1、高三物理總復習-電磁感應-練習題 3 電磁感應綜合練習如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R,質量A.棒的機械能增加量C.棒的重力勢能增加量B.棒的動能增加量D.電阻R上放出的熱量不能忽略的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導軌的 電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場內，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎 直向上的恒力 F 作用下加速上升的一段時間內，力 F 做的功與安培力做的功 的代數和等于如圖所示，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 的區域內。現有一個邊長為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。現在

2、，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？LiL2 . . 不.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&=37角，下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。 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定時，電阻

3、R消耗的功率為&0W,求該速度的大小； 在上問中，若R=2.0Q,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小和方向。(g=10m/s2, sin37=0.60, cos37=0.80)Ri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 x10-3kg、電阻為1.0Q的金 屬桿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3.0Q的電阻Ri。當桿ab達到穩定 狀態時以速率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

4、變阻器接入電路部 分的阻值R2。如圖所示，頂角0=45。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Vq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。=0時，導體棒位于頂角O處。求：t時刻流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。12.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

5、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。試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流方向，并在圖中標出。t=2.0s時金屬線框的速度和力F的大小。己知在5.0s內力F做功1.92J,那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產生的焦耳熱是多少？M| NB13.如圖所示，直線形擋板 p1p2p3 與半徑為 r 的圓弧形擋板 p3p4p5 平滑連接并安裝在水 平臺面匕曲2匕3匕4上，擋板與臺面均固定不動。線圈的匝數為n，其端點5、c通過導

6、 線分別與電阻R1和平行板電容器相連，電容器兩極板間的距離為d，電阻Ri的阻值是線圈 C1C2C3阻值的2倍，其余電阻不計，線圈C1C2C3內有一面積為S、方向垂直于線圈平面向上的 勻強磁場，磁場的磁感應強度 B 隨時間均勻增大。質量為 m 的小滑塊帶正電，電荷量始終 保持為q，在水平臺面上以初速度Vq從P1位置出發，沿擋板運動并通過P5位置。若電容器 兩板間的電場為勻強電場，Pi、P2在電場外，間距為1，其間小滑塊與臺面的動摩擦因數為口， 其余部分的摩擦不計，重力加速度為g。求小滑塊通過P2位置時的速度大小。電容器 兩極板間電場強度的取值范圍。經過時間r，磁感應強度變化量的取值范圍。14.如

7、圖，光滑的平行金屬導軌水平放置，電阻不計，導軌間距為1,左側接一阻值為R 的電阻。區域cdef內存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為s。一質量為m， 電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，與導軌垂直且接觸良好，受到F=0.5v+0.4 （N） （v為金 屬棒運動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間 均勻增大。（己知 /=1m，m=1kg，R=0.3d r=0.2O，s=1m）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；求磁感應強度 B 的大小；B2l2若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規律滿足V=Vo%，且棒在運動m（ R+ r）到ef處時恰好靜止，則外力F

8、作用的時間為多少？*4）若在棒未出磁場區域時撤去外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對 應的各種可能的圖線。CxXXXf八BXXXX/x F x x xdXXXe 7rN s答案1.A 2.B 3.B 4.D5.(1) E = BLj2gh U = - BUlgh h =吠Bo ； Q = 2nFr；B詁3Rto9Rt04 丫 &2B4 L6.(1) E =吠B，I = n2 B0 從 b 到 a103Rt07. E = 2l(vo + vjB，P = 2l(v + Vi)BI -廠r& 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

9、，當時的速度就是穩定速度）（l）4m/s2 （2）10m/s （穩定時合力為零：B R V + /jmgcos0 = mgsin0，得B L v =，由己知BB屁V = 8因此得v）0.4T，垂直于導軌平面向上R4.5m/s （穩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,代入數據得V)6.0Q (由=mg，得總電阻R=3Q內阻1Q, Ri、R2并聯后阻值2Q)R(1) I二/血、(t時刻電動勢為Bv2B2l21 2 m（ Rr）X1=-at2, v=-X2=at, X1+x2=s,所以；at2 at=s, m（ Rr）2B2l2t,總電阻為(2+72 )votr,由此

10、得電流) (2 + 72) rF = / B2叮（拉力跟安培力等大：F=BIvtQ = B2vj2（功率p=i2r*r，因此（2 + V2”V 2（2 + 忑）2 r有 Q=Pt = 12 Rt ）12.（1）逆時針方向（2）0.5N （由圖象 I=0.1t,由 I=BLv/R=0.5v,得 v=0.2t,即加速度 a=0.2m/s2,是勻加速運動。）（3）1.67J （由動能定理Wf-W $=mv2/2,而W 安=Q）13.1 片 0 E 加 2如） 0 AB 3汕（v2 - 2如）5qr10nqrS14.(1)金屬棒做勻加速運動，R兩端電壓UlEsv, U、v都隨時間均勻增大，加速度為恒量。B2l2vB2l