高考物理二輪總復(fù)習(xí)

專題過關(guān)檢測(cè)專題大全集（全部含詳細(xì)答案解析）

高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題過關(guān)檢測(cè)

磁場(chǎng)（附參考答案）

（時(shí)間:90分鐘滿分:100分）

第I卷選擇題

一、選擇題（本題共10小題,每小題4分，共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)

選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0

分）

1.20世紀(jì)50年代，一些科學(xué)家提出了地磁場(chǎng)的“電磁感應(yīng)學(xué)說”，認(rèn)為當(dāng)太陽(yáng)強(qiáng)烈活動(dòng)影響地球

而引起磁暴時(shí)，磁暴在外地核中感應(yīng)產(chǎn)生衰減時(shí)間較長(zhǎng)的電流，此電流產(chǎn)生了地磁場(chǎng).連續(xù)的

磁暴作用可維持地磁場(chǎng)，則外地核中的電流方向?yàn)椋ǖ卮艌?chǎng)N極與S極在地球表面的連線稱為

磁了午線）（）

A.垂直磁子午線由西向東

B.垂直磁子午線由東向西

C.沿磁子午線由南向北

D.沿磁子午線由北向南

解析:地磁場(chǎng)由南向北,根據(jù)安培定則可判斷，外地核中電流方向由東向西.

答案:B

2.如圖11-1所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線。和〃載有大小相同、方向相反的電流。受到的

磁場(chǎng)力大小為當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后M受到的磁場(chǎng)力的大小變?yōu)槭?,

則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力的大小變?yōu)椋ǎ

圖11-1

A.BB.F1-F2C.尸2一尸1D.2FL尸2

XXXXXXXX

xx一■-J"XX

XXXXXXXM

甲乙

解析:對(duì)a導(dǎo)線，原來b導(dǎo)線對(duì)a導(dǎo)線作用力為方向向左，假設(shè)加入的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向里，如

圖甲所示，則，導(dǎo)線受外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的作用力為尸，則丹、F、巳之間有下列關(guān)系：

尸2二尸1一尸（尸=尸1一尸2）

同理對(duì)b導(dǎo)線分析受力，如圖乙所示，故此時(shí)導(dǎo)線b受磁場(chǎng)作用力：

F=F、-F=F\-（Fi-尸2）二尸2

本題正確的答案為A.

答案:A

3.帶電體表面突出的地方電荷容易密集.雷雨天當(dāng)帶電云層靠近高大建筑物時(shí)，由于靜電感應(yīng),

建筑物頂端會(huì)聚集異種電荷，避雷針通過一根豎宣導(dǎo)線接通大地而避免雷擊.你若想知道豎直

導(dǎo)線中的電流方向，進(jìn)而判斷云層所帶電荷，安全可行的方法是（）

A.在導(dǎo)線中接入電流表

B.在導(dǎo)線中接入電壓表

C.在導(dǎo)線中接入小燈泡

D.在導(dǎo)線旁放一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針

解析:根據(jù)小磁針靜止時(shí)N極的指向判斷出其所在處的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)安培定則判斷出

電流方向，既安全又可行.

答案:D

4.下列關(guān)于磁感線的說法正確的是（）

A.磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,它每一點(diǎn)的切線方向都與小磁針放在該點(diǎn)

靜止時(shí)S極所指的方向相同

B.磁感線總是從磁體的N極出發(fā)，到磁體的S極終止

C.磁場(chǎng)的磁感線是閉合曲線

D.磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列成的曲線，沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有磁感線

解析:磁感線的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，磁場(chǎng)的方向規(guī)定為小磁針N極受力的方向，也

就是小磁針靜止時(shí)N極的指向，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤.在磁體的外部，磁感線從N極出發(fā)指向S極,

在磁體的內(nèi)部，磁感線從S極指向N極，并且內(nèi)、外形成閉合曲線，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確.雖

然磁感線是為了研究問題的方便人為引入的,我們也可以用細(xì)鐵屑形象地“顯示”磁感線，但不

能說沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有磁感線，所以D項(xiàng)是錯(cuò)誤的.

答案:C

二r

??

?9

\/

、、、---/

圖11-2

5.如圖11?2所示，一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)在固定的正點(diǎn)電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周

期為7b，軌道平面位于紙面內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的速度方向如圖中箭頭所示.現(xiàn)加一垂直于軌道平面的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知軌道半徑并不因此而改變，則（）

A.若磁場(chǎng)方向指向紙里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將大于7b

B.若磁場(chǎng)方向指向紙里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)初的周期將小于7b

C.若磁場(chǎng)方向指向紙外，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)冽的周期將大于7b

D.若磁場(chǎng)方向指向紙外，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將小于7b

解析:因電荷在電場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)有耳乜=加（——）2r,若所加

的磁場(chǎng)指向紙里，因電荷所受的洛倫茲力背離圓心，電荷所受的向心力減小，所以質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的

周期將增大，大于7b.若所加的磁場(chǎng)指向紙外，因電荷所受的洛倫茲力指向圓心，電荷所受的向

心力增大,所以質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將減小，小于心正確選項(xiàng)為A、D.

答案:AD

6.在某地上空同時(shí)存在著勻強(qiáng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)沿水平方

向向右做直線運(yùn)動(dòng)，如圖11-3所示.關(guān)于場(chǎng)的分布情況可能的是（）

圖11-3

A.該處電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向重合

B.電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直紙面向里

C.電場(chǎng)斜向里側(cè)上方，磁場(chǎng)斜向外側(cè)上方，均與v垂直

D.電場(chǎng)水平向右，磁場(chǎng)垂直紙面向里

解析:帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一定受重力和電場(chǎng)力,是否受洛倫茲力需具體分析.A選項(xiàng)中

若電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向與速度方向垂直，則洛倫茲力與電場(chǎng)力垂直，如果與重力的合力為零就會(huì)做

直線運(yùn)動(dòng).B選項(xiàng)中電場(chǎng)力、洛倫茲力都向上，若與重力合力為零，也會(huì)做直線運(yùn)動(dòng).C選項(xiàng)電場(chǎng)

力斜向里側(cè)上方,洛倫茲力向外側(cè)下方，若與重力合力為零，就會(huì)做直線運(yùn)動(dòng).D選項(xiàng)三個(gè)力合

力不可能為零，因此本題選A、B、C.

答案:ABC

7.如圖11-4所示，水平正對(duì)放置的帶電平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方

向垂直紙面向里，一帶電小球從光滑絕緣軌道上的。點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過軌道端點(diǎn)戶進(jìn)入

板間后恰好沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在使小球從稍低些的h點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過軌道

端點(diǎn)P進(jìn)入兩板之間的場(chǎng)區(qū).關(guān)于小球和小球現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)情況，以下判斷中正確的是（）

圖11-4

A.小球可能帶負(fù)電

B.小球在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程冽能增大

C.小球在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能增大

D.小球在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程機(jī)械能總量不變

解析:如果小球帶負(fù)電，則小球在金屬板間受到向下的重力、向下的電場(chǎng)力、向下的洛倫茲

力，則小球不能沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以小球只能帶正電，此時(shí)洛倫茲力向上，電

場(chǎng)力向上，且「洛+廣電二，〃g,當(dāng)小球從稍低的b點(diǎn)由靜止釋放時(shí)，小球進(jìn)入金屬板間的速度

將減小，則F洛減小/總+F電小球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，合外力做正功.所以小

球在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能增大，電勢(shì)能增加，機(jī)械能減小，故B、C正確，A、D錯(cuò).

答案:BC

8.如圖11-5所示，兩平行金屬板的間距等于極板的長(zhǎng)度，現(xiàn)有重力不計(jì)的正離子束以相同的初

速度w平行于兩板從兩板正中間射入.第一次在兩極板間加恒定電壓，建立場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電

場(chǎng),則正離子束剛好從上極板邊緣飛出.第二次撤去電場(chǎng),在兩板間建立磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向

垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正離子束剛好從下極板邊緣飛出，則E和B的大小之比為（）

A

圖11-5

511

A]%B-2v°Cq%Dv°

解析:根據(jù)題意①

兩板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，離子做類平拋運(yùn)動(dòng).

設(shè)粒子在板間的飛行時(shí)間為f,則

水平方向無WZ②

豎直方向：4=L〃2=匹/③

222m

兩板間為勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，設(shè)偏轉(zhuǎn)半徑為r

由幾何關(guān)系有r2=(r-^)2+L2?

2

又9%8=m為一⑤

r

④⑤聯(lián)立得￡二?”

B4

答案:A

9.如圖11-6所示，空間有一垂直.紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg

且足夠長(zhǎng)的絕緣塑料板靜止在光滑水平面上.在塑料板左端無初速度放置一質(zhì)量為0.1kg、帶

電荷量為+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣塑料板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,滑塊受到的最大靜摩擦

力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.現(xiàn)對(duì)塑料板施加方向水平向左、大小為0.6N的恒力遇取lOm/s)

則()

圖11-6

A.塑料板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)

B.滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C.最終塑料板做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)

D.最終塑料板做加速度為3m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)

解析:滑塊隨塑料板向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到豎直向上的洛倫茲力，和塑料板之間的正壓力逐漸減小.

開始時(shí)，塑料板和滑塊加速度相同，由F=[M+m)a得,。=2m*,對(duì)滑塊有的叫一夕的)二，迎,當(dāng)v=6

m/s時(shí),滑塊恰好相對(duì)于塑料板有相對(duì)滑動(dòng)，開始做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)〃吆f田，即v=IO

m/s時(shí)滑塊對(duì)塑料板的壓力為零入=0,塑料板所受的合力為0.6N,則〃'=—=3而/足、D

M

正確.

答案:BD

10.環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置，其核心部件是一個(gè)高度真空的圓環(huán)狀的空腔.若

帶電粒子初速度可視為零，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對(duì)撞機(jī)的環(huán)狀空腔

內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.帶電粒子將被限制在圓環(huán)

狀空腔內(nèi)運(yùn)動(dòng).要維持帶電粒子在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是

()

A.對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大

B.對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小

C.對(duì)于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強(qiáng)度比加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小

D.對(duì)于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強(qiáng)度8,不管加速電壓U多大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變

解析:帶電粒子經(jīng)過加速電場(chǎng)后速度為u=帶電粒子以該速度進(jìn)入對(duì)撞機(jī)的環(huán)狀空

=也=摯給定的加速電壓，即〃

腔內(nèi),且在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運(yùn)動(dòng)，因此R

BqVB?q

一定，則帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)越小,A錯(cuò)誤,B正確;帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期為

7=網(wǎng)，與帶電粒子的速度無關(guān)，當(dāng)然就與加速電壓U無關(guān)，因此，對(duì)于給定的帶電粒子和磁

Bq

感應(yīng)強(qiáng)度5,不管加速電壓U多大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變.

答案:BD

第n卷非選擇題

二、填空計(jì)算題(共6題，每題10分，共60分)

11.在原子反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬時(shí)，由于不允許轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械部分和液態(tài)金屬接觸，常使用一種

電磁泵.如圖11-7所示是這種電磁泵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中4是導(dǎo)管的一段，垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放

置,導(dǎo)管內(nèi)充滿液態(tài)金屬.當(dāng)電流/垂直于導(dǎo)管和磁場(chǎng)方向穿過液態(tài)金屬時(shí),液態(tài)金屬即被驅(qū)動(dòng),

并保持勻速運(yùn)動(dòng).若導(dǎo)管內(nèi)截面寬為高為4磁場(chǎng)區(qū)域中的液體通過的電流為/,磁感應(yīng)強(qiáng)度

為B,求：

圖II-7

(1)電流/的方向；

(2)驅(qū)動(dòng)力對(duì)液體造成的壓強(qiáng)差.

解析：(1)驅(qū)動(dòng)力即安培力方向與流動(dòng)方向一致，由左手定則可判斷出電流/的方向由下向上.

(2)把液體看成由許多橫切液片組成，因通電而受到安培力作用，液體勻速流動(dòng),所以有安培力

F=Ap-S,他=￡=殷二竺，即驅(qū)動(dòng)力對(duì)液體造成的壓強(qiáng)差為㈣.

Sabaa

答案：(1)電流方向由下向上

BI

⑵——

a

12.一種半導(dǎo)體材料稱為“霍爾材料”，用它制成的元件稱為“霍爾元件”，這種材料有可定向移動(dòng)

的電荷，稱為“載流子''，每個(gè)載流子的電荷量大小為行1.6x10?C,霍爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、控

制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如錄像機(jī)中用來測(cè)量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速、電梯中用來檢測(cè)電梯門是否關(guān)

閉以及自動(dòng)控制升降電動(dòng)機(jī)的電源的通斷等.

圖11-8

在一次實(shí)驗(yàn)中，一塊霍爾材料制成的薄片寬ab=1.0xl()-2m、長(zhǎng)慶=4610-2m、厚力=1.0x10

3m,水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度8=2.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加方向通有/=3.0A的電流,

如圖11-8所示，由于磁場(chǎng)的作用，穩(wěn)定后,在沿寬度方向上產(chǎn)生1.0x10-5v的橫向電壓.

(I)假定載流子是電子,ad、慶兩端中哪端電勢(shì)較高？

(2)薄板中形成電流I的載流子定向運(yùn)動(dòng)的速率為多大？

(3)這塊霍爾材料中單位體職內(nèi)的載流子個(gè)數(shù)為多少？

解析:⑴由左手定則可判斷，電子受洛倫茲力作用偏向be邊，故ad端電勢(shì)高.

(2)穩(wěn)定時(shí)載流子在沿寬度方向上受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡

ab

U_l.OxlQ-5

nVs=5x10-4nVs.

嬴-2.0x1.0x10-2

27

(3)由電流的微觀解釋可得:故n=Z/<?vS=3.75xlO個(gè)/n?.

答案:⑴ad端

(2)5x10-4m/s

(3)3.75x1027個(gè)/n?

13.將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看做是繞氫核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)在研究電子運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí),

可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)形電流，環(huán)的半徑等于電子的軌道半徑現(xiàn)對(duì)一氫原子加上一

個(gè)外磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為民方向垂直電子的軌道平面.這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用

表示.現(xiàn)將外磁場(chǎng)反向，但磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，仍為仇這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用

/112

表示.假設(shè)在加上外磁場(chǎng)以及外磁場(chǎng)反向時(shí),氫核的位置、電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面以及軌道半徑

都不變，求外磁場(chǎng)反向前后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流的差，即小一加等于多少?(用m和e表示電子

的質(zhì)量和電荷量)

解析:用r表示電子的軌道半徑J表示電子速度，則等效電流/=￡上①

2斤

當(dāng)加上一垂直于軌道平面的外磁場(chǎng)后，設(shè)順著外磁場(chǎng)方向看，電子做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電子受

到氫核對(duì)它的庫(kù)侖力指向圓心，而受到洛倫茲力背向圓心.設(shè)此時(shí)速度為也，根據(jù)題意得

k/八小匕2

~~evB=-1-②

rlr

當(dāng)外磁場(chǎng)反向后，軌道半徑「不變，此時(shí)運(yùn)動(dòng)速度變?yōu)橐裕藭r(shí)電子受到氫核對(duì)它的庫(kù)侖力不變,

而洛倫茲力大小變?yōu)殂@為方向變?yōu)橹赶驁A心，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得

——十

ev2B@

由②(§)式解得v2—Vj=------④

m

Be2

由①?兩式可得14-

2m兀

2機(jī)乃

14.在電子顯像管內(nèi)部，由熾熱的燈絲上發(fā)射出的電子在經(jīng)過一定的電壓加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁

場(chǎng)區(qū)域，最后打到熒光屏上，當(dāng)所加的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0時(shí)，電子應(yīng)沿直線運(yùn)動(dòng)打在熒

光屏的正中心位置.但由于地磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響,會(huì)出現(xiàn)在未加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)電子束偏

離直線運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，所以在精密測(cè)量?jī)x器的顯像管中常需要在顯像管的外部采取磁屏蔽措施

以消除地磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響.

已知電子質(zhì)量為，小電荷量為%從熾熱燈絲發(fā)射出的電子(可視為初速度為0)經(jīng)過電壓為U

的電場(chǎng)加速后，沿水平方向由南向北運(yùn)動(dòng).若不采取磁屏蔽措施,且己知地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的

豎直向下分量的大小為B,地磁場(chǎng)對(duì)電子在加速過程中的影響可忽略不計(jì).在未加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的

情況下,(1)試判斷電子束將偏向什么方向;⑵求電子在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度的大小;(3)若加

速電場(chǎng)邊緣到熒光屏的距離為，，求在地磁場(chǎng)的作用下使到達(dá)熒光屏的電子在熒光屏上偏移

的距離.

解析:⑴根據(jù)左手定則，可以判斷出電子束將偏向東方.

1

(2)設(shè)從加速電場(chǎng)射出的電子速度為也則根據(jù)動(dòng)能定理有:耳機(jī)%72=切

從加速電場(chǎng)射出的電子在地磁場(chǎng)口受到洛倫茲力的作用而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子的加速度

為根據(jù)牛頓第二定律,

由以上各式解得

(3)設(shè)電了在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為凡根據(jù)牛頓第二定律

也3二加上得八翳

設(shè)電子在熒光屏上偏移的距離為孔根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，有:二？

結(jié)合以上關(guān)系，得

答案：(])東方

15.回旋加速器的示意圖如圖11-9甲，置于真空中的金屬D形盒，其半徑為R,兩盒間距為4

在左側(cè)。形盒圓心處放有粒子源S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖所示.此加速器所接

的高頻交流電源如圖11-9乙所示，電壓有效值為U.粒子源射出的帶電粒子質(zhì)量為機(jī)、電荷量

為g.設(shè)粒子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，且此時(shí)高頻電源電壓恰好達(dá)到最大值,

忽略粒子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，加速粒子的電壓按交流電的最大值且可近似認(rèn)為保持不

變.粒子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)等于在磁場(chǎng)中回旋半周的次數(shù).求：

⑴粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間i.

(2)試推證當(dāng)Q"時(shí)，粒子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的總時(shí)間可忽略不

計(jì)(粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響).

(3)粒子笫1次和笫n次分別在右半盒中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的比值R\：R.,.

丫導(dǎo)向板

圖11-9

解析:由于加速粒子的電壓按交流電的最大值且近似認(rèn)為保持不變，故粒子在電場(chǎng)中做勻加

速直線運(yùn)動(dòng).

⑴設(shè)粒子加速后的最大速度為R此時(shí)軌道半徑最大為R,由牛頓第二定律得：9濁=〃7匕

R

粒子的回旋周期為：7=出

v

粒子加速后的最大動(dòng)能為:&=-mv2

2

設(shè)粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為〃，則:反二〃qUm

高頻電源電壓的最大值Um

又忽略粒子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=77-

2

仙m亞兀BR?

聯(lián)立解1得:/=--------.

4U

⑵粒子在電場(chǎng)中間斷的加速運(yùn)動(dòng)，可等效成不間斷的勻加速直線運(yùn)動(dòng).粒子在電場(chǎng)中加速的

乂…-d

總時(shí)間為:％=—=-2-n--d

vv

2

粒子在O形盒中回旋的總時(shí)間:J=〃變

V

故工=也，又R?d,所以乙<<1,因此人可忽略不計(jì).

t2兀Rt2

(3)設(shè)粒子第1、2、3……〃次在右半盒中運(yùn)動(dòng)的速度分別為也、也、嗎……為,則由動(dòng)能定理

得:夕“1=6環(huán)2/2

2

3qUm

2

2

2

rnv

(2〃-1)必=?

v

又qvB=

聯(lián)立解得R］：R“=1:V2n-1(n取1,2,3,…).

2匹兀BR?

答案:⑴FT"

⑵略

(3)1:-1

16.(2010湖北部分重點(diǎn)中學(xué)高三二聯(lián),25)在xOy平面內(nèi)工>0的區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)

磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為3二0.47^<0的區(qū)域存在沿入軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).現(xiàn)有質(zhì)量為

9

切=4.0x10kg,帶電荷量為片2.0><10一7c的正粒子從x軸正方向上的歷點(diǎn)以速度Vo=20m/s

進(jìn)入磁場(chǎng)，如圖11-10所示例與x軸正方向的夾角族45。4點(diǎn)與。點(diǎn)相距為仁2m.己知粒子

能以沿著y軸負(fù)方向的速度垂直穿過x軸負(fù)半軸上的N點(diǎn),不計(jì)粒子重力.求：

圖11-10

⑴粒子穿過)，軸正半軸的位置以及穿過y軸正半軸時(shí)速度與y軸的夾角；

(2)x<0區(qū)域電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；

(3)試問粒子能否經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)0?若不能，請(qǐng)說明原因;若能,請(qǐng)求出粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)所

經(jīng)歷的時(shí)間.

解析：(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力

Bqv(y=mv^/R

得:火=1m

過M點(diǎn)做初速度vo的垂線交)，軸正方向于P點(diǎn)，則尸M=〃cos45。

得:PM=2m=2R

由兒何關(guān)系得尸M為軌跡圓的直徑/點(diǎn)即為粒子穿過)，軸正半軸的位置

OP=PMsin450=V2/n

由圓的對(duì)稱性得粒子經(jīng)過此處時(shí)的速度與y軸夾角為打45°.

(2)設(shè)粒子由P點(diǎn)到N點(diǎn)歷時(shí)田則：

x軸方向:vosin45°—Eqti/m=0

y軸方向:如hcos45°=OP

聯(lián)立求解,代入數(shù)據(jù)得力=0.1s,

E=2V2V7m?2.82V7m

（3）粒子能到達(dá)0點(diǎn)

粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為:人2加?/8g

從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)經(jīng)過的軌跡如圖

經(jīng)歷的時(shí)間為：z=772+3774+2h

代入數(shù)據(jù)得：

片(n/8+0.2)s=0.59s.

答案:(1)45。(2)2.82V/m⑶0.59s

高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題過關(guān)檢測(cè)

電磁感應(yīng)（附參考答案）

（時(shí)間:90分鐘滿分:100分）

一、選擇題（本題共10小題，共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有

的有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）

1.如圖12-1所示，金屬桿而、〃可以在光滑導(dǎo)軌PQ和RS上滑動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面

向里，當(dāng)。氏cd分別以速度刈、電滑動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)回路感生電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，則片和

V2的大小、方向可能是（）

P平$萬

XXXX

圖12-1

AW1>V2,也向右，也向左

B.V|>V2,V]WV2都向左

C.V|=V2,V1和丫2都向右

D.V|=V2,V|和V2都向左

解析:因回路abdc中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感生電流，由題意可知回路abdc的面積應(yīng)增大，選

項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確.

答案:B

2.（2010河北唐山高三摸底，12）如圖12-2所示，把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁鐵兩磁極之間（兩

磁極間磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞。。軸轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)蹄形磁鐵勻速轉(zhuǎn)

動(dòng)時(shí)，線圈也開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，有（）

圖12-2

A.線圈與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同

B.線圈與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反

C.線圈中產(chǎn)生交流電

D.線圈中產(chǎn)生為大小改變、方向不變的電流

解析:本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律等考點(diǎn).根據(jù)楞次定律的推廣含義可知A正

確、B錯(cuò)誤；最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)磁鐵比線圈的轉(zhuǎn)速大，則磁鐵相對(duì)線圈中心軸做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)，所以產(chǎn)生的電流為交流電.

答案:AC

3.如圖12-3所示，線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上.設(shè)兩個(gè)線圈中的電流方向與圖中所標(biāo)的

電流方向相同時(shí)為正.當(dāng)M中通入下列哪種電流時(shí),在線圈P中能產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流

()

卜

圖12-4

解析:據(jù)楞次定律，尸中產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流說明M中通入的電流是均勻變化的，且

方向?yàn)檎较驎r(shí)應(yīng)均勻減弱，故D正確.

答案:D

4.如圖12?5所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為機(jī)，由距磁場(chǎng)H高處自由下落，其下邊

ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，線圈開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab

邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半,磁場(chǎng)的寬度也為L(zhǎng),則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為()

H

_X_X_jX__X_之XLX

XXXXXXXX

........「

圖12-5

31

A..2mgLB.2mgL+mgHC.2mgL+—mgHD.2mgLt—tngH

44

解析:設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為也,剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度彩=/①

線框自開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)共下落高度為2L由題意得g機(jī)②

mv~+mg2L=—mv2+Q③

2}

3

由①?③得Q=2mgL+—mgH.C選項(xiàng)正確.

4

答案:C

5.如圖12-6（a）所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同線圈。，和。共軸

中通有變化電流,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖12-6（b）所示,P所受的重力為G,桌面對(duì)尸的支持

力為尸乂則（）

AJi時(shí)刻FN>GB也時(shí)刻FN>GC/3時(shí)刻FN<GDJ4時(shí)刻F后G

解析川時(shí)刻,Q中電流正在增大，穿過P的磁通量增大I中產(chǎn)生與Q方向相反的感應(yīng)電流，反

向電流相互排斥，所以尸N>G;B時(shí)刻。中電流穩(wěn)定，尸中磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，尸XG#3時(shí)

刻。中電流為零,P中產(chǎn)生與。在，3時(shí)刻前方向相同的感應(yīng)電流，而Q中沒有電流，所以無相

互作用,Ev=G#4時(shí)刻,P中沒有感應(yīng)電流廠產(chǎn)G.

答案:AD

6.用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，如圖12-7所示.在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為U”、6、

〃和下列判斷正確的是（）

___A/M：xxxXx

□□□IIn：xx*x*

bN|||I?xxxxK

c,VJ.v!XXXXX

圖12-7

A.Ua<Uh<Uc<UdB.“VUh<Ud<U

C.Ucl=Ub<U產(chǎn)UcD.Ub<U（l<Ue

解析:線框進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁感線〃、6產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是c、d電動(dòng)勢(shì)的一半.而不同的線

框的電阻不同.設(shè)a線框電阻為4岫、。、d線框的電阻分別為6八8八6匚則

3r3BLv5r5BLv6r3BLv

U?=BLv----=-------,U=BLv----=-------,U,=B2Lv----=-------,

“4r4h'6r6t8r2

Ud=52Lu?竺=絲".所以B正確.

6r3

答案:B

7.（2010安徽皖南八校高三二聯(lián)，16）如圖12-8所示，用一塊金屬板折成橫截面為T?'形的金

屬槽放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以速度力向右勻速運(yùn)動(dòng)，從槽口右側(cè)射入的

帶電微粒的速度是V2,如果微粒進(jìn)入槽后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌

道半徑r和周期7分別為（）

.___

XF1XI★一★★”

xxx^xX

X卜XXX1XX

圖12-8

也網(wǎng)i也空1RYL為L(zhǎng)口A迎1

gggggggg

解析:金屬板折成T2,形的金屬槽放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以速度ri向右勻速

運(yùn)動(dòng)時(shí)，左板將切割磁感線，上、下兩板間產(chǎn)生電勢(shì)差，由右手定則可知上板為正，下板為

負(fù)，￡=—=^-=BVl,微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力等于電場(chǎng)力，方向相反，故有

dI

"=或=也，向心力由洛倫茲力提供，所以q彩8=〃，也一,得7?二把2二色殳，周期

ggrqBg

故B項(xiàng)正確.

嶺g

答案:B

8.超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁

極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖12-9所示的模型:在水

平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)⑤和&，且B尸&=&

每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是/,相間排列，所有這些磁場(chǎng)都以相同的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)跨在

兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng).寬為I的金屬框。力cd（懸浮在導(dǎo)軌上方）在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).

設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為R，金屬框的最大速度為則磁場(chǎng)向

右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v可表示為（）

XX???XXXX

XXXXXX

加??

XXXX

??XX

XX?XXXX

???

圖12-9

2222

A.v=(停Evm-F/R)/咪“B.v=(4BLvm+/7/?)/4BL

2222121

C.v=(4BLvm一F/R)/4BLD.v=(2BLvm+F/R)/2BL

解析:導(dǎo)體棒ad和be各以相對(duì)磁場(chǎng)的速度（i，-vm）切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知回路中

產(chǎn)生的電流方向?yàn)?。兒?回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為七=2兒”一臉,回購(gòu)中電流為I=2BL{v-

*/R,由于左右兩邊ad和be均受到安培力，則合安培力為尸合=2、譏1=482爐"一外）//?，依題

意金屬框達(dá)到最大速度時(shí)受到的阻力與安培力平衡，則生尸合，解得磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)的速

2222

度v=（4BLvm+FfR）/4BL,B對(duì).

答案:B

9.矩形導(dǎo)線框時(shí)“放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的

圖象如圖12-10甲所示,/=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里.在。?4s時(shí)間內(nèi)，線框中的

感應(yīng)電流（規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)檎较颍?、ah邊所受安培力（規(guī)定向上為正方向）隨時(shí)間變化的圖

象分別為圖乙中的（）

甲

乙

圖12-0

解析:在。?1s內(nèi),穿過線框中的磁通量為向里的減少，由楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面

向里，由安培定則，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向.由法拉第電磁感應(yīng)定

ARqp

律,￡1二〃一士,E一定，由/=一，故/一定.由左手定則，油邊受的安培力向上.由于磁場(chǎng)變?nèi)?

ArR

故安培力變小.同理可判出在1--2S內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向0〃邊受的安培

力為向下的變強(qiáng).2?3s內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,出？邊受的安培力為向上的

變?nèi)?，因此選項(xiàng)AD對(duì).

答案:AD

10.如圖12-11甲所示，用裸導(dǎo)體做成U形框架岫cd,4與兒相距L=0.2m,其平面與水平面成

<9=30。角.質(zhì)量為勿=1kg的導(dǎo)體棒PQ與曲、兒接觸良好，回路的總電阻為R=lQ.整個(gè)裝置放

在垂直于框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示（設(shè)圖

甲中8的方向?yàn)檎较颍?仁0時(shí),&）=10T、導(dǎo)體棒PQ與cd的距離的=0.5m.若夕。始終靜止,

關(guān)于PQ與框架間的摩擦力大小在。?力=0.2s時(shí)間內(nèi)的變化情況，下面判斷正確的是（）

圖12-11

A.一直增大B.一直減小C.先減小后增大D.先增大后減小

解析：由圖乙，歿="=50T/s/=0時(shí),回路所圍面積S=U）=0.1n?,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

△t八

AR.qp

E=------=5V,Z=—=5A,安培力F=B（）IL=\0N,方向沿斜面向上.而下滑力w^sin30°=5

ArR

N,小于安培力,故剛開始摩擦力沿斜面向下.隨著安培力減小,沿斜面向下的摩擦力也減小，當(dāng)

安培力等于下滑力時(shí)，摩擦力為零.安培力再減小，摩擦力變?yōu)檠匦泵嫦蛏锨以龃?故選項(xiàng)C對(duì).

答案:C

二、填空題（共2小題，共12分）

11.（6分）如圖12/2所示，有一彎成0角的光滑金屬導(dǎo)軌POQ,水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直.有一金屬棒MN與導(dǎo)軌的OQ邊垂直放置，金屬棒從O

點(diǎn)開始以加速度。向右運(yùn)動(dòng)，求t秒末時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是

圖12-12

解析:該題求的是“少末感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，可利用公式放Mu求解，而.上面錯(cuò)誤解法求的是

___1

平均值.開始運(yùn)動(dòng)t秒末時(shí)，金屬棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)=ODtan0=-at2tan0.

2

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，這時(shí)金屬棒切割磁感線的速度為v=at.

由題知8、八v三者互相垂直，有后=8/口=，8/rtan?,即金屬棒運(yùn)動(dòng)，秒末時(shí)，棒與導(dǎo)軌

2

所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是￡=工8/戶tan。

2

答案」842f③tan。

2

12.（6分）如圖12-13所示，有?閉合的矩形導(dǎo)體樞，樞上V、N兩點(diǎn)間連有?電壓表，整個(gè)裝置

處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)口，且框面與磁場(chǎng)方向垂直.當(dāng)整個(gè)裝置以速度v向右勻速平

動(dòng)時(shí),M、N之間有無電勢(shì)差?（填“有”或“無”），電壓表的示數(shù)為.

圖12-13

解析:當(dāng)矩形導(dǎo)線框向右平動(dòng)切割磁感線時(shí),A3、CD、MN均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小均為BLv,

根據(jù)右手定則可知，方向均向上.由于三個(gè)邊切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，方向相同，相當(dāng)

于三個(gè)相同的電源并聯(lián)，回路中沒有電流.而電壓表是由電流表改裝而成的，當(dāng)電壓表中有電

流通過時(shí)，其指針才會(huì)偏轉(zhuǎn).既然電壓表中沒有電流通過,其示數(shù)應(yīng)為零.也就是說,M、N之間雖

有電勢(shì)差但電壓表示數(shù)為零.

答案:有0

三、計(jì)算、論述題（共4個(gè)題，共48分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步

驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

13.（10分）如圖12-14所示是一種測(cè)量通電線圈中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的裝置，把一個(gè)很小的

測(cè)量線圈4放在待測(cè)處，線圈與測(cè)量電荷量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián)，當(dāng)用雙刀雙擲開關(guān)S使螺線

管的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而引起電荷的遷移，由表G測(cè)出電荷量Q,

就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.已知測(cè)量線圈的匝數(shù)為N,直徑為d,它和表G串聯(lián)電

路的總電阻為凡則被測(cè)出的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？

圖12-14

解析:當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第

△①2B越)2

電磁感應(yīng)定律可得:E=N—=N-----

由歐姆定律和電流的定義得：

/=￡=區(qū)即。=9加

RAtR

聯(lián)立可解得：B=2駕.

T^d2

答案?翌

小片

14.(12分)如圖12-15所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，開始時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為治.當(dāng)磁場(chǎng)均

勻增加時(shí),有一帶電微粒靜止于平行板(兩板水平放置)電容器中間，若線圈的匝數(shù)為〃，平行板

電容器的板間距離為4粒子的質(zhì)量為肛帶電荷量為以設(shè)線圈的面積為S)求：

圖12-15

(1)開始時(shí)穿過線圈平面的磁通量的大小.

(2)處于平行板電容器間的粒子的帶電性質(zhì).

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.

解析:⑴加麻.

(2)由楞次定律，可判出上板帶正電.故推出粒子應(yīng)帶負(fù)電.

廠△①

⑶E二〃——，,AO=ABS,

Nt

q.§=wg,聯(lián)立解得:竺二嗎.

dArnqS

，，」ABm又d

答案:(l)8oS(2)負(fù)電(3)—=高■

ArnqS

15.(12分)兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、MM平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為/,電阻

不計(jì)，M、歷處接有如圖12-16所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為

C.長(zhǎng)度也為/、阻值同為R的金屬棒時(shí)垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向豎

直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.必在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸,在ab運(yùn)動(dòng)距離

為s的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為。.求：

圖12/6

⑴ab運(yùn)動(dòng)速度y的大?。?/p>

(2)電容器所帶的電荷量q.

解析:本題是電磁感應(yīng)中的電路問題Mb切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為電源.電動(dòng)勢(shì)可由

E二B八，計(jì)算.其中v為所求，再結(jié)合閉合(或部分)電路歐姆定律、焦耳定律、電容器及運(yùn)動(dòng)學(xué)知

識(shí)列方程可解得.

⑴設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,回路中的電流為L(zhǎng)ab運(yùn)動(dòng)距離s所用時(shí)間為1，三個(gè)電阻R

與電源串聯(lián)，總電阻為4凡則

E=B/v

E

由閉合電路歐姆定律有1=——

4R

v

由焦耳定律有。=尸(42[

由上述方程得

B212s

(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢(shì)差為U,則有U=IR

電容器所帶電荷量行CU

解得q=塾.

Bls

答案:⑴耀⑵等

BlsBls

16.(14分)如圖12-17所示，水平地面上方的H高區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平界面尸產(chǎn)是磁場(chǎng)的上

邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,方向是水平的，垂直于紙面向里.在磁場(chǎng)的正上方,有一個(gè)位于豎直平面

內(nèi)的閉合的矩形平面導(dǎo)線框必必如長(zhǎng)為人加長(zhǎng)為，2冉＞/2,線框的質(zhì)量為肛電阻為凡使線框

abed從高處自由落下，油邊下落的過程中始終保持水平,已知線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中的運(yùn)動(dòng)

情況是:cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，線框先做加速運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，直到面邊到達(dá)邊界PP為止.

從線框開始下落到cd邊剛好到達(dá)水平地面的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：

口

C

I--------------------------------P'

fxxxxxxx

Wxxxxxxx

圖12-17

(1)線框必cd在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過導(dǎo)線的某一橫截面的電荷量是多少？

(2)線框是從c