2018屆高三二輪復(fù)習(xí)專題(電磁感應(yīng))

1、2018屆江蘇省常熟中學(xué)物理二輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)專題一（感生動(dòng)生） 2018/2/28法拉第電磁感應(yīng)定律1 .磁通量：。，（。為B與S的夾角）2.通過(guò)某一截面的電荷2 .法拉第電磁感應(yīng)定律：E=俏圖僅B變化尸、X X XXX XX /僅SX V變化X X X XX義以X.中國(guó) X與會(huì)X X X X僅。變化d1 研究對(duì) 象回路（不一定閉 合）一段直導(dǎo)線繞一段轉(zhuǎn)動(dòng)的一段導(dǎo)體棒繞與B垂直的 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)線框表iA式典型求解:q：例1.如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間距離為1m接有電阻3Q.金屬棒電阻2Q,與兩導(dǎo)軌垂直弁保持良好接觸， 整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒離 R所在邊框距離0.5m,磁

2、場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.磁感應(yīng)強(qiáng)度B在01s內(nèi)從零均勻變化到 20T,在15s內(nèi)從20T均勻變化到一20T,始終保持靜止，求：5s時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流(2)在15s內(nèi)通過(guò)R的電荷量q； 在05s內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱 Q(4)5s時(shí)金屬桿受到安培力的大??；(5)試寫出桿所受靜摩擦力隨時(shí)間t的表達(dá)式例2.某興趣小組用電流傳感器測(cè)量某磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)裝置如圖 甲，不計(jì)電阻的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距為d,其平面與磁場(chǎng)方向垂直。 電流傳感器 與阻值為R的電阻串聯(lián)接在導(dǎo)軌上端。質(zhì)量為m有效阻值為r的導(dǎo)體棒由靜止 釋放沿導(dǎo)軌下滑，該過(guò)程中電流傳感器 測(cè)得電流隨時(shí)間

3、變化規(guī)律如圖乙所示 (圖中ti未知)，電流最大值為,在0ti時(shí)間內(nèi)棒下降的高度為ho棒下滑過(guò)程中與導(dǎo)軌保持垂直且良好接觸，不計(jì)電流傳感器內(nèi)阻及空氣阻力，重力加速度為g o(1)求該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小以及(2)在ti時(shí)刻棒的速度大??；求0ti過(guò)程電阻R產(chǎn)生的電熱求0ti過(guò)程通過(guò)R的電荷量；求出11設(shè)桿質(zhì)量均為m,電阻為r;間電阻均為R,摩擦因數(shù)均為 科例3.如圖所示，兩條相距 d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻.質(zhì)量為 m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向豎直向下.當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度V0勻速地向右掃過(guò)金屬桿后， 金屬桿的速度變?yōu)関.

4、導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不 計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)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)剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I ;(2)剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿的加速度大小 a；(3)剛要離開金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P.(4)若金屬桿與導(dǎo)軌間摩擦因數(shù)為, 金屬桿始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)， 則金屬 桿能達(dá)到的最大速度(5)若使金屬桿始終不動(dòng)，則摩擦因數(shù)的最小值m3 / 267 / 26練習(xí)：1 .如圖所示，粗糙斜面的傾角 。=37° ,半徑0.5m 的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)匝數(shù)10匝的剛性正方形線框，通過(guò)松弛的柔軟 導(dǎo)線與一個(gè)額定功率1.25W的小燈泡A相

5、連，圓形 磁場(chǎng)的一條直徑恰好過(guò)線框邊。 已知線框質(zhì)量2,總 電阻R=1.250,邊長(zhǎng)L>2r,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5 o從0時(shí)起，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按 2可t(T)的規(guī)律變化。開始時(shí)線框靜止在斜面上，在線框運(yùn)動(dòng)前，燈泡始終正常發(fā)光。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取102, 37° =0.6, 37° =0.8。求：線框不動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻 R;線框保持不動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q2 .電磁彈射是我國(guó)最新研究的重大科技項(xiàng)目，原理可用下述模型說(shuō)明. 如 圖甲所示，虛線右側(cè)存在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一邊長(zhǎng)L的正方形單匝金屬線框放在

6、光滑水平面上， 電阻為R,質(zhì)量為mi邊在磁場(chǎng)外側(cè)緊靠虛 線邊界.0時(shí)起磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律是0(k為大于零的常數(shù))， 空氣阻力忽略不計(jì).(1)求0時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流的功率 P;(2)若線框邊穿出磁場(chǎng)時(shí)速度為 v,求線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，安培力對(duì)線甲N乙框所做的功W及通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量q；(3)若用相同的金屬線繞制相同大小的n匝線框，如圖乙所示，在線框上加一質(zhì)量為M的負(fù)載物，證明載物線框匝數(shù)越多，0時(shí)線框加速度越大.3 .如圖所示，兩水平線 L1和L2分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d,正方形線框由均勻材料制成，其邊長(zhǎng)為 L(L<d)、質(zhì)量為m總電阻

7、為R.將線框在磁場(chǎng)上方高 h處由 靜止開始釋放，已知線框的邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的 速度相同.求：(1)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩端的電勢(shì)差；(2)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框加速度的大小和方向；(3)整個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程所需的時(shí)間.(微元)17 / 264 .如圖所示，兩根半徑為r的日?qǐng)A弧軌道間距為L(zhǎng),其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計(jì)，在其上端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處于輻向磁場(chǎng)中，圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.將一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為mi電阻為R的金屬棒從軌道頂端處由靜止釋放.已知當(dāng)金屬棒到達(dá)如圖所示的位置(金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為6)時(shí)，金屬棒的速度達(dá)到最大；當(dāng)金

8、屬棒到達(dá)軌道底端時(shí)，對(duì)軌道的壓力為 1.5 .求：(1)當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，流經(jīng)電阻R的電流大小和方向；(2)金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中流經(jīng)電阻R的電量；(3)金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量.5 .如圖所示，兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于豎直平面內(nèi)，間距為 L,導(dǎo)軌上端 有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨放在導(dǎo)軌上， 弁擱在支架上， 導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)，接觸良好，且無(wú)摩擦.在導(dǎo)軌平面內(nèi)有一矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.開始時(shí)導(dǎo)體棒靜止，當(dāng)磁場(chǎng)以速度 v勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒也 _隨之開始運(yùn)動(dòng)，弁很快達(dá)到恒定的速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，試

9、求：(1)分析導(dǎo)體棒達(dá)到恒定速度前做什么運(yùn)動(dòng)(2)導(dǎo)體棒的恒定速度；(3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中消耗的電功率.6 .如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌， 與水平面間 的夾角。=30°，間距0.5m,上端接有阻值0.3。的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小0.4T,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向 上.一質(zhì)量0.2 ,電阻0.1 Q的導(dǎo)體棒在平行于 導(dǎo)軌的外力F作用下，由靜止開始向上做勻加 速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，當(dāng)棒的位移 9m時(shí)電阻R上的消耗的功率為2.7W.其它電阻不計(jì)，g取102.求：(1)此時(shí)通過(guò)電阻R上的電流；(2)這一過(guò)程通過(guò)電阻 R

10、上電電荷量q；(3)此時(shí)作用于導(dǎo)體棒上的外力 F的大小.7 .如圖所示，質(zhì)量m=0.1 ,電阻0.3。，長(zhǎng)度0.4m的導(dǎo)體棒橫放在 醒金屬 框架上.框架質(zhì)量 由=0.2,放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =C2 ,相距0.4m的、相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng).電阻 R=0.1。且 垂直于.整個(gè)裝置處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.垂直于施加2N勺水平恒力，從靜止開始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與、保持良好 接觸.當(dāng)運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開始運(yùn)動(dòng).設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦 力等于滑動(dòng)摩擦力，g取102.求： 框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒的加速度 a的大小;(2)框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒的速度 v的大

11、??；上產(chǎn)生的熱量0.1J ,該過(guò)(3)從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中, 程通過(guò)導(dǎo)體棒的電量的大小.8 .如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 mi電阻不計(jì)、足夠長(zhǎng)的光滑 U形金屬框架，位 于光滑水平桌面上，分界線分別與平行導(dǎo)軌和垂直，兩導(dǎo)軌相距L。在的左右兩側(cè)存在著區(qū)域很大、 方向分別為豎直向上和豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為 B。另有質(zhì)量也為m的金屬棒，垂直于放置在左側(cè) 導(dǎo)軌上，弁用一根細(xì)線系在定點(diǎn) A。已知，細(xì)線能承受的最大拉力為 To , 棒接入導(dǎo)軌間的有效電阻為 R?，F(xiàn)從0時(shí)刻開始對(duì)U形框架施加水平向右的拉力F,使其從靜止開始做加速度為 a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(1)求從框架開始運(yùn)動(dòng)到

12、細(xì)線斷裂所需的時(shí)間to；(2)若細(xì)線尚未斷裂，求在t時(shí)刻水平拉力F的大??；(3)若在細(xì)線斷裂時(shí)，立即撤去拉力 F,求此時(shí)框架的瞬時(shí)速度 vo和此后過(guò)程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱Q9 .如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌、被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L = 0.6 m,兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R及理想電壓表，電阻r=2 Q的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在處；右端用導(dǎo)線連接電阻R,已知R =2R=1導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)。在矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，=0.2 m ,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示。從 t = 0時(shí)刻開始， 對(duì)金屬棒施加一水平向右的恒力F,從金屬棒開始運(yùn)動(dòng)直到離開磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中電壓表

13、的示數(shù)保持不變。求：(1)t =0.1 s時(shí)電壓表的示數(shù)；(2)恒力F的大??；(3)從t = 0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量Q(4)求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻 R2 的電量q。10 .某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示.在磁極和圓柱狀鐵芯之 間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角a均為 日，磁場(chǎng)均沿半徑方向.匝數(shù)為N的 矩形線圈的邊長(zhǎng)=W、 =2'線圈以角速度3繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng).在磁場(chǎng)中,兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直.線圈的 總電阻為r,外接電阻為R.求： 線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)線圈切割磁感線時(shí)邊所受安

14、培力的大小F; 外接電阻上電流的有效值I.2018屆江蘇省常熟中學(xué)物理二輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)專題一（感生動(dòng)生）答案例2.電流達(dá)時(shí)棒做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)棒： F安（2分）日|（ 2分），解得：叵（1分）ti時(shí)刻，對(duì)回路有： （2分） 回 （2分）解得： EEJ（1分）電路中產(chǎn)生的總電熱：ri （2分）電阻R上產(chǎn)生的電熱：目（2分）解得： X 1（1分）例3. （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 上“感應(yīng)電流芻解得回（2）安培力 口牛頓第二定律 二1解得山（3）金屬桿切割磁感線的速度，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上引電功率回 解得 x 練習(xí):1 .【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律:得:小燈泡正常發(fā)光，有:,由閉合電路歐姆定律，有:即有: 代入數(shù)據(jù)

15、解得: 對(duì)線框邊處于磁場(chǎng)中的部分受力分析如圖，當(dāng)線框恰好要運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由力的平衡條件有：由上解得線框剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。壕€框在斜面上可保持靜止的時(shí)間：三小燈泡產(chǎn)生的熱量：2 .【解析】（1）|日時(shí)刻線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：巨，功率： 叵,解得：ZI由動(dòng)能定理有：,二I ,解得：臼穿出過(guò)程線框中的平均電動(dòng)勢(shì)：國(guó)，線框中的電流：區(qū)|通過(guò)的電量：5,解得：區(qū)|3 3） n匝線框中x時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：回 ，線框的總電阻：LJ線框中的電流：區(qū)國(guó)時(shí)刻線框受到的安培力：| 11設(shè)線框的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有：| 三口解得： x | 可知，n越大，a越大4. （1）

16、金屬棒速度最大時(shí)，在軌道切線方向所受合力為0, I（2分）解得：目 （1分）流經(jīng)R的電流方向?yàn)椋?分）（2）磁通量變化I x |（1分）平均電動(dòng)勢(shì) S , 區(qū)1（2分）電量 （2分）（3）軌道最低點(diǎn)時(shí)： I x 1（2分） 能量轉(zhuǎn)化和守恒得：（2分）（2分）電阻R上發(fā)熱量5答案：（1）v 向上 （2）6【解析】： 解：（1）根據(jù)熱功率：2R,解得:（2）回路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：名嗡,由歐姆定律得：工二R+r R+r 0, 3+0. 1電流和電量之間關(guān)系式：q=丁t= 生星土班,（3）由（1）知此時(shí)感應(yīng)電流 3A,由工上蝮,解得此時(shí)速度:I （R+r）3X0, 40.4X0, 5由勻變速運(yùn)動(dòng)

17、公式：v2=2,對(duì)導(dǎo)體棒由牛頓第二定律得：F- F安-30° ,即：F- - 30解得：30° =0.2 X 2+0.4 X 0.5 X 3+0.2 X10X 國(guó)=2N,2答：（1）通過(guò)電阻R上的電流3A;（2）通過(guò)電阻R上電電荷量q為4.5C;（3）導(dǎo)體棒上的外力F的大小為2N.7.門5分，口觸 對(duì)程架的糜力耳二厘渣.-二，據(jù)槊受水平面的支持力F產(chǎn)m式（1分L.7J口， I L . 蛻, ： FI依題意,最大靜*技力警手滑動(dòng)摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力 1 , 1/二（L分;整架開始運(yùn)鼬時(shí)F尸F(xiàn)*口允殍體樣的加速度大小口 =史區(qū)（I分）啊< -1q = 14m/s

18、?. . i （1 分）岫中的懈質(zhì)電動(dòng)勢(shì)£= 8人（1分）仰中電；ft/ = - - -' -口分）受到的安培力小三期苴.（1分）/+ - 3-.J - - -4 T.；近士一 , T 3' 4 />,V' fc ' | B rT1 . “ 3 T 副= "1 "框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)FF. ' “.，O（2分）19 / 26由US各式代入敷招解資產(chǎn)工 Sm/生c分）0）匝合西路中產(chǎn)生的思熱量?？?，工20（1分>C2分）（1分）Ofwr通過(guò)導(dǎo)林棒的電信勺=丁 655CU分）山能量守恒定律，得心代入轆據(jù)解彳導(dǎo)kL 1m8.

19、 （15 分）（1）繩子斷裂時(shí)，對(duì)棒有三 ，分）得回。（2）在t時(shí)刻，框架的速度閆，框架切割磁場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)| 口,框架受到的安培力（2分） 對(duì)框架有I ,（2分）（1分）（2(3)撤去拉力F時(shí)，框架的速度| n |(2分)撤去拉力后，系統(tǒng)總動(dòng)能的減少量等于回路消耗的電能，最終在回路中產(chǎn) 生的焦耳熱QI |(1 分)撤去拉力F后，框架向右減速，棒向左加速。由于框架和棒在大小相等的 安培力作用下產(chǎn)生加速度，且兩物質(zhì)量又相等，任意時(shí)刻它們的加速度大 小總是相等，所以在相等時(shí)間內(nèi)兩物速度變化的大小也相等。當(dāng)兩物的速 度變化到大小相等時(shí)，回路中的磁通量不再變化，電流為 0,它們分別向 左、向右做勻速運(yùn)

20、動(dòng)。設(shè)最終速度大小為v,則有得 LB1分)故有(2分)(19.答案(1)0.3 V (2)0.27 N (3)0.09 J (4)0.09 C10.(1 )慶/邊的運(yùn)動(dòng)速度L'=tl> 解得a=用%感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)卜：,=4“(2)電流。=芻 r+i(r+/?(3)一個(gè)周期內(nèi),通電時(shí)間i =尋了用上消耗的電能N且WfRT箱得/ =25 / 261.如圖所示，均勻?qū)w圍成等腰閉合三角形線圈，底 邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界平行，磁場(chǎng)的寬度大于三角形的 高度。線圈從磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止開始豎直下 落，穿過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)空氣阻力。則下列說(shuō)法中 正確的是（）A.線圈進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中，可能做勻速直線運(yùn)

21、動(dòng)B.線圈底邊進(jìn)、 出磁場(chǎng)時(shí)線圈的加速度可能一樣 C.線圈出磁場(chǎng)的過(guò)程中，可能做先減速后加速的直 線運(yùn)動(dòng)D.線圈底邊進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)，線圈所受安培力可能大小相等，方向不同如圖所示，間距為L(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水 平面的夾角為。，導(dǎo)軌電阻不計(jì).導(dǎo)體棒、垂直導(dǎo)軌放置，棒長(zhǎng)均為L(zhǎng),電阻均為R且與導(dǎo)軌電接觸良好.棒處于垂 直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.棒質(zhì)量為mi處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，恰好保持靜止.棒在外力作用下也保持靜止，重力加速度為 g.（1）求通過(guò)棒中的電流大小和方向.（2）在to時(shí)間內(nèi)，通過(guò)棒的電荷量q和棒產(chǎn)生的熱量Q.（3）若零時(shí)刻等于零，

22、棒與磁場(chǎng)下邊界的距離為 L。，求磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t 的變化關(guān)系.14, （15公）設(shè)通蛀"棒中的彼太凈為，也平窗條件有B黑學(xué)夠觸&輅為#;心方平自厚可屈 鞭瞰幫同司。河逑C2懸僧物遢泊柒盤貨贏眄白白：沁*I鶴工 翁:射3分）外:，I鄴然m=11. （14分）在一水平面上，放置相互平行的直導(dǎo)軌、，其間距L=0.2 m, R、R是連在導(dǎo)軌兩端的電阻，R = 0.6。，R= 1.2。，虛線左側(cè)3 m內(nèi)（含 3 m處）的導(dǎo)軌粗糙，其余部分光滑弁足夠長(zhǎng)。是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為0.1 、長(zhǎng)度為L(zhǎng) =0.3 m的粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的總電阻r = 0.3開始時(shí)導(dǎo)體棒處于虛線位置，導(dǎo)軌所在

23、空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= 0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖甲所示。從零時(shí)刻開始，通過(guò)微型電動(dòng)機(jī)對(duì)導(dǎo)體棒施加一個(gè)牽引力F,方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，其運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖乙所示。已知 2 s末牽引力F的功率是0.9 W除R、R及導(dǎo)體棒的總電阻以外，其余部分的電阻均不計(jì)，重力加速度g=10 2o(1)求導(dǎo)體棒與粗糙導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)及2 s內(nèi)流過(guò)R的電荷量；(2)試寫出02 s內(nèi)牽引力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(3) 如果 2 s 末牽引力F 消失，則從2 s 末到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中R1 產(chǎn)生的焦耳熱是多少？解析： (1) 由速

24、度時(shí)間圖象可以看出導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度 a=1.5 2v = = 1.5 t水平方向上導(dǎo)體棒受牽引力F、安培力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得 Ff =又f =以N =以R、用并聯(lián)電阻為R= = 0.4 Q根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得I =0.25t(A)t =2 s 時(shí)，I =0.5 A因?yàn)?2 s 末牽引力F 的功率是0.9 W ，根據(jù)P=由題圖乙可知，2 s 末導(dǎo)體棒的速度為3 ，可得F= 0.3 N解得以=0.1根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=, q=At,則 q= = = 0.5 C所以流過(guò)R的電荷量為qi = = 0.33 Co(2)由(1)可知在02 s內(nèi)F= H

25、以=-|- 以即 F= 0.025 t + 0.25(N)。(3)根據(jù)圖象可知2 s末導(dǎo)體棒的速度為v=3 ,這時(shí)導(dǎo)體棒恰好前進(jìn) 了 3 m,從2 s末到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)能量守恒定律得2 =?？傆諵+ Q=?？倓t Q=(Q+Q) =0.2 J。答案：(1)0.10.33 C (2) F= 0.0251 +0.25(N)(3)0.2 J如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d=0.5 m電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線與阻值 R =2W的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線與阻 值=4 W的小燈泡L連接.在矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，長(zhǎng) l =2 m,有一阻值r =2 W的金屬棒放置在靠近磁

26、場(chǎng)邊界處.區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示.在 t = 0至t=4s內(nèi)，金屬棒保持靜止, 在t =4s時(shí)使金屬棒以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域弁保持勻速運(yùn)動(dòng).已知從 t=0開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化，求：(1)通過(guò)小燈泡的電流.| u(2) 棒在磁 域中運(yùn) 速度大 答案： 答案：在t=0至t=4s內(nèi)，金屬棒保持靜止，磁場(chǎng)變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì).（2015江蘇）13. （15分）做磁共振（）檢查時(shí)，對(duì)人體施加的磁場(chǎng)發(fā)生變化 時(shí)會(huì)在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流.某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對(duì)肌肉組織的影響,將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈,線圈的

27、半徑r =5. 0 ,線圈導(dǎo)線的截面積 A = 0. 80 2,電 阻率p = 1. 5 A m.如圖所示,勻強(qiáng)磁 場(chǎng)方向與線圈平面垂直，若磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 在0. 3 s 內(nèi)從1. 5 T 均勻地減為零，求: （計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）（1）該圈肌肉組織的電阻R;（2）該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;（3）0. 3 s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q.13.（“由電阻定律得 光字 代入數(shù)據(jù)得 K = 6xlO1!l（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) £產(chǎn)；" 代人數(shù)據(jù)得4=4x10' V由焦耳定律得代人數(shù)據(jù)得（? = 8xlO-'J13 . （15分）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),長(zhǎng)為3 d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為e,在導(dǎo)軌的中部刷有一段長(zhǎng) 為d的薄絕緣涂層.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,方向與導(dǎo)軌平面垂 直.質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放,在滑上涂層之前已經(jīng)做 勻速運(yùn)動(dòng),弁一直勻速滑到導(dǎo)軌底端.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直,且僅與涂 層間有摩擦,接在兩導(dǎo)軌間的電阻為 R,其他部分的電阻均不計(jì),重力加速 度為g. 求：(1 )導(dǎo)體棒與