高二年級(jí)物理之電磁感應(yīng)綜合題練習(xí)[附答案]

1、32/32 . . 電磁感應(yīng)三十道新題(附答案)一解答題（共30小題） 1如圖所示，MN和PQ是平行、光滑、間距L=0.1m、足夠長且不計(jì)電阻的兩根豎直固定金屬桿，其最上端通過電阻R相連接，R=0.5R兩端通過導(dǎo)線與平行板電容器連接，電容器上下兩板距離d=lm在R下方一定距離有方向相反、無縫對接的兩個(gè)沿水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域I和，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=2T，其中區(qū)域I的高度差h1=3m，區(qū)域的高度差h2=lm現(xiàn)將一阻值r=0.5、長l=0lm的金屬棒a緊貼MN和PQ，從距離區(qū)域I上邊緣h=5m處由靜止釋放；a進(jìn)入?yún)^(qū)域I后即刻做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在a進(jìn)入?yún)^(qū)域I的同時(shí)，從緊貼電容器下板中心處由靜止釋放一帶

2、正電微粒A微粒的比荷=20C/kg，重力加速度g=10m/s2求（1）金屬棒a的質(zhì)量M；（2）在a穿越磁場的整個(gè)過程中，微粒發(fā)生的位移大小x；（不考慮電容器充、放電對電路的影響與充、放電時(shí)間） 2如圖（甲）所示，MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為2的定值電阻R，將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒cd的電阻r=2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T若棒以1m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒為4W，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過2s

3、金屬棒的速度穩(wěn)定不變，圖（乙）為安培力與時(shí)間的關(guān)系圖象試求：（1）金屬棒的最大速度；（2）金屬棒的速度為3m/s時(shí)的加速度；（3）求從開始計(jì)時(shí)起2s電阻R上產(chǎn)生的電熱3如圖（甲）所示的輪軸，它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿在豎直平面有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，忽略所有摩擦（1）重物勻速下降的速度的大小是多少？（

4、2）對一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，重物的質(zhì)量M取不同的值，測出相應(yīng)的重物做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，可得 出vM實(shí)驗(yàn)圖線圖（乙）中 畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時(shí)的兩條實(shí)驗(yàn)圖線，試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算B1和B2的比值（3）若M從靜止到勻速的過程中下降的高度為h，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱4如圖，電阻不計(jì)且足夠長的U型金屬框架放置在傾角=37的絕緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.4的導(dǎo)體棒ab垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框架接觸良好框架的質(zhì)量M=0.2kg、寬度l=0.4m，框架與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.6，與斜面間最大靜

5、摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8（1）若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度vm；（2）若框架固定，棒從靜止開始下滑5.75m時(shí)速度v=5m/s，求此過程回路中產(chǎn)生的熱量Q與流過ab棒的電量q；（3）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度v15如圖所示，豎直平面被分為足夠長的I、II兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域有垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為BI區(qū)固定有豎直放置的平行金屬薄板K、K，極板間距離為dII區(qū)用絕緣裝置豎直固定兩根電阻可忽略的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為l，且接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌與金屬板用導(dǎo)線相連電阻為r、長為l的導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，在

6、外力作用下沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球從靠近金屬板K的A處射入I區(qū)，射入時(shí)速度在豎直平面且與K板夾角為45，在板間恰能做直線運(yùn)動(dòng)（重力加速度為g）（1）求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v1；（2）若只撤去I區(qū)磁場，其它條件不變，要使小球剛好到達(dá)K板上正對A的位置A，極板間距離d應(yīng)滿足什么條件？ 6如圖所示，兩根水平的金屬光滑平行導(dǎo)軌，其末端連接等高光滑的圓弧，其軌道半徑為r、圓弧段在圖中的cd和ab之間，導(dǎo)軌的間距為L，軌道的電阻不計(jì)在軌道的頂端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B現(xiàn)有一根長度稍大于L、電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的金屬棒，從軌道的水平位置ef

7、開始在拉力作用下，從靜止勻加速運(yùn)動(dòng)到cd的時(shí)間為t0，調(diào)節(jié)拉力使金屬棒接著沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab處，已知金屬棒在ef和cd之間運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力隨時(shí)間圖象如圖（其中圖象中的F0、t0為已知量），求：（1）金屬棒做勻加速的加速度；（2）金屬棒從cd沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab的過程中，拉力做的功 7如圖所示，水平面上兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，左端用導(dǎo)線連接阻值為R的電阻在間距為d的虛線MN、PQ之間，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨著與MN的距離變化而變化質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，在大小為F的水平恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)虛線MN時(shí)的速度為v0此后恰能以

8、加速度a在磁場中做勻加速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌電阻不計(jì)，始終與導(dǎo)體棒電接觸良好求：（1）導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)的位置到MN的距離x；（2）磁場左邊緣MN處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；（3）導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR8如圖所示，MN、PQ為豎直放置的兩根足夠長平行光滑導(dǎo)軌，相距為d=0.5m，M、P之間連一個(gè)R=1.5的電阻，導(dǎo)軌間有一根質(zhì)量為m=0.2kg，電阻為r=0.5的導(dǎo)體棒EF，導(dǎo)體棒EF可以沿著導(dǎo)軌自由滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中始終保持水平且跟兩根導(dǎo)軌接觸良好整個(gè)裝置的下半部分處于水平方向且與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T取重力加速度g=10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)（1）若導(dǎo)體棒EF從

9、磁場上方某處沿導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)速度為v=2m/s，a求此時(shí)通過電阻R的電流大小和方向；b求此時(shí)導(dǎo)體棒EF的加速度大??；（2）若導(dǎo)體棒EF從磁場上方某處由靜止沿導(dǎo)軌自由下滑，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求導(dǎo)體棒EF開始下滑時(shí)離磁場的距離 9如圖甲所示，一對光滑的平行導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）固定在同一水平面，導(dǎo)軌足夠長且間距L=0.5m，左端接有阻值為R=4的電阻，一質(zhì)量為m=1kg長度也為L的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，金屬棒MN的電阻r=1，整個(gè)裝置置于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒在水平向右的外力F的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力F與金屬棒的速率的倒數(shù)關(guān)系如圖乙求：（1）v=5m/s時(shí)拉力的

10、功率；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（3）若經(jīng)過時(shí)間t=4s金屬棒達(dá)到最大速度，則在這段時(shí)間電阻R產(chǎn)生的熱量為多大？10如圖所示，光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN，PQ平行固定在同一水平面上，在虛線ab的右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌豎直向下的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)軌的間距為L=0.1m，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，M，P端接有一阻值為R=0.1的電阻，一質(zhì)量為m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬棒EF放置在虛線ab的左側(cè)，現(xiàn)用F=0.5N的水平向右的恒力從靜止開始拉金屬棒，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，經(jīng)過t=2s金屬棒進(jìn)入磁場區(qū)域，求：（1）若勻強(qiáng)磁場感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T，則金屬棒剛進(jìn)入磁場時(shí)通過R的電流大小與方向（2）若水

11、平恒力的最大功率為10W，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大11如圖甲所示，兩根相距L，電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值為R的電阻相連導(dǎo)軌間x0一側(cè)存在沿x方向均勻變化且與導(dǎo)軌平面垂直的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x變化如圖乙所示一根質(zhì)量為m、電阻為r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處以速度v0向右做勻速運(yùn)動(dòng)求：（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)到x=x0處時(shí)，回路中的感應(yīng)電流；（2）金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=x0的過程中，通過R的電荷量 12（1）如圖1所以，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于紙面，在紙面有一條以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為L圓弧形金屬導(dǎo)軌，長也為L的導(dǎo)體棒OA可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)體棒的另一端與

12、金屬導(dǎo)軌良好接觸，并通過導(dǎo)線與電阻R構(gòu)成閉合電路當(dāng)導(dǎo)體棒以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，試根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=，證明導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=BL2（2）某同學(xué)看到有些玩具車在前進(jìn)時(shí)車輪上能發(fā)光，受此啟發(fā)，他設(shè)計(jì)了一種帶有閃爍燈的自行車后輪，可以增強(qiáng)夜間騎車的安全性圖1所示為自行車后車輪，其金屬輪軸半徑可以忽略，金屬車輪半徑r=0.4m，其間由絕緣輻條連接（絕緣輻條未畫出）車輪與輪軸之間均勻地連接有4根金屬條，每根金屬條中間都串接一個(gè)LED燈，燈可視為純電阻，每個(gè)燈的阻值為R=0.3并保持不變車輪邊的車架上固定有磁鐵，在車輪與輪軸之間形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，方向垂直于紙面向外的扇形勻強(qiáng)磁場區(qū)

13、域，扇形對應(yīng)的圓心角=30自行車勻速前進(jìn)的速度為v=8m/s（等于車輪邊緣相對軸的線速度）不計(jì)其它電阻和車輪厚度，并忽略磁場邊緣效應(yīng)在圖1所示裝置中，當(dāng)其中一根金屬條ab進(jìn)入磁場時(shí)，指出ab上感應(yīng)電流的方向，并求ab中感應(yīng)電流的大??；若自行車以速度為v=8m/s勻速前進(jìn)時(shí)，車輪受到的總摩擦阻力為2.0N，則后車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，動(dòng)力所做的功為多少？（忽略空氣阻力，3.0） 13如圖所示，無限長金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為=53的光滑絕緣斜面上，軌道間距L=1m，底部接入一阻值為R=0.4的定值電阻，上端開口垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，

14、ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，ab連入導(dǎo)軌間的電阻r=0.1，電路中其余電阻不計(jì)現(xiàn)用一質(zhì)量為M=2.86kg的物體通過一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與ab相連由靜止釋放M，當(dāng)M下落高度h=2.0m時(shí)，ab開始勻速運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)中ab始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好）不計(jì)空氣阻力，sin53=0.8，cos53=0.6，取g=10m/s2求：（1）ab棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；（2）ab棒從開始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR和流過電阻R的總電荷量q14如圖甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，有兩根豎直放置相距為L平行光滑的金屬導(dǎo)軌，頂端用一阻直為尺的電阻相連，兩導(dǎo)軌所在

15、的豎直平面與磁場方向垂直一根質(zhì)量為m的金屬棒從靜止開始沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒下落龍時(shí)，速度達(dá)到最大，整個(gè)過程中金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好重力加速度為g，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻可忽略不計(jì)，設(shè)導(dǎo)軌足夠長求：（l）通過電阻R的最大電流；（2）從開始到速度最大過程中，金屬棒克服安培力做的功WA；（3）若用電容為C的平行板電容器代替電阻R，如圖乙所示，仍將金屬棒從靜止釋放，經(jīng)歷時(shí)間t的瞬時(shí)速度v1 15如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面，相距L=0.5m，導(dǎo)軌的左端用R=3的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨接一電阻r=1的金屬桿ab，質(zhì)量m=0.2kg，整個(gè)裝置放在豎直向上的

16、勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，現(xiàn)對桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求：（1）桿能達(dá)到的最大速度多大？（2）若已知桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)至最大速度的過程中，R上總共產(chǎn)生了10.2J的電熱，則此過程中金屬桿ab的位移多大？（3）接（2）問，此過程中流過電阻R的電量？經(jīng)歷的時(shí)間？16如圖所示，在傾角為的斜面上固定兩條間距為l的光滑導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，并且處于垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場中在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab，并對其施加一平行斜面向上的恒定的作用力，使其勻加速向上運(yùn)動(dòng)某時(shí)刻在導(dǎo)軌上再靜止放置質(zhì)量為2m，電阻為2R的金屬棒cd，恰好能在導(dǎo)軌上保持靜止，且金屬棒a

17、b同時(shí)由加速運(yùn)動(dòng)變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，速度為v求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）平行斜面向上的恒定作用力F的大小與金屬棒ab做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小17如圖所示，表面絕緣、傾角=37的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行斜面所在空間有一寬度L=0.4m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場方向垂直斜面向上，磁場上邊界到擋板的距離s=m，一個(gè)質(zhì)量m=0.2kg、總電阻R=2.5的單匝正方形閉合金屬框abcd，其邊長L=0.4m，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力F作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=0

18、.5s線框的cd邊到達(dá)磁場的下邊界，此時(shí)線框的速度v1=3m/s，此后線框勻速通過磁場區(qū)域，當(dāng)線框ab的邊離開磁場區(qū)域時(shí)撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，并與擋板發(fā)生碰撞，碰后線框等速反彈已知線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）線框受到的恒定拉力F的大??；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）若線框向下運(yùn)動(dòng)過程中最后靜止在磁場中的某位置，求線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q18如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的足夠長的U型金屬框架abcd，放在光滑絕緣水平面上，

19、導(dǎo)軌ab邊寬度L=1m電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒PQ，質(zhì)量m=1kg，平行于ab邊放置在導(dǎo)軌上，并始終與導(dǎo)軌接觸良好，棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，棒左右兩側(cè)各有兩個(gè)固定于水平面上的光滑立柱開始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻R=1，右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為r0=0.5/m以ef為界，分為左右兩個(gè)區(qū)域，最初aefb構(gòu)成一正方形，g取10m/s2（1）如果從t=0時(shí)，在ef左側(cè)施加B=kt（k=2T/s），豎直向上均勻增大的勻強(qiáng)磁場，如圖甲所示，多久后金屬框架會(huì)發(fā)生移動(dòng)（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）（2）如果ef左右兩側(cè)同時(shí)存在B=1T的勻強(qiáng)磁場，方向分別為豎直向上和水平向左，如圖乙所示從t=0時(shí)，對框架施加一垂

20、直ab邊的水平向左拉力，使框架以a=0.5m/s2向左勻加速運(yùn)動(dòng)，求t=2s時(shí)拉力F多大（3）在第（2）問過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.6J，求拉力在這一過程中做的功19如圖所示，U型金屬框架質(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，MM、NN相互平行且相距0.4m，電阻不計(jì)，且足夠長，MN段垂直于MM，電阻R2=0.1光滑導(dǎo)體棒ab垂直橫放在U型金屬框架上，其質(zhì)量m1=0.1kg、電阻R1=0.3、長度l=0.4m整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T現(xiàn)垂直于ab棒施加F=2N的水平恒力，使ab棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，且始終與MM、NN保持良

21、好接觸，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開始運(yùn)動(dòng)設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2（1）求框架剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab棒速度v的大??；（2）從ab棒開始運(yùn)動(dòng)到框架剛開始運(yùn)動(dòng)的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J求該過程ab棒位移x的大小20如圖所示，兩根半徑為r光滑的圓弧軌道間距為L，電阻不計(jì)，在其上端連有一阻值為R0的電阻，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B現(xiàn)有一根長度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒從軌道的頂端PQ處開始下滑，到達(dá)軌道底端MN時(shí)對軌道的壓力為2mg，求：（1）棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)電阻R0兩端的電壓；（2）棒下滑過程中R0產(chǎn)生的焦耳熱；（3）棒下滑過程

22、過R0的電量 21如圖所示，足夠長的光滑U形導(dǎo)體框架的寬度L=0.40m，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面所成的角=37，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于框平面一根質(zhì)量為m=0.20kg、有效電阻R=1.0的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，導(dǎo)體棒從靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過導(dǎo)體棒截面電量共為Q=2.0C（sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2）求：（1）導(dǎo)體棒的最大加速度和最大電流強(qiáng)度的大小和方向？（2）導(dǎo)體棒在0.2s在框架所夾部分可能掃過的最大面積？（3 ）導(dǎo)體棒從開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)這一過程中，導(dǎo)體棒的有效電阻消耗的電功？22如圖所示，傾角

23、為的光滑固定斜面，斜面上相隔為d的平行虛線MN與PQ間有大小為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直斜面向下一質(zhì)量為m，電阻為R，邊長為L的正方形單匝純電阻金屬線圈，線圈在沿斜面向上的恒力作用下，以速度v勻速進(jìn)入磁場，線圈ab邊剛進(jìn)入磁場和cd邊剛要離開磁場時(shí)，ab邊兩端的電壓相等已知磁場的寬度d大于線圈的邊長L，重力加速度為g求（1）線圈進(jìn)入磁場的過程中，通過ab邊的電量q；（2）恒力F的大小；（3）線圈通過磁場的過程中，ab邊產(chǎn)生的熱量Q 23如圖所示，由粗細(xì)均勻、同種金屬導(dǎo)線構(gòu)成的正方形線框abcd放在光滑的水平桌面上，線框邊長為L，其中ab段的電阻為R在寬度也為L的區(qū)域存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，

24、磁場的方向豎直向下線框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，線框始終與磁場方向垂直且無轉(zhuǎn)動(dòng)求：（1）在線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，bc邊兩端的電壓Ubc；（2）為維持線框勻速運(yùn)動(dòng)，水平拉力的大小F；（3）在線框通過磁場的整個(gè)過程中，bc邊金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量Qbc 24如圖甲所示，兩條不光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜固定放置，傾角=37，間距d=1m，電阻r=2的金屬桿與導(dǎo)軌垂直連接，導(dǎo)軌下端接燈泡L，規(guī)格為“4V，4W”，在導(dǎo)軌有寬為l、長為d的矩形區(qū)域abcd，矩形區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面均勻分布的磁場，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小始終相等，B隨時(shí)間t變化如圖乙所示在t=0時(shí)，金屬桿從PQ位置靜止釋放

25、，向下運(yùn)動(dòng)直到cd位置的過程中，燈泡一直處于正常發(fā)光狀態(tài)不計(jì)兩導(dǎo)軌電阻，sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g=10m/s2求：（1）金屬桿的質(zhì)量m；（2）03s金屬桿損失的機(jī)械能E 25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)，其間接有固定電阻R=0.40導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m=0.10kg、電阻r=30的金屬桿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，磁場方向豎直向下利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加速直線運(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，并獲得U隨時(shí)間t

26、的關(guān)系如圖乙所示求：（1）金屬桿加速度的大?。唬?）第2s末外力的瞬時(shí)功率26如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌OD、AC固定在水平的xoy直角坐標(biāo)系，OD與x軸重合，間距L=0.5m在AD間接一R=20的電阻，將阻值為r=50、質(zhì)量為2kg的導(dǎo)體棒橫放在導(dǎo)軌上，且與y軸重合，導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向下的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨橫坐標(biāo)x的變化關(guān)系為B=T現(xiàn)用沿x軸正向的水平力拉導(dǎo)體棒，使其沿x軸正向以2m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求：（1）t時(shí)刻電阻R兩端的電壓；（2）拉力隨時(shí)間的變化關(guān)系27如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L導(dǎo)軌平面與水平面夾角為a導(dǎo)軌電阻不計(jì)磁感

27、應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接 觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m 電阻為R兩金屬導(dǎo)軌的上端連 接右側(cè)電路，電路中R2為一電 阻箱，已知燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12R，重力加速度為g，閉合開關(guān)S，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求：（1）金屬棒下滑的最大速度vm的大小；（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為so時(shí)速度恰好達(dá)到最大，則金屬棒由靜止開始下滑2so的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱28如圖所示，兩根豎直固定的足夠長的金屬導(dǎo)軌ab和cd相距L=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和PQ的質(zhì)量均為m=10kg，可沿導(dǎo)軌無摩擦

28、地滑動(dòng)，MN桿和PQ桿的電阻均為R=0.2（豎直金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)），PQ桿放置在水平絕緣平臺(tái)上，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向里的磁場中，g取10m/s2（1）若將PQ桿固定，讓MN桿在豎直向上的恒定拉力F=0.18N的作用下由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo=1.0T，桿MN的最大速度為多少？（2）若將MN桿固定，MN和PQ的間距為d=0.4m，現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開始以=0.5T/s的變化率均勻地增大，經(jīng)過多長時(shí)間，桿PQ對地面的壓力為零？29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=30傾斜放置，底部連接有一個(gè)阻值為R=3的電阻現(xiàn)將一根長也為L=0

29、.5m質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=2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，金屬棒上產(chǎn)生了Qr=2.4J的熱量，且通過電阻R上的電荷量為q=0.6C，取g=10m/s2求：（1）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速v0；（2）金屬棒進(jìn)入磁場后，當(dāng)速度v=6m/s時(shí)，其加速度a的大小與方向；（3）磁場的上部邊界OP距導(dǎo)軌頂部的距離S30如圖所示，光滑水平軌道MN、PQ和光滑傾斜軌道N

30、F、在、N點(diǎn)連接，傾斜軌道傾角為，軌道間距均為L水平軌道間連接著阻值為R的電阻，質(zhì)量分別為M、m，電阻分別為R、r的導(dǎo)體棒a、b分別放在兩組軌道上，導(dǎo)體棒均與軌道垂直，a導(dǎo)體棒與水平放置的輕質(zhì)彈簧通過絕緣裝置連接，彈簧另一端固定在豎直墻壁上水平軌道所在的空間區(qū)域存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，傾斜軌道空間區(qū)域存在垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場，該磁場區(qū)域僅分布在QN和EF所間的區(qū)域，QN、EF距離為d，兩個(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2，以QN為分界線且互不影響現(xiàn)在用一外力F將導(dǎo)體棒a向右拉至某一位置處，然后把導(dǎo)體棒b從緊靠分界線QN處由靜止釋放，導(dǎo)體棒b在出磁場邊界EF前已達(dá)最大速度當(dāng)導(dǎo)體棒b在磁場中

31、運(yùn)動(dòng)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，撤去作用在a棒上的外力后發(fā)現(xiàn)a棒仍能靜止一段時(shí)間，然后又來回運(yùn)動(dòng)并最終停下來求：（1）導(dǎo)體棒b在傾斜軌道上的最大速度（2）撤去外力后，彈簧彈力的最大值（3）如果兩個(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=B2且導(dǎo)體棒電阻R=r，從b棒開始運(yùn)動(dòng)到a棒最終靜止的整個(gè)過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q，求彈簧最初的彈性勢能參考答案與試題解析一解答題（共30小題）1考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)功能問題分析：（1）根據(jù)平衡條件列方程求金屬棒的質(zhì)量；（2）根據(jù)歐姆定律求出兩板間的電壓，進(jìn)而得到場強(qiáng)，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求微粒發(fā)生的位移大小解答：解：（1）a下滑h

32、的過程中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：v2=2gh代入數(shù)據(jù)解得：v=10m/sa進(jìn)入磁場后，由平衡條件有：BIL=Mg感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=BLv=2V感應(yīng)電流為：I=2A解得：M=0.04kg（2）因磁場I、的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一樣，故a在磁場中也做勻速運(yùn)動(dòng)，a勻速穿過磁場中的整個(gè)過程中，電容器兩板間的電壓為：U=1V場強(qiáng)為：E=1V/ma穿越磁場I的過程中經(jīng)歷時(shí)間為：t1=0.3s此過程下板電勢高，加速度為：a1=10m/s2，方向豎直向上末速度為：v1=a1t1=3m/s向上位移為：x1=a1t12=0.45ma穿越磁場的過程中經(jīng)歷時(shí)間為：t2=0.1s此過程中上板電勢高，加速度為：a2=30m/s2，方向

33、豎直向下末速度v2=v1a2t2=0，故微粒運(yùn)動(dòng)方向始終未變向上位移為：x2=v1t2a2t22=0.15m得：x=x1+x2=0.45+0.15=0.60m答：（1）金屬棒a的質(zhì)量M為0.04kg；（2）在a穿越磁場的整個(gè)過程中，微粒發(fā)生的位移大小x為0.6m點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，與電路聯(lián)系的關(guān)鍵點(diǎn)是感應(yīng)電動(dòng)勢，與力學(xué)聯(lián)系的關(guān)鍵點(diǎn)是靜電力2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；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)功能問題分析：（1）當(dāng)金屬棒所受的合力為零，即安培力等于拉力時(shí)，速度最大，根據(jù)功率與拉力的關(guān)系，結(jié)合閉合電路歐姆定律和切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢求出最大速度

34、（2）求出速度為3m/s時(shí)的拉力大小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流大小，從而求出安培力大小，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的大?。?）根據(jù)動(dòng)能定理求出整個(gè)過程中安培力做的功，結(jié)合克服安培力做功等于整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量，通過外阻和阻的關(guān)系求出電阻R上產(chǎn)生的電熱解答：解：（1）金屬棒速度最大時(shí)，所受合外力為零，即BIL=F而P=Fvm，I=，解出m/s=4m/s（2）速度為3m/s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv=20.53V=3V電流I=，F(xiàn)安=BIL金屬棒受到的拉力F=根據(jù)牛頓第二定律FF安=ma解得a=（3）在此過程中，由動(dòng)能定理得，W安=6.5J則答：（1）金屬棒的最大速度為4

35、m/s（2）金屬棒的速度為3m/s時(shí)的加速度為（3）從開始計(jì)時(shí)起2s電阻R上產(chǎn)生的電熱為3.25J點(diǎn)評：本題綜合考查了牛頓第二定律、動(dòng)能定理、功能關(guān)系等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，對學(xué)生能力的要求較高，是一道好題3考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；焦耳定律專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）重物勻速下降時(shí)，金屬桿勻速上升，合力為零分析金屬桿的受力情況，由F=BIL、E=BLv結(jié)合推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式，即可由平衡條件求出重物勻速下降的速度v；（2）根據(jù)第1題v的表達(dá)式，分析vM圖象的斜率，結(jié)合圖象求出斜率，即可得到B1和B2的比值（2）若M從靜止到勻速的過程中下降高度h的過程中，M的重力勢能減小轉(zhuǎn)化為m

36、的重力勢能、系統(tǒng)的動(dòng)能和能，根據(jù)能量守恒定律求解R上產(chǎn)生的焦耳熱解答：解：（1）金屬桿達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受繩子拉力F、金屬桿的重力mg、向下的安培力FA則：F=FA+mg其中F=Mg又對金屬桿有：安培力FA=BIL，感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv則得：FA=所以由得：（2）由式可得vM的函數(shù)關(guān)系式為：結(jié)合圖線可知，斜率所以ms1/kg=1.6ms1/kg =ms1/kg=0.9ms1/kg 故：（3）由能量關(guān)系，可得R上產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=（Mm）gh（M+m）v2將v代入可得：Q=（Mm）gh答：（1）重物勻速下降的速度v的大小是；（2）B1和B2的比值為3：4；（3）這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳

37、熱為（Mm）gh點(diǎn)評：本題中運(yùn)用F=BIL、E=BLv推導(dǎo)安培力的表達(dá)式是求解的關(guān)鍵步驟，再運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析圖象的斜率，得到B1和B2的比值，中等難度4考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)功能問題分析：（1）若框架固定，導(dǎo)體棒勻速下滑時(shí)速度最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式和平衡條件結(jié)合求解最大速度vm；（2）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求解熱量Q由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電流的定義式結(jié)合求解電量q（3）當(dāng)框架剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的靜摩擦力達(dá)到最大，由平衡條件求解回路中電流，再由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律結(jié)合求解解答：解：（1）棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢

38、為：E=Blv回路中感應(yīng)電流為：棒ab所受的安培力為：F=BIl對棒ab有：mgsin37BIl=ma當(dāng)加速度a=0時(shí)，速度最大，速度的最大值為：m/s （2）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有：代入數(shù)據(jù)解得：Q=2.2J 電量為：C （3）回路中感應(yīng)電流為：框架上邊所受安培力為：F1=BI1l對框架有：Mgsin37+BI1l=（m+M）gcos37代入數(shù)據(jù)解得：v1=2.4m/s 答：（1）若框架固定，導(dǎo)體棒的最大速度vm是6m/s（2）此過程回路中產(chǎn)生的熱量Q是22J，流過ab棒的電量q是2.875C；（3）若框架不固定，當(dāng)框架剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度v1是4m/s點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，要

39、明確安培是電磁感應(yīng)與力聯(lián)系的橋梁，這種類問題在于安培力的分析和計(jì)算同時(shí)要明確物體剛好運(yùn)動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)最大值5考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)功能問題分析：（1）帶負(fù)電的小球在板間恰能做直線運(yùn)動(dòng)，由于洛倫茲力與速度成正比，可知小球必定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，分析其受力情況，由平衡條件和法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律結(jié)合求解（2）若只撤去I區(qū)磁場，小球在電場力和重力的作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合解答解答：解：（1）由題分析知小球在板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖所示有qE=mg設(shè)豎直兩板的電壓為U根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、

40、歐姆定律有： Blv1=（R+r）另有U=Ed解得 v1=（2）撤去I區(qū)磁場，對小球進(jìn)行受力分析，可知小球做類平拋運(yùn)動(dòng)設(shè)從A到A的時(shí)間為t，加速度為a在合外力方向上，有 =初速度v2方向上，有 =v2t根據(jù)上題得 F合=Bqv2=mg由牛頓第二定律，有 F合=ma解得 d=答：（1）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v1為（2）要使小球剛好到達(dá)K板上正對A的位置A，極板間距離d應(yīng)滿足的條件是d=點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵要正確分析小球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，熟練運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法處理類平拋運(yùn)動(dòng)6考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)功能問題分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律寫出F

41、隨速度的變化的公式，然后結(jié)合牛頓第二定律即可求出加速度（2）金屬棒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，回路中產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em=BLv0，有效值為E=Em，根據(jù)焦耳定律Q=求出求解金屬棒產(chǎn)生的熱量再根據(jù)功能關(guān)系求拉力做功解答：解：（1）設(shè)棒到達(dá)cd的速度為v，產(chǎn)生的電動(dòng)勢：E=BLv；感應(yīng)電流：棒受到的安培力：棒受到拉力與安培力的作用，產(chǎn)生的加速度：ma=F0F安所以：（2）金屬棒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒與圓心的連線與豎直方向之間的夾角是時(shí)，沿水平方向的分速度：v水平=vcos棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢：E=BLv水平=BLvcos回路中產(chǎn)生正弦式交變電流，可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em=BLv，有

42、效值為E有效=，棒從cd到ab的時(shí)間：根據(jù)焦耳定律Q=設(shè)拉力做的功為WF，由功能關(guān)系有 WFmgr=Q得：答：（1）金屬棒做勻加速的加速度是；（2）金屬棒從cd沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab的過程中，拉力做的功是點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵是判斷出回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流，相當(dāng)于線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)單邊切割磁感線，要用有效值求解熱量7考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）導(dǎo)體在磁場外，只有F做功，由動(dòng)能定理求解x（2）已知導(dǎo)體棒進(jìn)入后以加速度a在磁場中做勻加速運(yùn)動(dòng)由法拉第定律、歐姆定律和安培力公式推導(dǎo)出安培力，再由牛頓第二定律求解B（3）由牛頓第二定律得到安培力，由于安培

43、力不變，根據(jù)克服安培力做功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱求解解答：解：（1）導(dǎo)體棒在磁場外，由動(dòng)能定理有：解得：（2）導(dǎo)體棒剛進(jìn)磁場時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢為：E=BLv0由閉合電路歐姆定律有：又：F安=ILB可得：F安=由牛頓第二定律有：FF安=ma解得：（3）導(dǎo)體棒穿過磁場過程，由牛頓第二定律有：FF安=ma可得 F安=Fma，F(xiàn)、a、m恒定，則安培力 F安恒定，則導(dǎo)體棒克服安培力做功為：W=F安d電路中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=W電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：解得：答：（1）導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)的位置到MN的距離x是；（2）磁場左邊緣MN處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B是；（3）導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR是（F

44、ma）點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，要根據(jù)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況，恰當(dāng)選擇力學(xué)的方法解答8考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）a、由公式E=Bdv求感應(yīng)電動(dòng)勢，由閉合電路歐姆定律求感應(yīng)電流的大小，由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向b、由公式F=BdI求出棒所受的安培力，再由牛頓第二定律求加速度（2）由平衡條件和安培力與速度的關(guān)系式，求出勻速運(yùn)動(dòng)的速度，再由自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解解答：解：（1）a導(dǎo)體棒EF產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：E=Bdv由閉合電路歐姆定律，得：I=1A方向：由P指向Mb導(dǎo)體棒所受安培力：F=BId由牛頓第二定律：mgF=ma可得 a=g代入數(shù)據(jù)解得 a=5

45、m/s2（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有：mg=BId又 I=則得勻速運(yùn)動(dòng)的速率為 v=代入解得 v=4m/s由自由落體公式：v2=2gh則得 h=0.8m答：（1）a此時(shí)通過電阻R的電流大小1A為，方向由P指向M；b此時(shí)導(dǎo)體棒EF的加速度大小為5m/s2（2）導(dǎo)體棒EF開始下滑時(shí)離磁場的距離為0.8m點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合，既要掌握電磁感應(yīng)的基本規(guī)律，如法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則等，又要熟練推導(dǎo)出安培力，運(yùn)用平衡條件解答9考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）F圖象的斜率等于Fv，而Fv=P，說明拉力的功率不變由數(shù)學(xué)知識(shí)求解拉力的功率（2）由圖知金屬

46、棒的最大速度為10m/s，此時(shí)金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關(guān)系式，求解B（3）根據(jù)能量守恒定律求出總熱量，再由焦耳定律求得R產(chǎn)生的熱量解答：解：（1）F圖象的斜率等于Fv=W=20W拉力的功率為P=Fv直線的斜率不變，說明拉力的功率不變，為 P=20W（2）由圖知F=2N，金屬棒的最大速度為 vm=10m/s，此時(shí)金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 E=BLvm感應(yīng)電流 I=棒所受的安培力 F安=BIL，可得F安=根據(jù)平衡條件得：F=F安=代入得 2=解得 B=2T（3）根據(jù)能量守恒得：Pt=Q+可得t=4s回路產(chǎn)生的總熱量為 Q=Pt=204110

47、2=30（J）則在這段時(shí)間電阻R產(chǎn)生的熱量為 QR=Q=30J=24J答：（1）v=5m/s時(shí)拉力的功率是20W；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2T；（3）若經(jīng)過時(shí)間t=4s金屬棒達(dá)到最大速度，則在這段時(shí)間電阻R產(chǎn)生的熱量為24J點(diǎn)評：本題的突破口是圖象的斜率，明確斜率等于拉力的功率是關(guān)鍵，同時(shí)要充分挖掘圖象的信息，讀出金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合電磁感應(yīng)的規(guī)律和力學(xué)知識(shí)解答10考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)功能問題分析：（1）金屬棒進(jìn)入磁場前做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律和速度公式求出金屬棒剛進(jìn)入磁場時(shí)速度大小，由E=BLv和歐姆定律求解通過R的電流大小由右手定

48、則判斷電流的方向（2）水平恒力功率最大時(shí)，速度最大，棒做勻速運(yùn)動(dòng)，由功能關(guān)系列式，求解B解答：解：（1）金屬棒進(jìn)入磁場前做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：a=金屬棒剛進(jìn)入磁場時(shí)速度大小 v=at=10m/s金屬棒剛進(jìn)入磁場時(shí)通過R的電流大小 I=A=5A由右手定則判斷知通過R的方向向下（2）水平恒力功率最大時(shí)，速度最大，棒做勻速運(yùn)動(dòng)，由P=Fv，v=20m/s由平衡條件得：F=BIL=，得B=0.5T答：（1）若勻強(qiáng)磁場感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T，則金屬棒剛進(jìn)入磁場時(shí)通過R的電流大小是5A，方向向下（2）若水平恒力的最大功率為10W，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為0.5T點(diǎn)評：本題考查了求導(dǎo)體棒的加速度、導(dǎo)體

49、棒的最大速度，分析清楚金屬棒的運(yùn)動(dòng)過程是正確解題的前提與關(guān)鍵，運(yùn)用力學(xué)的基本規(guī)律和電磁感應(yīng)知識(shí)結(jié)合解答11考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)到x=x0處時(shí)，B=B0，根據(jù)公式E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢，再由歐姆定律求解感應(yīng)電流（2）先求電流的平均值，再由電量公式、歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律求解電量解答：解：（1）由題圖可得，金屬棒運(yùn)動(dòng)到x=x0處時(shí)，B=B0，則金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 E=B0Lv0；回路中的感應(yīng)電流 I=解得I=（2）由上可得，感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻變化，平均電流為，通過電量為q，則=I又 q=t，t=解得 q=答：（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)到

50、x=x0處時(shí)，回路中的感應(yīng)電流為；（2）金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=x0的過程中，通過R的電荷量為點(diǎn)評：本題電磁感應(yīng)與運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用，要掌握這兩部分的基本知識(shí)，關(guān)鍵要會(huì)推導(dǎo)感應(yīng)電荷量的表達(dá)式，要明確只有電流均勻變化時(shí)電流的平均值才等于初末電流的平均值12考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；閉合電路的歐姆定律；焦耳定律；楞次定律專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律證明；（2）根據(jù)右手定則判定感應(yīng)電流的方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小從而得出感應(yīng)電流的大?。桓鶕?jù)能量守恒定律求解動(dòng)力所做的功，關(guān)鍵是求出焦耳熱解答：解：（1）設(shè)金屬棒OA在t時(shí)間掃過的面積為S，則：

51、所以有：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：（2）根據(jù)右手定則知：ab中的電流方向?yàn)閎aab相當(dāng)于電源，其等效電路如圖所示，有：=20rad/s應(yīng)用（1）推導(dǎo)出的結(jié)果：=0.8V電路總電阻：=0.4通過ab中的電流：=2A車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間：=0.3s則T時(shí)間克服阻力做功：Wf=fs=fvt=280.3=4.8JT時(shí)間產(chǎn)生電流的時(shí)間為：=0.1s在T時(shí)間，電流通過燈泡電阻產(chǎn)生的焦耳熱為：=0.16J動(dòng)力所做的功為：W動(dòng)=Wf+Q=4.8+0.16=4.96J答：（1）證明略（2）在圖1所示裝置中，當(dāng)其中一根金屬條ab進(jìn)入磁場時(shí)，指出ab上感應(yīng)電流的方向，求ab中感應(yīng)電流的大小為2A；若自行車以速度為v=

52、8m/s勻速前進(jìn)時(shí)，車輪受到的總摩擦阻力為2.0N，則后車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，動(dòng)力所做的功為4.96J點(diǎn)評：本題考查了電磁感應(yīng)和恒定電路的知識(shí)，設(shè)計(jì)問題從容易入手，層層遞進(jìn)，較好地把握了試題的難度和區(qū)分度13考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；閉合電路的歐姆定律專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）由靜止釋放M，ab棒先向上做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，所受的安培力增大，加速度減小，當(dāng)加速度為零時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，速度就達(dá)到最大值根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，結(jié)合平衡條件求解最大速度（2）在ab棒從開始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，系統(tǒng)的重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)增加的動(dòng)

53、能和焦耳熱，根據(jù)能量守恒求出總的焦耳熱，再由焦耳定律求電阻R上產(chǎn)生的熱量根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電量公式求解電量解答：解：（1）由題意知，由靜止釋放M后，ab棒在繩拉力T、重力mg、安培力F和軌道支持力N與摩擦力f共同作用下做沿軌道向上做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)直至勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，由平衡條件有： TmgsinFf=0 Nmgcos=0 T=Mg又由摩擦力公式得 f=Nab所受的安培力 F=BIL回路中感應(yīng)電流 I=聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得：最大速度 vm=3m/s（2）由能量守恒定律知，系統(tǒng)的總能量守恒，即系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能、焦耳熱與摩擦而轉(zhuǎn)化的能之和，有： M

54、ghmghsin=+Q+fh電阻R產(chǎn)生的焦耳熱 QR=Q根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律有： 流過電阻R的總電荷量 q=t 電流的平均值 感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值 =磁通量的變化量=B（Lh）聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得：QR=26.3J，q=8C答：（1）ab棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大速度vm是3m/s（2）ab棒從開始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR是26.3J，流過電阻R的總電荷量q是8C點(diǎn)評：本題有兩個(gè)關(guān)鍵：一是推導(dǎo)安培力與速度的關(guān)系；二是推導(dǎo)感應(yīng)電荷量q的表達(dá)式，對于它們的結(jié)果要理解記牢，有助于分析和處理電磁感應(yīng)的問題14考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電功、電功率專題：電磁感

55、應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）將金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，通過R的電流最大由平衡條件和安培力公式結(jié)合求解（2）由安培力和重力平衡，求出最大速度，再由動(dòng)能定理求解金屬棒克服安培力做的功WA（3）結(jié)合牛頓第二定律、電流的定義式和電容的定義式、切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式求出加速度的表達(dá)式，得出金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)速度時(shí)間公式求出金屬棒的速度解答：解：（1）設(shè)金屬棒所受的安培力為FA通過電阻R的最大時(shí)，棒做勻速運(yùn)動(dòng)，即有 FA=mg 又 FA=BIL 聯(lián)立得 I= （2）由E=BLvI=由得：棒的最大速度vm= 由動(dòng)能定理得：mghWA=0由得：金屬棒克服安培力做功 WA=mgh（

56、3）電容器兩端電壓 U=E 電容器容納的電量：q=CU流過金屬棒的電流 i= 由得 i=BLCa由牛頓第二定律得：mgFA=ma由得 a=故金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻金屬棒的速度 v1=at=答：（l）通過電阻R的最大電流為；（2）從開始到速度最大過程中，金屬棒克服安培力做的功WA是mgh；（3）將金屬棒從靜止釋放，經(jīng)歷時(shí)間t的瞬時(shí)速度v1是點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵通過牛頓第二定律、電流的定義式和電容的定義式、切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式得出加速度的表達(dá)式，知道金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)本題難度較大15考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）桿速度最大時(shí)，拉力與安培力平衡

57、，根據(jù)安培力表達(dá)式求出桿的最大速度；（2）拉力F做的功一是轉(zhuǎn)變?yōu)闂U的動(dòng)能和電阻R上產(chǎn)生的電熱，據(jù)此計(jì)算桿ab位移的大小；（3）q=求解通過電阻R的電量，安培力的沖量I=BILt=Bqt，根據(jù)動(dòng)量定理求此過程經(jīng)歷的時(shí)間解答：解：（1）由題意得，當(dāng)桿速度最大時(shí)，桿水平方向受到的拉力與安培力平衡，即滿足：F=BIL又根據(jù)歐姆定律可得I=代入可得：可得桿的最大速度為：（2）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有，拉力F對桿做的功等于桿獲得的動(dòng)能和電路上產(chǎn)生的電熱之和，故有：因?yàn)镽和r串聯(lián)，所以有：可得：所以有：Fs=可得桿產(chǎn)生的位移：=10m（3）流過電阻的電量為：該過程桿在水平方向由動(dòng)量定理有：FtBILt=mv

58、0又It=q所以有：FtqLB=mv所以作用時(shí)間為：t=答：（1）桿能達(dá)到的最大速度為8m/s；（2）若已知桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)至最大速度的過程中，R上總共產(chǎn)生了10.2J的電熱，則此過程中金屬桿ab的位移為10m；（3）此過程中流過電阻R的電量為2.5C，經(jīng)歷的時(shí)間為2.05s點(diǎn)評：本題一要能正確分析桿的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，此過程類似于汽車的起動(dòng)；二要熟記感應(yīng)電量表達(dá)式量q=，通過此式可以求解桿滑行的距離和時(shí)間16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；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化專題：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題分析：（1）由題，ab沿導(dǎo)軌向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd保持靜止?fàn)顟B(tài)，兩棒都處于平衡狀態(tài)，

59、合力都為零，分析兩棒的受力情況，根據(jù)平衡條件，分別對兩棒列式，即可求解F的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B（2）由法拉第定律、歐姆定律推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，由牛頓第二定律即可求得ab運(yùn)動(dòng)的加速度解答：解：（1）由題知，兩棒都處于平衡狀態(tài)，兩棒所受的合外力均為零，則根據(jù)平衡條件得：對ab棒：FFabmgsin=0對cd棒：Fcd2mgsin=0又：Fab=Fcd由解得：F=3mgsinab、cd兩棒所受的安培力大小為：Fab=Fcd=BIL=BL= 由解得：B=（2）ab棒做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿著斜面的方向只受到重力的分量與拉力F的作用，由牛頓第二定律得：Fmgsin=ma聯(lián)立得：a=2gsin答：（1）勻強(qiáng)

60、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是；（2）平行斜面向上的恒定作用力F的大小是3mgsin，金屬棒ab做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小是2gsin點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，綜合運(yùn)用電磁學(xué)知識(shí)、力平衡知識(shí)和牛頓第二定律進(jìn)行求解17考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；動(dòng)能定理；焦耳定律專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析：（1）線框進(jìn)入磁場前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知時(shí)間和初末速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度，由牛頓第二定律求解拉力F的大?。唬?）線框進(jìn)入磁場區(qū)域后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，推導(dǎo)出安培力表達(dá)式，由平衡條件求解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）線框進(jìn)入磁場區(qū)域后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并以速度v1勻速穿出磁場，線框ab邊離開磁場后向上