电磁感应压轴题1

1 (19分)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个相邻的磁感应强度大小相等的匀

强磁场区域，其中ff g g ''区域内磁场方向垂直斜面向下，ee f f ''区域内磁场方向垂直斜面向上，宽度均为L ；一个质量为m 、边长为L 的正方形线框以速度

v 刚进入上边磁场时恰好作匀速直线运动，当ab 边到g g '和f f '的中间位置

时，线框又恰好作匀速直线运动。求：

(1)线框ab 边到达gg ’和f f '中间位置时的速度为多少?

(2)线框从开始进入上边的磁场至ab 边到达gg ’和f f '中间位置的过程中产生的热量为多少?

1（1）设磁感应强度为B ，线框总电阻为R ，当线框刚进入上边磁场时

感应电动势为 BLv E = （1分）

由闭合电路欧姆定律得 R

E

I =

（1分） 由安培力公式得 BIL F =安 （1分）

解得 R

v

L B F 22=安 （1分）

由于线框匀速，由平衡条件得 0s i n =-安F mg θ （2分） 设当线框ab 边到达gg ′和ff ′中间位置时的速度为v '

感应电动势为 v BL E '='2 （1分） 感应电流为 R

E I '

=

' （1分） 安培力为 R

v L B L I B F '

='='

2242安

（1分）

由于线框再次匀速，由平衡条件得 0s i n

='

-安F mg θ （2分） 综上解得 4

v

v =

' （1分） （2）线框ab 边从进入磁场到gg ′和ff ′中间位置过程中，由动能定理得 222

1

21mv v m W mgh -'=-安 （3分） 其中θsin 2

3

L h =

（1分） Q W =安 （1分）

解得2

sin 332152θ

mgL mv Q += （2分） 2. (22分)磁流体发电机示意图如图11所示，a 、b 两金属板相距为d ，板间有磁感应强度为B 的匀强磁场，一束

截面积为S ，速度为v 的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为v ，截面积仍为S ，只是等离子体压强减小了．设两板之间单位体积内等离子的数目为n ，每个离子的电量为q ，板间部分的等离子体等效内阻为r ，外电路电阻为R ．求：

?等离子体进出磁场前后的压强差Δp ；

?若等离子体在板间受到摩擦阻力f ，压强差Δp /又为多少；

?若R 阻值可以改变，试讨论R 中电流的变化情况，求出其最大值I m ，并在图中坐标上定性画出I 随R 变化的图线．

2. (22分)解：

?外电路断开，等离子匀速通过，受力平衡时，两板间的电势差最大，即为电源电动势E ，有0E

q q v B d

?= ①

故E Bdv = ② （2分）

注：直接根据法拉第电磁感应定律，得E Bdv =一样给分 外电路闭合后：E Bdv

I R r R r

=

=

++ ③ （2分） 等离子水平方向由平衡条件得

0p s BId ??-= ④ （2分）

22()BId B d v p S R r S

?==+ ⑤ （2分）

注：用能量守恒处理一样给分

?同理，沿v 方向：/p s BId f ?=+ ⑥ （4分）

22/

()B d v f p R r S s

?=++ ⑦ （2分）

注：用能量守恒处理一样给分

?若R 可调，由③式知，I 随R 减小而增大，当所有进入发电机的离子全都偏转到板上上形成电流时，电流达到最大值(饱和值)I m ，因此

m Q nqSvt I nqsv t t

=

== ⑧ （2分） 因为m I I <，由③、⑧可得：Bd

R r nqs

>- ⑨ （1分） 所以，当Bd

R r nqs

>

-时，I 随R 增大而减小 （1分） 当Bd

R r nqs

<-时，I 达到饱和值I m （1分） 由上分析：可画出如图所示的I —R 图线（图中0)Bd

R r nqs

=-（3分） 3（17分）如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨 MON 固定在水平面内，导轨处在

向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动，导体棒的质量为m ，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时，导体棒位于顶角O 处，求：

图11

（1）t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 （2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 （3）导体棒在0～t 时间内产生的焦耳热Q 。

（4）若在t 0时刻将外力F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 16．（1）0到t 时间内，导体棒的位移 x ＝t

t 时刻，导体棒的长度 l ＝x

导体棒的电动势 E ＝Bl v 0

回路总电阻 R ＝(2x )r 电流强度

E

I R ＝

电流方向 b →a

（2） F ＝BlI ＝22

E

I R ＝＝ （3）解法一

t 时刻导体的电功率 P ＝I 2

R ＝23

E

I R ＝ ∵P ∝t ∴ Q ＝

2P t ＝232

E

I R ＝ 解法二

t 时刻导体棒的电功率 P ＝I 2R 由于I 恒定 R /＝v 0rt ∝t

因此 /

2

2

==2

R P I R I

Q ＝Pt ＝

232

（4）撤去外力持，设任意时刻t 导体的坐标为x ，速度为v ，取很短时间Δt 或很短距离Δx 解法一

在t ～t +时间内，由动量定理得 BIl Δt ＝m Δv

2

)2

lv t m v ??＝

2

0S mv ＝

扫过的面积ΔS ＝2

2

000()()22

x x x x x x +－－＝ （x =v 0t ）

x

200()v t

设滑行距离为d ，则 00

00)2

v t v t d S d +?=

＋（

即 d 2+2v 0t 0d －2ΔS ＝0

解之 d ＝－v 0t 0

（负值已舍去） 得 x ＝v 0t 0+ d

2

00)v t 解法二

在x ～x +Δx ，由动能定理得 F Δx ＝

2211

()22

mv m v v mv v ?=?－－（忽略高阶小量） 得

2

S m v ∑?＝

2

0S mv ＝

以下解法同解法一

解法三（1）

由牛顿第二定律得 F ＝ma ＝m

v

t

?? 得 F Δt ＝m Δv 以下解法同解法一

解法三（2）

由牛顿第二定律得 F ＝ma ＝m

v t ??＝m v v x

?? 得 F Δx ＝mv Δv 以下解法同解法二

5(18分)图中a 1b 1c 1d 1和a 2b 2c 2d 2为在同一竖直面内的金属导轨，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直

c d 2 2

x y 2

导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a 1b 1段与a 2b 2段是竖直的，距离为l 1；c 1d 1段与c 2d 2段也是竖直的，距离为l 2。x 1y 1与x 2y 2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m 1和m 2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R 。F 为作用于金属杆x 1y 1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。 5．（18分） E = B (l 2 - l 1)υ ① I = ─

E R ②

F 1 = BI l 1 (方向向上) ③ F 2 = BI l 2 (方向向下) ④ F - m 1g - m 2g + F 1 - F 2 = 0 ⑤

I = [F – (m 1 + m 2)g ]/[B (l 2 - l 1)] ⑥ υ = [F – (m 1 + m 2)g ]R /[B 2(l 2 - l 1)2] ⑦ 作用于两杆的重力功率的大小

P = (m 1 + m 2)gυ ⑧ 电阻上的热功率P ′= I 2R ⑨

P = [F – (m 1 + m 2)g ]R (m 1 + m 2)g /[B 2(l 2 - l 1)2] ⑩ P ′= [F – (m 1 + m 2)g ]2R /[B (l 2 - l 1)]2

6（18分）两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B ＝0.50T 的匀强

磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l ＝0.20m 。两根质量均为m ＝0.10kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R ＝0.50Ω。在t ＝0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行，大小为0.20N 的恒力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t ＝5.0s ，金属杆甲的加速度为a ＝1.37m/s 2，问此时两金属杆的速度各为多少？

6（18分）参考解答： 设任一时刻t 两金属杆甲、乙之间的距离为x ，速度分别为v 1和v 2，经过很短时间Δt ，杆甲移动距离v 1Δt ，杆乙移动距离v 2Δt ，回路面积改变

ΔS ＝[（x －v 2Δt ）＋v 1Δt]l －lx ＝（v 1－v 2）l Δt 由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势

ε＝B ΔS/Δt 回路中的电流

i ＝ε/2R 杆甲的运动方程

F －Bli ＝ma

由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量（t ＝0时为0）等于外力F 的冲量

Ft ＝mv

1＋mv 2 联立以上各式解得

v 1＝1/2[Ft/m ＋2R(F －ma)/(B 2l 2)] v 2＝1/2[Ft/m －2R(F －ma)/(B 2l 2)] 代入数据得

v 1＝8.15m/s v 2＝1.85m/s 7（16分）如图11所示，在磁感应强度大小为B 、方向垂直

向上的匀强磁场中，有一上、下两层均与水平面平行的“U ”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同

的质量为m 的匀质金属杆1A 和2A ，开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为H ，导轨宽为L ，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r 。现有一质量为

2

m

的不带电小球以水平向右的速度0v 撞击杆1A 的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C 点。C 点与杆2A 初始位置相距为S 。

求：（1）回路内感应电流的最大值；

（2）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量；

（3）当杆2A 与杆1A 的速度比为3:1时，2A 受到的安培力大小。 7 解：（1）对小球和杆A 1组成的系统，由动量守恒定律，得：

0122

m m

v mv v =- ① 又 s ＝vt H ＝

2

12

gt ② 由①②③式联立：

101(2v v +＝ ④ 回路内感应电动势的最大值 E ＝BLv 1 ⑤ 回路内感应电流的最大值 I ＝2E

r

⑥ 联立④⑤⑥式得：

回路内感应电流的最大值：I ＝

0(4B v r + （2）对两棒组成的系统，由动量守恒定律，得：/

mv mv = 由能量守恒定律可得整个运动过程中感应电流最多产生热量：

Q ＝

2'2111222mv m ?－＝2

0(16m v + （3）由能量守恒定律，得： ''

112mv mv mv +＝ 又 '1v ∶'2v ＝1∶3 '12''E BLv BLv =－

'

'

2E I Lr

＝

'2F I LB ＝

A 2受到的安培力大小 2F ＝22

0(8B L v r +

8（19 分如图，一直导体棒质量为m 、长为l 、电阻为r ，其两端放在位于水平面内间距也为l 的光滑平行导轨上，并与之密接：棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v 0在棒的运动速度由v 0减小至v 1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I 保持恒定。导体棒一直在磁场

中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。 8（19分）

导体棒所受的安培力为 F ＝IlB ① 该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度v 0从减小v 1的过程中，平均速度为

)

(21

10v v v += ②

当棒的速度为v 时，感应电动势的 E ＝lvB ③ 棒中的平均感应电动势为 B v l E = ④

由②④式得

21

=

E l (v 0＋v 1)B ⑤

导体棒中消耗的热功率为 P 1＝I 2r ⑥ 负载电阻上消耗的平均功率为 I E P =2－P 1 ⑦

由⑤⑥⑦式得

21

2=

P l (v 0＋v 1)BI －I 2r ⑧

9（天津20分）用密度为d 、电阻率为ρ、横截面积为A 的薄金属条制成边长为L 的闭合正方形框abb ′a ′。如

图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的aa ′边和bb ′边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B 。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。?求方框下落的最大速度v m （设磁场区域在竖直方向足够长）；?当方框下落的加速度为g /2时，求方框的发热功率P ；?已知方框下落的时间为t 时，下落的高度为h ，其速度为v t （v t

激发磁场的通电线圈

图1 装置纵截面示意图 图2 装置俯视示意图

?24B dg v m ρ= ?2224B g ALd P ρ= ???

?

??-=20

21t v gh t d A I ρ 较难 10．（北京18分）两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计。M 、M ′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C 。长度也为l ，电阻同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 在运动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q 。求：?ab 运动速度v 的大小；?电容器所带的电荷量q 。

?s

l B RQ v 224= ?Bls CQR q =

cd 边离开电场，则qL

E E E k k -'=

11．（上海13分）如图(a)所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L 。导轨左端接有阻值为R 的电

阻。质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端。当磁场以速度v 1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度。此时导体棒仍处于磁场区域内。?求导体棒所达到的恒定速度v 2；?为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？?导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？?若t =0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t 关系如图(b)所示，已知在时刻t 导体棒的瞬时速度大小为v t ，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。 ?2212L B fR v v -= ?R

v L B f 1

22≤

???? ?

?-=221L B fR v f P f ，222L B R f P =电

?mR

t L B fR

v L B a t -+=2222（提示：对棒用牛顿第二定律：()ma f R v v L B =--2122，其中v 1-v 2必为衡量，磁场和导体

棒的加速度必然相同，设v 1-v 2=Δv ，共同加速度为a ，由磁场可得：t

v

v a t ?+=

，因此Δv =at-v t 。带入可得结果。） 难

12（重庆16分）在t =0时，磁场在xOy 平面内的分布如图所示，其磁感应强度的大小均为B 0，方向垂直于xOy

平面，相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场区域的宽度均为l 0。整个磁场以速度v 沿x 轴正方向匀速移动。?若在磁场所在区域，xOy 平面内放置一由n 匝线圈串联而成的矩形导线框abcd ，线框的bc 边平行于x 轴，bc =l 0，ab =L ，

总电阻为R ，线框始终保持静止，求①线框中产生的总电动势大小

和导线中的电流大小；②线框所受安培力的大小和方向。?该运动的磁场可视为沿x 轴传播的波，设垂直于纸面向外的磁场方向为

正，画出t =0时磁感应强度的波形图，并求波长λ和频率f 。 ?①E=2nB 0Lv ，R Lv nB I 02= ②R

v

L B n F 2

2024=沿x 轴正

方向。

?λ=2l 0，f=v /2l 0 方波形，正开始。中

13．均为d =0.5m ，现有一边长l =0.2m 、质量m =0.1kg 、

电阻R =0.1Ω的正方形线框MNOP 以v 0=7m/s 的初速

a

b

N

N ′

1

(b)

度从左侧磁场边缘水平进入磁场。求：?线框MN 边刚进入磁场时受到安培力的大小F 。?线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q 。?线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n 。

?F =2.8N ?Q=2.45J （提示：设从开始到自由下落，线框下落的高度为H ，当时线框速度为v H ，由竖直分运动得v H 2=2gH ，由能量守恒：2202

121H mv Q mv mgH +=+

。） ?4（提示：每次进入、穿出磁场过程穿过线框的总电量是q=Bl 2/R =0.4C ，线框受到的安培力总是水平向左的，

每次进入、穿出磁场过程安培力的冲量I=BlIt=Blq=0.08N s ，全过程水平方向用动量定理：2nI=mv 0，n =4.4） 难 14（广东17分）如图(a)所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L ，距左端L 处的中间一段被弯成半径为H 的

1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H 的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场B 0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B (t )，如图(b)所示。两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m 的金属棒ab ，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t 0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R ，导轨电阻不计，重力加速度为g 。?问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？?求0到时间t 0内，回路中感应电流产生的焦耳热量。?探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B

的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。

R

t L B I 02

0=逆时针方?

向，大小方向都不变。?R

t L B Q 20420= ?感生电动势为02

01t L B E =，动生电动势为gH L B E 202=。当

gH t L 20=时，回路感应电流为零；当gH t L 20>时，回路感应电流为逆时针方向，大小()tR gH t L L B I 20-=

；当gH t L 20<时，回路感应电流为顺时针方向，大小()

tR

L

gH t L B I -=20。 较难

t

备战高考物理电磁感应现象的两类情况-经典压轴题及答案

备战高考物理电磁感应现象的两类情况-经典压轴题及答案 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m ，处在磁感应强度为2T 、竖直向下的匀强磁场中，平台离地面的高度为h ＝3.2m 初始时刻，质量为2kg 的杆ab 与导轨垂直且处于静止，距离导轨边缘为d ＝2m ，质量同为2kg 的杆cd 与导轨垂直，以初速度v 0＝15m/s 进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上．已知两杆的电阻均为r ＝1Ω，导轨电阻不计，两杆落地点之间的距离s ＝4m （整个过程中两杆始终不相碰） （1）求ab 杆从磁场边缘射出时的速度大小； （2）当ab 杆射出时求cd 杆运动的距离； （3）在两根杆相互作用的过程中，求回路中产生的电能． 【答案】(1) 210m/s v =；(2) cd 杆运动距离为7m ； (3) 电路中损耗的焦耳热为100J ． 【解析】 【详解】 （1）设ab 、cd 杆从磁场边缘射出时的速度分别为1v 、2v 设ab 杆落地点的水平位移为x ，cd 杆落地点的水平位移为x s +，则有 2h x v g =2h x s v g +=根据动量守恒 012mv mv mv =+ 求得： 210m/s v = （2）ab 杆运动距离为d ，对ab 杆应用动量定理 1BIL t BLq mv ==V 设cd 杆运动距离为d x +?

22BL x q r r ?Φ?= = 解得 1 22 2rmv x B L ?= cd 杆运动距离为 1 22 27m rmv d x d B L +?=+ = （3）根据能量守恒，电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能 222 012111100J 222 Q mv mv mv =--= 2．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad 和bc ，相距为L=10cm ；另外两根水平金属杆MN 和EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为m=0.2kg ，EF 棒的质量M =0.5kg ，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T ，磁场区域足够大；开始时MN 与EF 叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a =1m/s 2，试求： （1）前2s 时间内流过MN 杆的电量（设EF 杆还未离开水平绝缘平台）； （2）至少共经多长时间EF 杆能离开平台。 【答案】（1）5C ；（2）4s 【解析】 【分析】 【详解】 解：（1）t=2s 内MN 杆上升的距离为 2 1 2 h at = 此段时间内MN 、EF 与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为 BLh ?Φ= 产生的平均感应电动势为 E t ?Φ = 产生的平均电流为

电磁感应测试题(含答案)

1. A 2. B 3. D 4. A 5. B 6. C 7. D 8. B 9. B 高中物理单元练习试题（电磁感应） 一、单选题(每道小题 3分共 27分 ) 1. 一根0.2m长的直导线，在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中以V=3m/S的速度做切割磁感线运动，直导线垂直于磁感线，运动方向跟磁感线、直导线垂直．那么，直导线中感应电动势的大小是[ ] A．0.48v B．4.8v C．0.24v D．0.96v 2. 如图所示，有导线ab长0.2m，在磁感应强度为0.8T的匀 强磁场中，以3m/S的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线， 运动方向跟磁感线及直导线均垂直.磁场的有界宽度L=0.15m， 则导线中的感应电动势大小为[ B ] A．0.48V B．0.36V C．0.16V D．0.6V 3. 在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ 在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的 感应电动势为e1；若磁感应强度增为2B，其它条件不变，所产生 的感应电动势大小变为e2．则e1与e2之比及通过电阻R的感应 电流方向为[ ] A．2:1，b→a B．1:2，b→a C．2:1，a→b D．1:2，a→b 4. 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B、闭合电路中一部分直导线的运动速度v 和电路中产生的感应电流I的相互关系，其中正确是[ ] 5. 如图所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出 来，下列哪个说法是正确的\tab [ ] A．向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反 B．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是顺时针的 C．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针的 D．在此过程中感应电流大小不变 6. 如图所示，在环形导体的中央放一小条形磁铁，开始时，磁铁和环 在同一平面内，磁铁中心与环的中心重合，下列能在环中产生感应电 流的过程是[ ] A．环在纸面上绕环心顺时针转动30°的过程 B．环沿纸面向上移动一小段距离的过程\par C．磁铁绕轴OO ' 转动 30°的过程 D．磁铁绕中心在纸面上顺时针转动30°的过程 7. 两水平金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中(俯视如图)，一金属方框abcd两头焊上金属短轴放在导轨上，以下说法中正确的是哪一个[ ]

备战高考物理与电磁感应现象的两类情况有关的压轴题附答案解析

备战高考物理与电磁感应现象的两类情况有关的压轴题附答案解析 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，无限长平行金属导轨EF、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值R=0.06Ω的定值电阻，上端开口，垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放物体，当物体下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动，运动中ab始终垂直导轨并与导轨接触良好。不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。 (1)求ab棒沿斜面向上运动的最大速度； (2)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求通过杆的电量q； (3)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求电阻R上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2)q=40C (3) 【解析】 【分析】 (1)由静止释放物体，ab棒先向上做加速运动，随着速度增大，产生的感应电流增大，棒所受的安培力增大，加速度减小，棒做加速度减小的加速运动；当加速度为零时，棒开始匀速，速度达到最大。据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式、平衡条件等知识可求出棒的最大速度。 (2)本小问是感应电量的问题，据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电流的定义式、磁通量的概念等知识可进行求解。 (3)从ab棒开始运动到匀速运动，系统的重力势能减小，转化为系统增加的动能、摩擦热和焦耳热，据能量守恒定律可求出系统的焦耳热，再由焦耳定律求出电阻R上产生的焦耳热。 【详解】 (1)金属棒ab和物体匀速运动时，速度达到最大值，由平衡条件知 对物体，有；对ab棒，有 又、 联立解得： (2) 感应电荷量

电磁感应单元测试题(含详解答案)

第十二章电磁感应章末自测 时间：90分钟满分：100分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分) 图1 1．如图1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是() A．v1>v2，v1向右，v2向左B．v1>v2，v1和v2都向左 C．v1＝v2，v1和v2都向右D．v1＝v2，v1和v2都向左 解析：因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确． 答案：B 图2 2．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有() A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C．线圈中产生交流电 D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对

图3 线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电． 答案：AC 3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流() 解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确． 答案：D 图4 4．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是() A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg，而运动趋势总向右，D正确． 答案：D 5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q 共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则() 图5 A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>G C．t3时刻F N

电磁感应压轴题

v (m/s) 10 8 6 4 2 M (kg) 0 0.1 0.2. 0.3 0.4 0.5 电磁感应难题训练1 1. 如图所示，两根与水平面成θ＝30角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L ＝1m ，导轨底端接有阻值为的电阻R ，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B ＝1T 。现有一质量为m ＝0.2 kg 、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M ＝0.5 kg 的物体相连，细绳与导轨平面平行。将金属棒与M 由静止释放，棒沿导轨运动了2 m 后开始做匀速运动。运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触。（取重力加速度g=10m/s 2）求： （1）金属棒匀速运动时的速度； （2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R 上 产生的焦耳热； . （3）若保持某一大小的磁感应强度B 1不变，取不同 质量M 的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的 做匀速运动的v 值，得到实验图像如图所示， 请根据图中的数据计算出此时的B 1； （4）改变磁感应强度的大小为B 2，B 2＝2B 1，其他条件不变， 请在坐标图上画出相应的v —M 图线，并请说明图线与M 轴的 交点的物理意义。 ~ ； $ B θ m R

2. 如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角固定放置，导轨间连接一阻值为4Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m．导体棒a的质量为ma=0.6kg，电阻Ra=4Ω；导体棒b的质量为mb=0.2kg，电阻Rb=12Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好．现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场（g取10m/s2，sin53°=，且不计a、b之间电流的相互作用）．求： （1）在整个过程中，a、b两导体棒分别克服安培力做的功； （2）在a穿越磁场的过程中，a、b两导体棒上产生的焦耳热之比； （3）在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比； （4）M点和N点之间的距离． / 。 #

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 y M a B 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24．（20分）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。 如图2所示，通道尺寸a ＝2.0m ，b ＝0.15m 、c ＝0.10m 。工作时，在通道内沿z 轴正方 向加B ＝8.0T 的匀强磁场；沿x 轴正方向加匀强电场，使两金属板间的电压U ＝99.6V ；海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ＝0.22Ω·m 。 （1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向； （2）船以v s ＝5.0m /s 的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以5.0m /s 的速率涌入进 水口由于通道的截面积小球进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d ＝8.0m /s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压U /＝U －U 感计算，海水受到电磁力的80%可以 转化为对船的推力。当船以v s ＝5.0m /s 的船速度匀速前进时，求海水推力的功率。 解析24.(20分) （1）根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ，其中I 1= R U ,R ＝ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) （2）U 感=Bu 感b=9.6 V （3）根据欧姆定律，I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2＝I 2Bb ＝720 N

推力的功率P ＝Fv s ＝80%F 2v s ＝2 880 W 2006年全国物理试题（江苏卷） 19．（17分）如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨 MON 固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动，导体棒的质量为m ，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时，导体棒位于顶角O 处，求： （1）t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 （2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 （3）导体棒在0～t 时间内产生的焦耳热Q 。 （4）若在t 0时刻将外力F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19．（1）0到t 时间内，导体棒的位移 x ＝t t 时刻，导体棒的长度 l ＝x 导体棒的电动势 E ＝Bl v 0 回路总电阻 R ＝(2x ＋2x )r 电流强度 022E I R r ＝＝（＋） 电流方向 b →a （2） F ＝BlI ＝22 02 22E I R r ＝＝（＋） （3）解法一 t 时刻导体的电功率 P ＝I 2R ＝ 23 02 22E I R r ＝＝（＋） ∵P ∝t ∴ Q ＝2P t ＝232 02 2(22E I R r ＝＝＋） 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P ＝I 2R 由于I 恒定 R /＝v 0rt ∝t

高二物理电磁感应测试题及答案

高二物理同步测试（5）—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试用时60分钟． 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确 的，全部选对得4分，对而不全得2分。） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （） A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若 两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2mV，则海水 的流速大小为（） A．40 m／s B．4 m／s C． m／s D．4×10－3m／s 3．日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下，下列说法正确的是（） A．灯管点燃后，起动器中两个触片是分离的 B．灯管点燃后，镇流器起降压和限流作用 C．镇流器在日光灯开始点燃时，为灯管提供瞬间高压 D．镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为

可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是 （ ） A ．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B ．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C ．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D ．放音和录音的主要原理都是电磁感应 5．两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导 体环，当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流。则（ ） A ．A 可能带正电且转速减小 B ．A 可能带正电且转速增大 C ．A 可能带负电且转速减小 D ．A 可能带负电且转速增大 6．为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该（ ） A ．首先断开开关S 1 B ．首先断开开关S 2 C ．首先拆除电源 D ．首先拆除安培表 7．如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b ）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a ），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 （ ） A ．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针 B ．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 C ．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针 D ．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 8．如图所示，xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场，第 x y o a b

电磁感应部分 压轴题考法

1.电磁感应加速器（共2题） （20 分）在如图甲所示的半径为r的竖直圆柱形区域内，存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt（k>0 且为常量）。 （1）将一由细导线构成的半径为r、电阻为R0 的导体圆环水平固定在上述磁场中，并使圆环中心与磁场区域的中心重合。求在T 时间内导体圆环产生的焦耳热（2）上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间激发涡旋电场，其电场线是在水平面内的一系列沿顺时针方向的同心圆（从上向下看），圆心与磁场区域的中心重合。同一条电场线上各点的场强大小相等，涡旋电场场强与电势差的关系与匀强电场相同。如图丙所示，在磁场区域的水平面内固定一个内壁光滑的绝缘环形真空细管道，其内环半径为r，管道中心与磁场区域的中心重合，细管道直径远小于r。某时刻，将管道内电荷量为q 的带正电小球由静止释放（小球的直径略小于真空细管道的直径），假设小球在运动过程中其电荷量保持不变，忽略小球受到的重力、小球运动时激发的磁场以及相对论效应。若小球由静止经过一段时间加速，获得动能E m，求小球在这段时间内在真空细管道内运动的圈数 （3）若在真空细管道内部空间加有方向竖直向下的恒定匀强磁场，小球开始运动后经过时间t0，小球与环形真空细管道之间恰好没有作用力，求在真空细管道内部所加磁场的磁感应强度的大小

动生切割中的电容问题（2题） 12．（20分）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S 接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。问： （1）磁场的方向； （2）MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。

高考物理压轴题专题复习—电磁感应现象的两类情况的推断题综合

高考物理压轴题专题复习—电磁感应现象的两类情况的推断题综合 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，两根光滑、平行且足够长的金属导轨倾斜固定在水平地面上，导轨平面与水平地面的夹角37θ=?，间距为d =0.2m ，且电阻不计。导轨的上端接有阻值为R =7Ω的定值电阻和理想电压表。空间中有垂直于导轨平面斜向上的、大小为B =3T 的匀强磁场。质量为m =0.1kg 、接入电路有效电阻r =5Ω的导体棒垂直导轨放置，无初速释放，导体棒沿导轨下滑一段距离后做匀速运动，取g =10m/s 2，sin37°=0.6，求： （1）导体棒匀速下滑的速度大小和导体棒匀速运动时电压表的示数； （2）导体棒下滑l =0.4m 过程中通过电阻R 的电荷量。 【答案】（1）20m/s 7V （2）0.02C 【解析】 【详解】 （1）设导体棒匀速运动时速度为v ，通过导体棒电流为I 。 由平衡条件 sin mg BId θ=① 导体棒切割磁感线产生的电动势为 E =Bdv ② 由闭合电路欧姆定律得 E I R r = +③ 联立①②③得 v =20m/s ④ 由欧姆定律得 U =IR ⑤ 联立①⑤得 U =7V ⑥ （2）由电流定义式得 Q It =⑦ 由法拉第电磁感应定律得 E t ?Φ = ?⑧

B ld ?Φ=?⑨ 由欧姆定律得 E I R r = +⑩ 由⑦⑧⑨⑩得 Q =0.02C ? 2．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 倾斜放置，两导轨间距离为L ，导轨平面与水平面间的夹角θ，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为m 的金属棒 ab 垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒ab 的电阻，重力加速度为g ．若在导轨的M 、P 两端连接阻值R 的电阻，将金属棒ab 由静止释放，则在下滑的 过程中，金属棒ab 沿导轨下滑的稳定速度为v ，若在导轨M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，仍将金属棒ab 由静止释放，金属棒ab 下滑时间t ，此过程中电容器没有被击穿，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B 的大小为多少？ （2）金属棒ab 下滑t 秒末的速度是多大？ 【答案】（1）2sin mgR B L v θ=2）sin sin t gvt v v CgR θθ=+ 【解析】 试题分析：（1）若在M 、P 间接电阻R 时，金属棒先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，达到稳定状态．则感应电动势E BLv =，感应电流E I R = ，棒所受的安培力F BIL = 联立可得22B L v F R =，由平衡条件可得F mgsin θ=，解得2 mgRsin B L v θ （2）若在导轨 M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，将金属棒ab 由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，ab 棒受到安培力． 设棒下滑的速度大小为v '，经历的时间为t 则电容器板间电压为 U E BLv ='= 此时电容器的带电量为 Q CU = 设时间间隔△t 时间内流经棒的电荷量为Q V

备战高考物理压轴题专题复习——法拉第电磁感应定律的推断题综合附详细答案

一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示，正方形单匝线框bcde边长L＝0.4 m，每边电阻相同，总电阻R＝0.16 Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接物体P，手持物体P使二者在空中保持静止，线框处在竖直面内．线框的正上方有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距也为L＝0.4 m，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B＝1.0 T，磁场的下边界与线框的上边eb相距h＝1.6 m．现将系统由静止释放，线框向上运动过程中始终在同一竖直面内，eb边保持水平，刚好以v ＝4.0 m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力． （1）线框eb边进入磁场中运动时，e、b两点间的电势差U eb为多少？ （2）线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少？ （3）若在线框eb边刚进入磁场时，立即给物体P施加一竖直向下的力F，使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力F做功W F＝3.6 J，求eb边上产生的焦耳Q eb为多少？ 【答案】（1）1.2 V（2）3.2 J（3）0.9 J 【解析】 【详解】 (1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动，产生的感应电动势为： 10.44V=1.6 V E BLv ==?? 因为e、b两点间作为等效电源，则e、b两点间的电势差为外电压： U eb=3 4 E=1.2 V. (2)线框进入磁场后立即做匀速运动，并匀速穿过磁场区，线框受安培力： F安=BLI 根据闭合电路欧姆定律有： I=E R 联立解得解得F安=4 N

电磁感应压轴题

v (m/s) 10 8 6 4 2 M (kg) 0 0.1 0.2. 0.3 0.4 0.5 电磁感应难题训练1 1. 如图所示，两根与水平面成θ＝30角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L ＝1m ，导轨底端接有阻值为 的电阻R ，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中， 磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B ＝1T 。现有一质量为m ＝0.2 kg 、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M ＝0.5 kg 的物体相连，细绳与导轨平面平行。将金属棒与M 由静止释放，棒沿导轨运动了2 m 后开始做匀速运动。运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触。（取重力加速度g=10m/s 2 ）求： （1）金属棒匀速运动时的速度； （2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R 上 产生的焦耳热； （3）若保持某一大小的磁感应强度B 1不变，取不同 质量M 的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的 做匀速运动的v 值，得到实验图像如图所示， 请根据图中的数据计算出此时的B 1； （4）改变磁感应强度的大小为B 2，B 2＝2B 1，其他条件不变， 请在坐标图上画出相应的v —M 图线，并请说明图线与M 轴的 交点的物理意义。 B θ m R

2. 如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角固定放置，导轨间连接一阻值为4Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m．导体棒a的质量为ma=0.6kg，电阻Ra=4Ω；导体棒b的质量为mb=0.2kg，电阻Rb=12Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好．现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场（g取10m/s2，sin53°=，且不计a、b之间电流的相互作用）．求： （1）在整个过程中，a、b两导体棒分别克服安培力做的功； （2）在a穿越磁场的过程中，a、b两导体棒上产生的焦耳热之比； （3）在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比； （4）M点和N点之间的距离．

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 x y O M a b B N 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24．（20分）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。 如图2所示，通道尺寸a ＝，b ＝、c ＝。工作时，在通道内沿z 轴正方向加B ＝的匀强磁 场；沿x 轴正方向加匀强电场，使两金属板间的电压U ＝；海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ＝Ω·m 。 （1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向； （2）船以v s ＝s 的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以s 的速率涌入进水口由于通 道的截面积小球进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d ＝s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压U / ＝U －U 感计算，海水受到电磁力的80%可以转 化为对船的推力。当船以v s ＝s 的船速度匀速前进时，求海水推力的功率。 解析24.(20分) （1）根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ，其中I 1= R U ,R ＝ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) （2）U 感=Bu 感b= V （3）根据欧姆定律，I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2＝I 2Bb ＝720 N

推力的功率P ＝Fv s ＝80%F 2v s ＝2 880 W 2006年全国物理试题（江苏卷） 19．（17分）如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨 MON 固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动，导体棒的质量为m ，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时，导体棒位于顶角O 处，求： （1）t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 （2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 （3）导体棒在0～t 时间内产生的焦耳热Q 。 （4）若在t 0时刻将外力F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19．（1）0到t 时间内，导体棒的位移 x ＝t t 时刻，导体棒的长度 l ＝x 导体棒的电动势 E ＝Bl v 0 回路总电阻 R ＝(2x ＋2x )r 电流强度 022E I R r ＝＝（＋） 电流方向 b →a （2） F ＝BlI ＝22 02 22E I R r ＝＝（＋） （3）解法一 t 时刻导体的电功率 P ＝I 2 R ＝23 02 22E I R r ＝＝（＋） ∵P ∝t ∴ Q ＝2P t ＝232 02 2(22E I R r ＝＝＋） 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P ＝I 2 R 由于I 恒定 R / ＝v 0rt ∝t

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷练习(Word版 含答案)

高中物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷练习（Word版含答案） 一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难） 1．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是() A．ab向左运动，cd向右运动 B．ab向右运动，cd向左运动 C．ab、cd都向右运动 D．ab、cd保持静止 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动； A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确； B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误； C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误； D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误； 2．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（） A．B． C． D． 【答案】B 【解析】

【分析】 要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向． 【详解】 地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确． 【点睛】 主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定． 3．如图所示，匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁感线平行，能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种（） A．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C．线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转 D．线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故A错误． B．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故B错误． C．线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故C错误． D．线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转时，磁通量从无到有发生变化，线圈中有感应电流产生；故D正确． 故选D． 【点睛】

高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附答案

高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附答案 一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示，竖直平面内两竖直放置的金属导轨间距为L1，导轨上端接有一电动势为E、内阻不计的电源，电源旁接有一特殊开关S，当金属棒切割磁感线时会自动断开，不切割时自动闭合；轨道内存在三个高度均为L2的矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向如图。一质量为m的金属棒从ab位置由静止开始下落，到达cd位置前已经开始做匀速运动，棒通过cdfe区域的过程中始终做匀速运动。已知定值电阻和金属棒的阻值均为R，其余电阻不计，整个过程中金属棒与导轨接触良好，重力加速度为g，求： （1）金属棒匀速运动的速度大小； （2）金属棒与金属导轨间的动摩擦因数μ； （3）金属棒经过efgh区域时定值电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3）mgL2。 【解析】 【分析】 （1）金属棒到达cd位置前已经开始做匀速运动，根据平衡条件结合安培力的计算公式求解； （2）分析导体棒的受力情况，根据平衡条件结合摩擦力的计算公式求解； （3）根据功能关系结合焦耳定律求解。 【详解】 （1）金属棒到达cd位置前已经开始做匀速运动，根据平衡条件可得：mg=BIL1， 由于 解得：； （2）由于金属棒切割磁感线时开关会自动断开，不切割时自动闭合，则在棒通过cdfe区域的过程中开关是闭合的，此时棒受到安培力方向垂直于轨道向里； 根据平衡条件可得：mg=μF A， 通过导体棒的电流I′=，则F A=BI′L1， 解得μ=；

（3）金属棒经过efgh 区域时金属棒切割磁感线时开关自动断开，此时导体棒仍匀速运动； 根据功能关系可知产生的总的焦耳热等于克服安培力做的功，而W 克=mgL 2， 则Q 总=mgL 2， 定值电阻R 上产生的焦耳热Q R =Q 总=mgL 2。 【点睛】 对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。 2．如图所示，间距为l 的平行金属导轨与水平面间的夹角为α，导轨间接有一阻值为R 的电阻，一长为l 的金属杆置于导轨上，杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向垂直于斜面向上，当金属杆受到平行于斜面向上大小为F 的恒定拉力作用，可以使其匀 速向上运动；当金属杆受到平行于斜面向下大小为 2 F 的恒定拉力作用时，可以使其保持与向上运动时大小相同的速度向下匀速运动，重力加速度大小为g ，求： （1）金属杆的质量； （2）金属杆在磁场中匀速向上运动时速度的大小。 【答案】（1）4sin F m g α=；（2）2222344tan RE RF v B l B l μα =-。 【解析】 【分析】 【详解】 （1）金属杆在平行于斜面向上大小为F 的恒定拉力作用下可以保持匀速向上运动，设金属杆的质量为m ，速度为v ，由力的平衡条件可得 sin cos F mg mg BIl αμα=++， 同理可得 sin cos 2 F mg mg BIl αμα+=+， 由闭合电路的欧姆定律可得 E IR =，

电磁感应测试题及答案

高二物理《电磁感应》测试题（一） 1．关于磁通量的概念，下面说法正确的是 （ ） A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B ．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 C ．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零 D ．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是 （ ） A ．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 B ．只要导体在磁场中作用相对运动，导体两端就一定会产生电势差 C ．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D ．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 5．如图1所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点，将圆环拉离平衡位置并释放， 圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（空气阻力不计） （ ） A ．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度 B ．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C ．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D ．圆环最终将静止在平衡位置 6．如图（2），电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V ，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K ，稳定后突然断开K ，则下列说法正确的是（ ） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7．如果第6题中，线圈电阻为零，当K 突然断开时，下列说法正确的是（ ） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相同 D ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相反 8．如图（3），一光滑的平面上，右方有一条形磁铁，一金属环以初速度V 沿磁铁的中线向右滚动，则以下说法正确的是（ ） A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动 C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的N 极 D 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的S 极 9．如图（4）所示，让闭合矩形线圈abcd 从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场，从bc 边开始进入磁场到ad 边刚进入磁场的这一段时间里，图（5）所示的四个V 一t 图象中，肯定不能表示线圈运动情况的是 （ ） 10 R ，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒 ab 横跨导轨，它在外力的作用下向右匀速运动，速度为v 。若将金属棒的运动速度变为2v ， （除 R 外，其余电阻不计，导轨光滑）则 （ ） A ．作用在ab 上的外力应增大到原来的2倍 B ．感应电动势将增大为原来的4倍 C ．感应电流的功率将增大为原来的2倍 D ．外力的功率将增大为原来的4倍 11．如图（7）两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计。在导

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案 一、法拉第电磁感应定律 1．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计，求0至t1时间内 (1)通过电阻R1上的电流大小及方向。 (2)通过电阻R1上的电荷量q。 【答案】(1) 2 02 3 n B r Rt π 电流由b向a通过R1(2) 2 021 3 n B r t Rt π 【解析】【详解】 (1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 2 202 2 n B r B E n n r t t t π π ?Φ? === ?? 由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为 2 02 33 n B r E I R Rt π == 由楞次定律知该电流由b向a通过R1。 (2)由 q I t =得在0至t1时间内通过R1的电量为: 2 021 1 3 n B r t q It Rt π == 2．光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量 m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示．用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v?t图象如图(b)所示.g=10m/s2，导轨足够长．求： (1)恒力F的大小； (2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小； (3)根据v?t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量．

电磁感应单元测试题含详细答案

电磁感应单元测试题 一选择题（每题6分，共54分） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （ ） A ．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B ．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 C ．闭合电路在磁场内作切割磁感线运动，电路内一定会产生感应电流 D ．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流。 2．闭合线圈的匝数为n ，每匝线圈面积为S ，总电阻为R ，在t ?时间内穿过每匝线圈的磁 通量变化为?Φ，则通过导线某一截面的电荷量为 （ ） A ．R ?Φ B ．R nS ?Φ D ．R n ?Φ C ．tR n ??Φ 3．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上放一弹性闭合导体环，在导体环轴线上方有一条形 磁 铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是 （ ） A ．导体环有收缩趋势 B ．导体环有扩张趋势 C ．导体环对桌面压力减小 D ．导体环对桌面压力增大 4．闭合回路中的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如①②③④所示，关于回 路中产生的感应电动势的下列说法正确的是（ ） A 、 图①的回路中感应电动势恒定不变 B 、 图②的回路中感应电动势变大 C 、 图③的回路中0~t 1时间内的感应电动势大于t 1~t 2时间内的感应电动势 D 、 图④的回路中感应电动势先变小再变大 5．下图中所标的导体棒的长度为L ，处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒运动的速度均为v ，产生的电动势为BLv 的是 （ ） 6．如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成以下几种位置组合，当减少直导线中电流时，下列说法正确的是 （ ） B ° v B L A B L