C096.電磁感應(yīng)綜合

1、電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)在高考中的地位在高考中的地位知識(shí)結(jié)構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)07年年1月蘇州市教學(xué)調(diào)研測(cè)試月蘇州市教學(xué)調(diào)研測(cè)試1906年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題1807屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試18 07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模19B2007年上海卷年上海卷232007年高考江蘇卷年高考江蘇卷182007高考理綜北京卷高考理綜北京卷242007年高考廣東卷年高考廣東卷18電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)在高考中的地位在高考中的地位電磁感應(yīng)這部分內(nèi)容是物理重點(diǎn)內(nèi)容之一它在高考電磁感應(yīng)這部分內(nèi)容是物理重點(diǎn)內(nèi)容之一它在高考試題中比例約占試題中比例約占8%10，近年來(lái)高考對(duì)本章

2、內(nèi)容，近年來(lái)高考對(duì)本章內(nèi)容考查命題頻率極高的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判考查命題頻率極高的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判定和導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，且要定和導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，且要求較高幾乎是年年要考；其他像電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁求較高幾乎是年年要考；其他像電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場(chǎng)、電路和力學(xué)、熱學(xué)、能量及動(dòng)量等知識(shí)相聯(lián)系的場(chǎng)、電路和力學(xué)、熱學(xué)、能量及動(dòng)量等知識(shí)相聯(lián)系的綜合題及圖像問(wèn)題在近幾年高考中也時(shí)有出現(xiàn)。如綜合題及圖像問(wèn)題在近幾年高考中也時(shí)有出現(xiàn)。如2006年江蘇卷年江蘇卷19、2006年廣東卷年廣東卷16 、 2006年高考上年高考上海卷海卷22、2007年上海卷年上

3、海卷23、2007年江蘇卷年江蘇卷18、2007高高考理綜北京卷考理綜北京卷24、2007年廣東卷年廣東卷18等，試題題型全面，等，試題題型全面，選擇題、填空題、解答論述題都可涉及，尤其是解答選擇題、填空題、解答論述題都可涉及，尤其是解答題因難度大、涉及知識(shí)點(diǎn)多、綜合能力強(qiáng)，多以中檔題因難度大、涉及知識(shí)點(diǎn)多、綜合能力強(qiáng)，多以中檔以上題目出現(xiàn)來(lái)增加試題的區(qū)分度，而選擇和填空題以上題目出現(xiàn)來(lái)增加試題的區(qū)分度，而選擇和填空題多以中檔左右的試題出現(xiàn)多以中檔左右的試題出現(xiàn) 知知識(shí)識(shí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生條電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生條件件感應(yīng)電流方向的判定感應(yīng)電流方向的判定楞次定律楞次定律右手定則右手定則感應(yīng)

4、電動(dòng)勢(shì)大小的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的判定判定 tn BLv tsinNBS 221BL 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)的大小和方向自感電動(dòng)勢(shì)的大小和方向自感系數(shù)自感系數(shù)L 應(yīng)用應(yīng)用07年年1月蘇州市教學(xué)調(diào)研測(cè)試月蘇州市教學(xué)調(diào)研測(cè)試19大小為大小為v0（ ）的初速度連續(xù)不斷的初速度連續(xù)不斷地射入地射入C 19（17分）如圖所示分）如圖所示, ,半徑為半徑為r的金屬圓環(huán)置于水平的金屬圓環(huán)置于水平面內(nèi)，三條電阻均為面內(nèi)，三條電阻均為R的導(dǎo)體桿的導(dǎo)體桿Oa、Ob和和Oc互成互成120連接在圓心連接在圓心O和圓環(huán)上和圓環(huán)上, ,圓環(huán)繞經(jīng)過(guò)圓心圓環(huán)繞經(jīng)過(guò)圓心O的豎的豎直金屬轉(zhuǎn)軸以大小為直金屬轉(zhuǎn)軸以大小為的角速度按圖中

5、箭頭方向勻速的角速度按圖中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng). . 一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)與圓環(huán)所在平面一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)與圓環(huán)所在平面相交相交. . 相交區(qū)域?yàn)橐蝗鐖D虛線所示的正方形相交區(qū)域?yàn)橐蝗鐖D虛線所示的正方形( (其一個(gè)其一個(gè)頂點(diǎn)位于頂點(diǎn)位于O處處).).C為平行板電容器為平行板電容器, ,通過(guò)固定的電刷通過(guò)固定的電刷P和和Q接在圓環(huán)和金屬轉(zhuǎn)軸上，電容器極板長(zhǎng)為接在圓環(huán)和金屬轉(zhuǎn)軸上，電容器極板長(zhǎng)為l，兩極，兩極板的間距為板的間距為d有一細(xì)電子束沿兩極板間的中線以有一細(xì)電子束沿兩極板間的中線以 lv20 lC PQOabcB2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（1）射入的電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)是向上偏轉(zhuǎn)還

6、是向下）射入的電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)是向上偏轉(zhuǎn)還是向下偏轉(zhuǎn)？偏轉(zhuǎn)？（2）已知電子電量為）已知電子電量為e，質(zhì)量為，質(zhì)量為m忽略圓環(huán)的電忽略圓環(huán)的電阻、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力和阻阻、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力和阻力欲使射入的電子全部都能通過(guò)力欲使射入的電子全部都能通過(guò)C所在區(qū)域，勻所在區(qū)域，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件？應(yīng)滿足什么條件？lC PQOabcB解：解： （1）圓環(huán)繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圓環(huán)繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是圓心電勢(shì)高于圓環(huán)圓心電勢(shì)高于圓環(huán), ,使電容器上板電勢(shì)高于下板使電容器上板電勢(shì)高于下板. .所以，射入的電子

7、發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)是向上偏轉(zhuǎn)所以，射入的電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)是向上偏轉(zhuǎn) 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（2）當(dāng)導(dǎo)體桿處于磁場(chǎng)中時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）當(dāng)導(dǎo)體桿處于磁場(chǎng)中時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)vBrE 導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動(dòng)的平均速度導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動(dòng)的平均速度2/ rv 所以，所以， 221BrE 此時(shí)，磁場(chǎng)中導(dǎo)體桿的電阻為內(nèi)電阻，其余的電阻此時(shí)，磁場(chǎng)中導(dǎo)體桿的電阻為內(nèi)電阻，其余的電阻為外電阻，電容器的電壓為外電阻，電容器的電壓EERRRU312/2/ 射入的電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)射入的電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)l =v0 t lv20 因?yàn)橐驗(yàn)?， 2 t所以所以2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)而而 就是每條導(dǎo)體桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，因此就是每條導(dǎo)體桿在磁場(chǎng)

8、中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，因此有部分電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，極板間的電有部分電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，極板間的電場(chǎng)始終存在，這部分電子在極板間的偏轉(zhuǎn)量最大場(chǎng)始終存在，這部分電子在極板間的偏轉(zhuǎn)量最大 2設(shè)電子恰好能離開(kāi)通過(guò)設(shè)電子恰好能離開(kāi)通過(guò)C，有，有 2212atd 而而mdeUa 由以上各式得由以上各式得222206lredmvB 磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件是應(yīng)滿足的條件是222206lredmvB 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)06年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題1818（18分）如圖（分）如圖（a）兩水平放置的平行金屬板）兩水平放置的平行金屬板C、D相距很近，上面分別開(kāi)有

9、小孔相距很近，上面分別開(kāi)有小孔O 、O，水平放置的，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌與平行金屬導(dǎo)軌與C、D接觸良好，且導(dǎo)軌在磁感強(qiáng)度為接觸良好，且導(dǎo)軌在磁感強(qiáng)度為B1=10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距L=0.50m,金屬棒金屬棒AB緊緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖度圖象如圖(b)所示，若規(guī)定向右運(yùn)動(dòng)速度方向?yàn)檎剿?，若?guī)定向右運(yùn)動(dòng)速度方向?yàn)檎较?，從向，從t=0時(shí)刻開(kāi)始，由時(shí)刻開(kāi)始，由C板小孔板小孔O處連續(xù)不斷以垂直處連續(xù)不斷以垂直于于C板方向飄入質(zhì)量為板方向飄入質(zhì)量為m=3.210- 2 1kg、電量、電量q

10、=1.610-19C的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可視為零）。在視為零）。在D板外側(cè)有以板外側(cè)有以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2=10T，MN與與D相距相距d=10cm，B1、B2方向如圖所示方向如圖所示（粒子重力及其相互作用不計(jì)）。求：（粒子重力及其相互作用不計(jì)）。求：2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（1）在）在04.0s時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻發(fā)射的粒子能穿過(guò)電時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻發(fā)射的粒子能穿過(guò)電場(chǎng)并能飛出磁場(chǎng)邊界場(chǎng)并能飛出磁場(chǎng)邊界MN？（2）粒子從邊界）粒子從邊界MN射出來(lái)的位置之間最大的距離是射出來(lái)的位置之間最大的距離是多少？多少？0(b)V/ms-120-

11、 -20 1 2 3 4t/s(a)CAMNDB1BB2OOLd2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)解：解： （1）從）從O進(jìn)入的粒子先加速，進(jìn)入的粒子先加速，D板帶負(fù)電，板帶負(fù)電，AB向向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子以速度右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子以速度V0進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)B2中，做勻速圓周中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，剛好與邊界運(yùn)動(dòng)，剛好與邊界MN相切，則有：相切，則有：dRRVqVB 2002m/s50得20 mqdBV設(shè)對(duì)應(yīng)兩板間電壓為設(shè)對(duì)應(yīng)兩板間電壓為U，AB的速度為的速度為V，則有：，則有：U=B1LV，對(duì)粒子由動(dòng)能定理得：對(duì)粒子由動(dòng)能定理得：2021mVqU m/s52得120 LqBmVV由由AB桿的桿的V-t圖象得對(duì)應(yīng)

12、的時(shí)刻為：圖象得對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為：0V/ms-120- -20 1 2 3 4t/st1=0.25s和和t2=1.75s即在即在0.25s1.75s之間發(fā)射的離子可飛出磁場(chǎng)邊界之間發(fā)射的離子可飛出磁場(chǎng)邊界MN2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（2）粒子能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn)）粒子能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn)E，到，到O點(diǎn)的水平距離等于點(diǎn)的水平距離等于 R=d=0.1m，最近點(diǎn)為，最近點(diǎn)為F，對(duì)應(yīng)離子的最大速度，對(duì)應(yīng)離子的最大速度Vm，RMNDOFrCERH由由 B1LV=Um22221mmmmmVqUrVmqVB 解得圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑解得圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑r = 0.2m由幾何知識(shí)得：由幾何知識(shí)得：r2=R2+(r-FH)

13、2解得解得m10320).(FH EF=R- FH =0.073m2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)07屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試18 18在如圖所示的水平導(dǎo)軌在如圖所示的水平導(dǎo)軌(摩擦、電阻忽略不計(jì)摩擦、電阻忽略不計(jì))處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B，導(dǎo)，導(dǎo)軌左端的間距為軌左端的間距為 L1=4l0 ，右端間距為，右端間距為L(zhǎng)2=l0 ，兩段導(dǎo)，兩段導(dǎo)軌均足夠長(zhǎng)。今在導(dǎo)軌上放置軌均足夠長(zhǎng)。今在導(dǎo)軌上放置AC、DE兩根導(dǎo)體棒，兩根導(dǎo)體棒，質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m1=2m0 ，m2=m0 。電阻分別為。電阻分別為R1=4R0 ，R2=R

14、0 。若。若AC棒以初速度棒以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，求：向右運(yùn)動(dòng)，求：（1）定性描述全過(guò)程中）定性描述全過(guò)程中AC棒的運(yùn)動(dòng)情況棒的運(yùn)動(dòng)情況（2）兩棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前加速度之比）兩棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前加速度之比a1/a2是多少是多少?（3）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中DE棒產(chǎn)生棒產(chǎn)生的總焦耳熱的總焦耳熱QDE。R2R1m1m2v0BEDCA2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)解：解： （1）AC棒棒向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng), 回路中產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流回路中產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流 , AC棒棒受安培力的作用后減速；受安培力的作用后減速；DE棒棒受安培力產(chǎn)生加速受安培力產(chǎn)生加速度向右運(yùn)動(dòng)，回路中磁通量的變化減慢，感應(yīng)電流逐漸度向

15、右運(yùn)動(dòng)，回路中磁通量的變化減慢，感應(yīng)電流逐漸減小，因此兩棒所受的安培力均減小，最終回路中感應(yīng)減小，因此兩棒所受的安培力均減小，最終回路中感應(yīng)電流為零。即電流為零。即AC棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終勻棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終勻速運(yùn)動(dòng)。速運(yùn)動(dòng)。 （2） 兩棒達(dá)到穩(wěn)定之前兩棒達(dá)到穩(wěn)定之前AC、DE棒中通過(guò)的電流大棒中通過(guò)的電流大小始終相等，設(shè)加速度分別為小始終相等，設(shè)加速度分別為a1和和a211111mBILmFa 22222mBILmFa m1=2m2 L1=4L212122121 mLmLaa2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（3） 兩棒在達(dá)到穩(wěn)定之前，回路中始終存在磁通量?jī)砂粼谶_(dá)到穩(wěn)定之前，

16、回路中始終存在磁通量的變化，有感應(yīng)電流就會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。當(dāng)兩棒運(yùn)動(dòng)速的變化，有感應(yīng)電流就會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。當(dāng)兩棒運(yùn)動(dòng)速度滿足一定關(guān)系時(shí)，回路中的磁通量不變，則總電動(dòng)度滿足一定關(guān)系時(shí)，回路中的磁通量不變，則總電動(dòng)勢(shì)為零，兩棒均做勻速運(yùn)動(dòng)，不再產(chǎn)生熱量。勢(shì)為零，兩棒均做勻速運(yùn)動(dòng)，不再產(chǎn)生熱量。 設(shè)兩棒最終速度分別為設(shè)兩棒最終速度分別為v1、 v2 ，取向右為正方向。，取向右為正方向。BL1v1= BL2v2得得 v1= v2 / 4對(duì)對(duì)AC棒：棒：vmtBIL 11vmtBIL 1101111vmvmtLIB 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)同理，對(duì)同理，對(duì)DE棒有：棒有：0222 vmtLIB解方程得：解

17、方程得： v1= v0 / 9 v2= 4v0 / 914212212 RRtRItRIQQDEAC運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中DE棒產(chǎn)生的總焦耳熱棒產(chǎn)生的總焦耳熱QDE200222211201405772121215151vm)vmvmvm(QQDE 總總2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模19.B19.B 如圖（甲）所示，固定于水平桌面上的金屬架如圖（甲）所示，固定于水平桌面上的金屬架cdef，處在一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的，處在一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為大小為B0，金屬棒，金屬棒 ab 擱在框架上，可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，擱在框架上，可無(wú)摩擦地滑

18、動(dòng)，此時(shí)此時(shí) adeb 構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l 的正方形，金屬棒的電的正方形，金屬棒的電阻為阻為r，框架的電阻不計(jì)從，框架的電阻不計(jì)從 t = 0 時(shí)刻起，磁場(chǎng)開(kāi)始時(shí)刻起，磁場(chǎng)開(kāi)始均 勻 增 加 ， 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 變 化 率 的 大 小 為均 勻 增 加 ， 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 變 化 率 的 大 小 為 k（k=B/t）.求：求：( 1 ）用垂直于金屬棒的水平拉力）用垂直于金屬棒的水平拉力 F 使金屬棒保持靜使金屬棒保持靜止止,寫出寫出 F 的大小隨時(shí)間的大小隨時(shí)間t 變化的關(guān)系式，并指出變化的關(guān)系式，并指出F 的的方向方向 ( 2 ）如果豎直向下的磁場(chǎng)是非均勻增大的（即）如果

19、豎直向下的磁場(chǎng)是非均勻增大的（即 k 不不是常數(shù)），金屬棒以速度是常數(shù)），金屬棒以速度v0向什么方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，向什么方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流？寫出該磁感應(yīng)可使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流？寫出該磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度 Bt 隨時(shí)間隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系式變化的關(guān)系式2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)( 3 ）如果非均勻變化磁場(chǎng)在）如果非均勻變化磁場(chǎng)在 0 t1時(shí)間內(nèi)的方向豎直時(shí)間內(nèi)的方向豎直向下，在向下，在 tl t2時(shí)間內(nèi)的方向豎直向上，若時(shí)間內(nèi)的方向豎直向上，若t0時(shí)刻時(shí)刻和和t=t1時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為 B0、 adeb的面積均的面積均為為l2當(dāng)金屬棒

20、按圖（乙）中的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使金當(dāng)金屬棒按圖（乙）中的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，請(qǐng)?jiān)趫D（丙）中畫出變屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，請(qǐng)?jiān)趫D（丙）中畫出變化的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度化的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的示意圖變化的示意圖象（要寫出必要的表達(dá)式已知象（要寫出必要的表達(dá)式已知 tl-0=t2-t1l /v0 ，以，以豎直向下為正方向）豎直向下為正方向）a bdecf(甲甲)0t1- v0 v0tt2 v(乙乙)以向左為運(yùn)動(dòng)正方向以向左為運(yùn)動(dòng)正方向0t1- B0 B0tt2 Bt(丙丙)以豎直向下為正方向以豎直向下為正方向2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)解：解： ( l ）據(jù)法

21、拉第電磁感應(yīng)定律）據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=kl2 ，所以水平拉力所以水平拉力rkl)ktB(IlBFt30 外外拉力方向水平向右拉力方向水平向右(2) 根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，為使電路中不產(chǎn)生感根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，為使電路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，回路中磁通量的變化應(yīng)為零，應(yīng)電流，回路中磁通量的變化應(yīng)為零，因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度是逐漸增大的度是逐漸增大的, ,所以金屬捧應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)所以金屬捧應(yīng)向左運(yùn)動(dòng) ,2001lB)tvl ( lB tvllBB001 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè) ( 3 )當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度是當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度是

22、逐漸減小的，同理可推得逐漸減小的，同理可推得以豎直向下為正方向以豎直向下為正方向0t1- B0 B0tt2 Bt)ttt ()tt (vllBB211002 所以磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示所以磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)2007年上海卷年上海卷23 23（13分）如圖（分）如圖（a）所示，光滑的平行長(zhǎng)直）所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)、導(dǎo)軌左端接有、導(dǎo)軌左端接有阻值為阻值為R的電阻，質(zhì)量為的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒

23、的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)體棒靜。開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為大小為f 的恒定阻力的恒定阻力,并很快并很快達(dá)到恒定速度達(dá)到恒定速度,此時(shí)導(dǎo)體棒仍此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。v1RBL(a)m2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（1）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度）求導(dǎo)體棒所達(dá)到

24、的恒定速度v2；（2）為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過(guò)）為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過(guò)多少？多少？（3）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？（4）若）若t0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始水平向右做勻加速直時(shí)磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)，其v-t關(guān)系如圖（關(guān)系如圖（b）所示，已知在時(shí)刻）所示，已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒的瞬時(shí)速度大小為的瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做，

25、求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。 tvvt0(b)2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)解：解： （1）EBL（v1v2），），IE/R，R)vv(LBBILF2122 速度恒定時(shí)有：速度恒定時(shí)有：fR)vv(LB 2122可得：可得：2212LBfRvv （2）RvLBfm122 （3）)LBfRv(fFvP2212 導(dǎo)導(dǎo)體體棒棒222221222LBRfR)vv(LBREP 電路電路2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（4）因?yàn)椋┮驗(yàn)閙afR)vv(LB 2122導(dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有導(dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有v1v2為常數(shù)，設(shè)為為常數(shù)，設(shè)為 v，tvvat 則則m

26、afR)vat(LBt 22可解得：可解得：mRtLBfRvLBat 22222頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)2007年高考江蘇卷年高考江蘇卷1818、(16分分) 如圖所示如圖所示,空間等間距分布著水平方向的條空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)形勻強(qiáng)磁場(chǎng), 豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T, 每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距均為的間距均為d=0.5m,現(xiàn)有一邊長(zhǎng)現(xiàn)有一邊長(zhǎng)l=0.2m、質(zhì)量、質(zhì)量m=0.1kg、電阻電阻R0.1的正方形線框的正方形線框MNOP以以v0=7m/s的初速?gòu)牡某跛購(gòu)淖髠?cè)

27、磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求左側(cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求(1)線框線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到安培力的大小到安培力的大小F。(2)線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。(3)線框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)線框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)區(qū)域的個(gè)數(shù)n。dddddddPONMv02頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)4頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)解：解： （1）線框）線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=B lv0 感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I=E/R 受到安培力受到安培力 F=BI l 由由式解得式解得N82022.RvlBF （2）設(shè)

28、線框豎直下落時(shí)，線框下落了）設(shè)線框豎直下落時(shí)，線框下落了H，速度為，速度為vH ,由能量守恒定律由能量守恒定律2202121HmvQmvmgH 由自由落體規(guī)律由自由落體規(guī)律gHvH22 解得解得J4522120.mvQ 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)4頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)(3)解法一：解法一： 只有在線框進(jìn)入和穿出條形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，只有在線框進(jìn)入和穿出條形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線框部分進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線框部分進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域x時(shí)，時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=B lv0 感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I=E/R安培力安培力 F=BI l解得解得RvlBF022 在在tt +t時(shí)間內(nèi)，由動(dòng)量定理時(shí)間內(nèi)，由

29、動(dòng)量定理vmtF 求和求和02222mvxRlBtvRlB 解得解得022mvxRlB mlBRmvx47220 穿過(guò)的條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)為穿過(guò)的條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)為442.lxn 可穿過(guò)可穿過(guò)4個(gè)完整的條形磁場(chǎng)區(qū)域個(gè)完整的條形磁場(chǎng)區(qū)域2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)4頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（3）解法二：）解法二：線框穿過(guò)第一個(gè)條形磁場(chǎng)左邊界過(guò)程中，線框穿過(guò)第一個(gè)條形磁場(chǎng)左邊界過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)tBlE 2 平均感應(yīng)電流平均感應(yīng)電流REI 平均安培力平均安培力lBIF 根據(jù)動(dòng)量定理根據(jù)動(dòng)量定理01mvmvtF 解得解得0132mvmvRlB 同理線框穿過(guò)第一個(gè)條形磁場(chǎng)右邊界過(guò)程中有，同理線框穿過(guò)第

30、一個(gè)條形磁場(chǎng)右邊界過(guò)程中有，1132mvvmRlB 所以線框穿過(guò)第一個(gè)過(guò)程中有所以線框穿過(guò)第一個(gè)過(guò)程中有01322mvvmRlB 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)4頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)設(shè)線框能穿過(guò)設(shè)線框能穿過(guò)n個(gè)條形磁場(chǎng)，則有個(gè)條形磁場(chǎng)，則有03202mvRlBn 442320.lBRmvn 可穿過(guò)可穿過(guò)4個(gè)完整的條形磁場(chǎng)區(qū)域個(gè)完整的條形磁場(chǎng)區(qū)域2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)4頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)2007高考理綜北京卷高考理綜北京卷2424（20分）用密度為分）用密度為d、電阻率為、電阻率為、橫截面積為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框的閉合正方形框abba。如圖。如圖所示，金屬方框水平放在磁極

31、的狹縫間，方框平面與所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場(chǎng)方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間，磁場(chǎng)方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間，其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)?？烧J(rèn)為方框的其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)?？烧J(rèn)為方框的aa 邊和邊和bb邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從。方框從靜止開(kāi)始釋放，其平面在下落過(guò)程中保持水平（不計(jì)靜止開(kāi)始釋放，其平面在下落過(guò)程中保持水平（不計(jì)空氣阻力）?？諝庾枇Γ＝饘俜娇蚪饘俜娇蚣ぐl(fā)磁場(chǎng)的通電線圈激發(fā)磁場(chǎng)的通電線圈SNSL圖圖1 裝置縱截面示意圖裝置縱截面示意圖LSSab磁極磁極金屬方框金屬方框圖圖2 裝置

32、俯視示意圖裝置俯視示意圖Nab2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)求方框下落的最大速度求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方（設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng)）；向足夠長(zhǎng)）； 當(dāng)方框下落的加速度為當(dāng)方框下落的加速度為g/2時(shí)時(shí),求方框的發(fā)熱功率求方框的發(fā)熱功率P； 已知方框下落的時(shí)間為已知方框下落的時(shí)間為t時(shí)，下落的高度為時(shí)，下落的高度為h，其，其速度為速度為vt（vtvm）。若在同一時(shí)間）。若在同一時(shí)間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流電流I0的表達(dá)式。的表達(dá)式。解：解：（1）方框質(zhì)量）方框質(zhì)量 m=4LAd

33、方框電阻方框電阻ALR4 方框下落速度為方框下落速度為v時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=B2Lv 感應(yīng)電流感應(yīng)電流 2BAvREI 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)方框下落過(guò)程，受到重力方框下落過(guò)程，受到重力G及安培力及安培力FG=mg=4LAdg， 方向豎直向下方向豎直向下vALBLBIF 22 方向豎直向上方向豎直向上當(dāng)當(dāng)F=G時(shí)，方框達(dá)到最大速度，即時(shí)，方框達(dá)到最大速度，即v=vm則則LAdgvALBm42 方框下落的最大速度方框下落的最大速度gBdvm24 （2）方框下落加速度為）方框下落加速度為g/2時(shí)，有，時(shí)，有，22gmLBImg 則則BAdgBLmgI 4方框的發(fā)熱功

34、率方框的發(fā)熱功率22224BgALdRIP 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)（3）根據(jù)能量守恒定律，有）根據(jù)能量守恒定律，有RtImvmght20221 )vgh(RtmIt2021 解得恒定電流解得恒定電流I0的表達(dá)式的表達(dá)式 2021tvghtdAI 2頁(yè)頁(yè)題目題目3頁(yè)頁(yè)末頁(yè)末頁(yè)2007年高考廣東卷年高考廣東卷1818（17分）如圖分）如圖15（a）所示，一端封閉的兩條平行）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距光滑導(dǎo)軌相距L，距左端，距左端L處的中間一段被彎成半徑為處的中間一段被彎成半徑為H的的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0，左段，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B(t)，如圖，如圖15（b）所示，兩磁場(chǎng)方向均豎直向上。在圓弧頂端