高三物理復習-電磁感應綜合練習

1、高三物理復習一一電磁感應綜合練習1.如圖所示，在光滑水平面上有一個豎直向上的勻強磁場，分布在寬度為l的區(qū)域內。現有個邊長為a的正方形閉合導線框 （aL2),磁感應強度為 B=1.0T ,垂直于紙面向外的勻強磁場?，F在，讓導線框 從下邊緣距磁場上邊界h=0.70m處開始自由下落，當其下邊緣進入磁場，而上邊緣未進入磁場的某一時刻，導線框的速度已經達到了一個穩(wěn)定值。求從開始下落到導線框下邊緣到達磁場下邊界過程中，導線框克服安培力做的功是多少?.如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1.0m,導軌平面與水平面成0 =37o角，下端連接阻值為 R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂

2、直。質量為0.20kg,電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數為0.25。求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小；當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8.0W,求該速度的大?。辉谏蠁栔?，若 R=2.0 Q ,金屬棒中的電流方向由a至ij b,求磁感應強度的大小和方向。(g=10m/s2, sin37o=0.60, cos37o=0.80)-b與一 -9-.圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距 l為 0.40m,電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質量 m為6.0 xi0-3kg、電阻為1.0的金屬桿

3、ab始終垂直于導軌， 并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0 的電阻Ri。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W,重力加速度取10m/s2,試求速率v和滑動變阻器接入 電路部分的阻值 R2。.如圖所示，頂角0 =45o的金屬導軌 MON固定在水平面內，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中。一根與 ON垂直的導體棒在水平外力作用 下以恒定速度v0沿導軌MON向右滑動，導體棒的質量為m,導軌與導體棒單位長度的電阻均為r。導體棒與導軌接觸點為 a和b,導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。t=0時，導體棒位于頂角O處。求：t時刻流

4、過導體棒的電流強度 I和電流方 向。導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式。導休棒在0-t時間內產生的焦耳熱 Q。11.如圖所示，邊長 L=2.5m、質量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應強度 B=0.80T的 勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界 MN重合。在力F作用下由靜止開始向左運動，在 5.0s內從 磁場中拉出。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如下圖所示。已知金屬線框的總電阻 R=4.0Q o試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中, 時金屬線框的速度和力 F的大小。已知在 過程中，線框中產生的焦耳熱是多少？線框中的感應電流方向，并在圖中標出。t=2.0s5.0s內力F做功1.9

5、2J,那么金屬線框從磁場拉出的1 2 3 4 5 6*12.如圖所示，豎直平面內有一半徑為r、內阻為Ri、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道 ME、NF相接，EF之間接有電阻 及，已知Ri=12R, R2=4RO在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場 I和II ,磁感應強度大小均為 Bo現有質量 為m、電阻不計的導體棒 ab,從半圓環(huán)的最高點 A處由靜止下落，在下落過程中導體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，平行軌道足夠長。已知導體棒ab下落r/2時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為 v2。求導體棒ab從A下落r/2時的加速度大

6、小。若導體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場 I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。a ：b /x I K ； X BbC D一xXKK口BI M姆*X*13.如圖所示，間距為l的兩條足夠長的平行金屬導軌與水平面的夾角為忽略不計。場強為 B的條形勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為 根質量均為 m、有效電阻均勻為 R的導體棒a和b放在導軌上，并與導軌垂直。0,導軌光滑且電阻d1，間距為d2。兩(設重力加速度為g)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b以與a同樣的速度進入第 1個磁場區(qū)域，求b穿過第1個磁場區(qū)域過程中增加的動能 此后a離開第2個磁場區(qū)域時, 磁場區(qū)域的運動時間均相

7、等。求 對于第問所述的運動情況，求A Ek。若a進入第2個磁場區(qū)域時，b恰好離開第1個磁場區(qū)域;b又恰好進入第2個磁場區(qū)域。且a、b在任意一個磁場區(qū)域或無a穿過第2個磁場區(qū)域過程中，兩導體棒產生的總焦耳熱a穿出第k個磁場區(qū)域時的速率V。磁場區(qū)域1B棒b磁場區(qū)域B磁場區(qū)域2B 棒”b B3d2磁場區(qū)域-2一，-，d1%二/2答案1.B 2.B 3.D 4.(1) E = BLJ礪 u =3 m2gR2n=、，、/BLv2gh h = m gR 5.2.0C( q =) (2)18J(Ii=5A,2B LRQi=6J; I2=10A, Q2=12J) 6. Enjg +v1 ?P2 =11 Vo

8、v Bl -|2r 7. 0.80J （只有進入過程導線框克服安培力做功。取開始下落到線圈剛好全部進入磁場過程用動能定理，當時的速度就是穩(wěn)定速度）8. 4m/s2 10m/s2 22 222 2(穩(wěn)定時合力為零： v + (Jmg cosg = mg sine,得 巴_=0 8，由已知 v_=8因此得v)O/T,R- R -R垂直于導軌平面向上9. 4.5m/s （穩(wěn)定時安培力跟重力平衡，安培力功率就是重力功率就是電功率,mgv=P ,代2 , 2入數據得v) 6.0 Q(由B L v =mg,得總電阻R=3Q,內阻1Q, Ri、R2并聯(lián)后阻值2Q) 10.(1) i =Bv02 . 2 rB

9、2v一 2t（t時刻電動勢為Bv2t,總電阻為（2+J2）v0tr,由此得電流）F = 口 v0J（拉力跟安培力等大:F=BIv0t）22 r23,2 C B Vo t Q -2-2 22 r（功率P=|2R8 r,因此有Q=Pt=2Rt） 11.逆時針方向 0.5N （由圖象l=0.1t,由I=BLv/R=0.5v,得v=0.2t,即加速度a=0.2m/s：是勻加速運動。）1.67J（由動能定理 Wf-W安=mv2/2,而W安=Q）BLvi12.ab下落r/2時切割磁感線的長度L= 33 r,由牛頓第二定律,mg-BIL=ma ,其中| =,R總2 2R總= 8R 4R+4R） =4R ,解

10、得 a =g _3B r v1；ab通過II時電流不變，說明安培力恰好等于重力，心 8R+-R+4R）4mRmg=BI 2r , 其中 I=B2rv/R,而此時總電阻 R = 12R 4R = 3R ,得 v = 3mg R 由 v2-v22=2gh ,得 12R 4R4B2r222222 、h =9m gR ；根據能量守恒，此時重力的功率等于電路中的總電功率P總，即Pp =mgv = 3m g R ,32B4r4 2g心4B2r222 、由于與R2并聯(lián)，功率與電阻成反比，因此 P =3P戶=9m g R。13.a和b不受安培力，由機械能守恒，24 16B2r2 Ek=mgdsin。；設棒剛進入無磁場區(qū)域（剛離開磁場區(qū)域）時的速度為vi,剛離開無磁場區(qū)域（剛進入磁場區(qū)域）時的速度為 v2,由已知，每次進入、離開各區(qū)域的速度總是相同的。兩棒每次進、出一個區(qū)域，系統(tǒng)初動能和末動能是相同的，由能量守恒，該階段系統(tǒng)減少的重力勢能全部轉化為焦耳熱，即Q=mg（d+d2）sin