導(dǎo)軌上垂直擱置一根質(zhì)量為 m.電阻為r的金屬棒，整個(gè)裝置處于豎直向上磁感強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)給金屬棒施一沖量，使它以初速V0向左滑行.設(shè)棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為心，金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到停止的整個(gè)過程中，通過電阻 R的電量為q .求：(導(dǎo)軌足夠長)(1)金屬棒沿導(dǎo)軌滑行的距離；(2)在運(yùn)動(dòng)的

36、整個(gè)過程中消耗的電能.參考答案與試題解析1 . ( 2015?青浦區(qū)一模)如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m 足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ± MN,導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角e =37° ,NQ間連接有一個(gè) R=4Q的電阻.有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T.將一根質(zhì)量為 m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C ,且金屬棒的加速度 a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQ平行.

37、(取 g=10m/s 2, sin37 ° =0.6 , cos37 ° =0.8 ),求：(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)r(31) cd離NQ的距離s(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的熱量(4)若將金屬棒滑行至 cd處的時(shí)刻記作t=0 ,從此時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感 應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化(寫出B與t的關(guān)系式).考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；牛頓第二定律;電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.專題：壓軸題；電磁感應(yīng)功能I可題.分析：(1)當(dāng)剛釋放時(shí)，導(dǎo)體棒中沒有感應(yīng)電流，所以只受重力、支持力與

38、靜摩擦Word資料最新JP文檔力，由牛頓第二定律可求出動(dòng)摩擦因數(shù).(2)當(dāng)金屬棒速度穩(wěn)定時(shí)，則受到重力、支持力、安培力與滑動(dòng)摩擦力達(dá)到平衡，這樣可以列出安培力公式，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的公式，再由閉合電路毆姆定律，列出平衡方程可求出金屬棒的內(nèi)阻，從而利用通過棒的電量來確定發(fā)生的距離.(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，由動(dòng)能定理可求出安培力做的功，而由 于安培力做功導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化為熱能.(4)要使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則穿過線框的磁通量不變.同時(shí)棒受到重力、支持力與滑動(dòng)摩擦力做勻加速直線運(yùn)動(dòng).從而可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)解答:怎樣隨時(shí)間t變化的.2解：(1)當(dāng) v=0 時(shí)，a=2m/s由牛頓第二定律得：

39、mgsin 0 -心 mgcos 0 =ma心=0.5(2)由圖象可知：vm=2m/s當(dāng)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，有Fa=B0IL;且 B0IL+ 11 mgcos 0 =mgsin 0解得 I=0.2A ;切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：E=B0Lv=1 X 0.5 X 2=1V ;解得r=1 Q電量為:而4 4中j R+r= BX LX s即有：s=2m(32) m曲一 |liDgECOs3 70 - 0產(chǎn)生熱量： Wf=Q總=0.1J4QrQ總二6 °'J(4)當(dāng)回路中的總磁通量不變時(shí)，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.此時(shí)金屬棒將沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng).牛頓第二定律：mgsin 0 -心 mgc

40、os 0 =ma22a=g (sin 0 a cos 0) =108 (0.5 x 0.8 m/s =2m/sBqLs=BL (' j玩m 2則磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間變化關(guān)系：E二二.寸斗+裝” 2+t1所以：(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.44;(2) cd離NQ的距離2m；(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的熱量 0.08J ;(4)若將金屬棒滑行至 cd處的時(shí)刻記作t=0 ,從此時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化為5=-2+2t+ t點(diǎn)評(píng)：本題考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、閉合電路毆姆定律，安培力公式、感應(yīng)電動(dòng)勢公式，

41、還有動(dòng)能定理.同時(shí)當(dāng)金屬棒速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，則一定是處于平衡狀態(tài)，原因是安培力受到速度約束的.還巧妙用磁通量的變化去求出面積從而算出棒的距 離.最后線框的總磁通量不變時(shí)，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流是解題的突破點(diǎn).2. ( 2015?濰坊校級(jí)模擬)如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為8,間距為L.導(dǎo)軌上端接有平行板電容器，電容為 C .導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面.在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 心，重力加速度大小為 g ,忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求

42、：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系.Word資料考點(diǎn)：專題:分析:及牛頓第二定律來求出速度與時(shí)間的關(guān)系.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；力的合成與分解的運(yùn)用； 牛頓第二定律； 電容.壓軸題；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題.c二q相結(jié)合求出電荷量(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，求出感應(yīng)電動(dòng)勢；再與與速度的關(guān)系式.(2)由左手定則來確定安培力的方向，并求出安培力的大?。唤柚诮獯?解：(1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v,則感應(yīng)電動(dòng)勢為 E=BLv,平行板電容器兩極板之間的電勢差為U=E ,設(shè)此時(shí)電容器極板上積累的電荷量為Q ,聯(lián)立可得，Q=CBLv(2)設(shè)

43、金屬棒的速度大小為v時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為 t,通過金屬棒的電流為i,金屬棒受到的磁場力方向沿導(dǎo)軌向上，大小為f產(chǎn)BLi,Q,設(shè)在時(shí)間間隔（t, t+ At）內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為則4 Q=CBLA v,按定義有: Q也是平行板電容器極板在時(shí)間間隔（ t, t+ A t ）內(nèi)增加的電荷量, 由上式可得，Av 為金屬棒的速度變化量， 金屬棒所受到的摩擦力方向沿導(dǎo)軌斜面向上，大小為：f2= a N,式中，N是金屬棒對(duì)于導(dǎo)軌的正壓力的大小,有 N=mgcos 0 ,金屬棒在時(shí)刻t的加速度方向沿斜面向下，設(shè)其大小為 a ,根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinf1 &f2=ma ,聯(lián)立上此式可得:sin 8

44、 - Ji cos 日)由題意可知，金屬棒做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻金屬棒的速度大小為MB%2c答：（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系為Q=CBLv ;（2）金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系m (sin 8 - P-ens T )名，njbB2L3C點(diǎn)評(píng):本題讓學(xué)生理解左手定則、安培力的大小、法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，并相互綜合來求解.3. （2014秋？西湖區(qū)校級(jí)月考）如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）.在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域， 在圓上的b點(diǎn)離開該區(qū)

45、域，離開時(shí)速度方向與直線垂直.圓心 O到直線的距離為 -K.現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且5垂直于直線的勻強(qiáng)電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在 b點(diǎn)離開該區(qū)域.若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,不計(jì)重力，求電場強(qiáng)度的大小.考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁場.專題：壓軸題.分析：通過帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系求出軌道半徑的大小.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，結(jié)合在沿電場方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求出電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小關(guān)系.解答:解：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng). 設(shè)圓周的半徑為r,由牛頓第二定律和洛侖茲力2公式得""E式中v為粒

46、子在a點(diǎn)的速度.過b點(diǎn)和O點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于c和d點(diǎn).由幾何關(guān)系知，線段ac、be和過a、b兩點(diǎn)的軌跡圓弧的兩條半徑 (未畫出)圍成一正方形.因此-設(shè)W二K,由幾何關(guān)系得4r =J1R+X 在常取=7聯(lián)立式得 r=1R 5再考慮粒子在電場中的運(yùn)動(dòng).設(shè)電場強(qiáng)度的大小為E,粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)其加速度大小為 a ,由牛頓第二定律和帶電粒子在電場中的受力公式得qE=ma6粒子在電場方向和直線方向所走的距離均為r,有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得=一丁r=vtr=vt 2式中t是粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.聯(lián)立式得E=14qKB5m2答：電場強(qiáng)度的大小為.5m點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握帶電粒子在磁場中磁偏

47、轉(zhuǎn)和在電場中電偏轉(zhuǎn)的區(qū)別，知道 磁偏轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電偏轉(zhuǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng).4. ( 2014?秦州區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53。夾角固定放置，導(dǎo)軌間連接一阻值為 6Q的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).在兩平行虛線 m、n間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.導(dǎo)體棒 a的質(zhì)量為ma=0.4kg ,電阻Ra =3 Q ；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m b =0.1kg ,電阻Rb =6 Q；它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.a、b從開始相距L0=0.5m處同時(shí)將它們由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng) b剛穿出磁場時(shí)，a正好進(jìn)入磁場(g取

48、10m/s 2,不計(jì)a、 b之間電流的相互作用).求：(1)當(dāng)a、b分別穿越磁場的過程中，通過R的電荷量之比；(2)在穿越磁場的過程中，a、b兩導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小之比;(3)磁場區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為多大；(4)在整個(gè)過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱.考點(diǎn)專題分析法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.壓軸題；電磁感應(yīng) 功能I可題.(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電路出現(xiàn)感應(yīng)電流,則由法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律，可推出通過導(dǎo)體棒的電量表達(dá)請(qǐng).心 R總(2)兩棒勻速穿越磁場的過程中，安培力等于重力的分力.a棒勻速通過時(shí),a棒相當(dāng)于電源，求出總電阻，b棒勻速通過時(shí)，b

49、棒相當(dāng)于電源，求出總電阻.根據(jù)BIL二2 "=mgsin 0 ,求出速度比. R -(3)當(dāng)b棒到達(dá)m時(shí)，兩棒的速度相等，設(shè) b棒通過磁場的時(shí)間為 t,則a棒到達(dá)m的速度va=vb+gsin53 ° t又d=v bt,根據(jù)兩棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度關(guān)系，求出兩速度，再根據(jù) 說 - p襄L 口，可求出m點(diǎn)到n點(diǎn)的距離.解答:閉合電路歐姆定律:法拉第電磁感應(yīng)定律:在b穿越磁場的過程中，b是電源，a與R是外電路，電路的總電阻 R總1=8 Q,通過R的電荷量為QRb二總同理a棒在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)R總2=6 Q ,通過 R 的電荷量為 <1- 二! q 已2 心3 2 R總？可得：q

50、Ra: q Rb=2 : 1(4)在a穿越磁場的過程中，因 a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，可求出對(duì)應(yīng) 的安培力做功，同理 b棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而求出安培力做功， 則兩棒整個(gè)過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱為兩者之和.(2)設(shè)b在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為Vb,則b中的電流EL%R總i由以上兩式得:R總】=nibgsirL53o同理a棒在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)n2T 2B L v可得Va : Vb=3 ： 1(3)設(shè)a、b穿越磁場的過程中的速度分別為va和vb,由題意得：Va=Vb+gsin53 ° t勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有d=V bt因?yàn)?p： 一 第/L 口解得：d=0.25m(4)安培力大

51、小 F安a=magsin53 ° ,安培力做功：Wa=magdsin53 ° =0.8J同理 Wb=m bgdsin53 ° =0.2J在整個(gè)過程中，電路中共產(chǎn)生多少焦耳熱Q=Wa+Wb=1J答：(1)當(dāng)a、b分別穿越磁場的過程中，通過 R的電荷量之比為 2: 1；(2)在穿越磁場的過程中，a、b兩導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小之比為3:1；(3)磁場區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為0.25m ；(4)在整個(gè)過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱1J.點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地對(duì)a、b棒進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況.以及知道在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力等于重力沿斜面方向的分力.5.

52、 ( 2014?鄲縣校級(jí)模擬)如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m .導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻R=0.40 Q.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m=0.10kg、電阻r=0.20 。勺金屬桿ab ,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下.用一外力F沿水平方向拉金屬桿 ab ,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將 R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.0 IKS I D .5 2.0甲Z.(1)試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度的大小；(2)求第2s末外力F的瞬時(shí)功率；(3

53、)如果水平外力從靜止開始拉動(dòng)桿2s所做的功 W=0.35J ,求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱.考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；牛頓第二定律；能量守恒定律；楞次定律.專題：壓軸題；電磁感應(yīng)功能I可題.(1)由乙圖提到電壓與時(shí)間的表達(dá)式.根據(jù) E=BLv、I一、U=IR推導(dǎo)出速度與時(shí)間的關(guān)R+r系式，即可證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并求出加速度的大小.(2)由速度公式求出 2s末桿的速度，由 E=BLv、1上、F安=81結(jié)合求出桿所受的安培力R+r|大小，由牛頓第二定律求出外力F,即能求出外力的功率.(3)水平外力從靜止開始拉動(dòng)桿2s所做的功 W=0.35J ,外界有0.35J的能量轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能和

54、桿的動(dòng)能，根據(jù)能量守恒定律求出電路中產(chǎn)生的焦耳熱，由焦耳定律求出金屬桿上產(chǎn) 生的焦耳熱.解答:解：(1)由圖乙可得 U=kt , k=0.10V/s .設(shè)路端電壓為 U,金屬桿的運(yùn)動(dòng)速度為 v,則感應(yīng)電動(dòng)勢 E=BLv,通過電阻R的電流二工R+r電阻R兩端的電壓U= J解得k (Rh?)<j- tBLR因?yàn)樗俣扰c時(shí)間成正比，所以金屬桿做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為k (R+r)TIT T-(2)在 2s 末，速度 v2=at=2.0m/s ,電動(dòng)勢 E=BLv2,通過金屬桿的電流為R+r金屬桿受安培力(BL)"解得：F 安=7.5 X 10 2N設(shè)2s末外力大小為F2,由牛頓第二定律， F2 F安=ma ,解得：F2=1.75 X 102N故2s末時(shí)F的瞬時(shí)功率 P=F2V 2=0.35W點(diǎn)評(píng):(3)設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為 Q,由能量守恒定律,W=Q+/m 君解得：Q=0.15J電阻R與金屬桿的電阻r串聯(lián)，產(chǎn)生焦耳熱與電阻成正比運(yùn)用合比定理得，%+Q jR+二 而Q r+Q r=Q* M故在金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱I或R丘/解得：Qr=5.0 X 10 2J答：(1)證明見上.金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1m/s 2；(2)第2s末外力F的瞬時(shí)功率為 0.35W ;(3)金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為5.0義10 2J