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高考物理电磁感应现象的两类情况的推断题综合复习

一、电磁感应现象的两类情况

1．如图所示，线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L ，质量为m ，电阻为R 的正方形线圈，在传送带的左端线圈无初速地放在以恒定速度v 匀速运动的传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度v 后，线圈与传送带始终相对静止，并通过一磁感应强度为B 、方向竖直向上的匀强磁场，已知当一个线圈刚好开始匀速度运动时，下一个线圈恰好放在传送带上，线圈匀速运动时，每两个线圈间保持距离L 不变，匀强磁场的宽度为3L ，求：

(1)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q ．

(2)在某个线圈加速的过程中，该线圈通过的距离S 1和在这段时间里传送带通过的距离S 2之比．

(3)传送带每传送一个线圈，电动机多消耗的电能E （不考虑电动机自身的能耗）

【答案】(1)232B L v

Q R

= (2) S 1:S 2=1:2 (3)E=mv 2+2B 2L 3v/R

【解析】【分析】【详解】

(1)线圈匀速通过磁场，产生的感应电动势为E=BLv ，则每个线圈通过磁场区域产生的热量

为223()22BLv L B L v

Q Pt R v R

===

(2)对于线圈：做匀加速运动，则有S 1=vt /2 对于传送带做匀速直线运动，则有S 2=vt 故S 1：S 2=1：2

(3)线圈与传送带的相对位移大小为2112

s s s s ?=-== 线圈获得动能E K =mv 2/2=fS 1

传送带上的热量损失Q /=f (S 2-S 1）=mv 2/2

送带每传送一个线圈，电动机多消耗的电能为E =E K +Q +Q /=mv 2+2B 2L 3v/R 【点睛】

本题的解题关键是从能量的角度研究电磁感应现象，掌握焦耳定律、E=BLv 、欧姆定律和能量如何转化是关键．

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

21 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

E I R

流过MN 杆的电量

q It =

代入数据解得

25C 2BLat q R

（2）EF 杆刚要离开平台时有

BIL Mg =

此时回路中的电流为

E I R

MN 杆切割磁场产生的电动势为

E BLv =

MN 杆运动的时间为

v t a

代入数据解得

224s MgR

t B L a

3．如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道固定在水平面上，两轨道间距 l= 0.5m ，左侧接一阻值为R 的电阻。有一金属棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的磁感应强度为1T 的匀强磁场中。T=0 时，用一外力F 沿轨道方向拉金属棒，使金属棒以加速度 a =0.2 m/s 2 做匀加速运动，外力F 与时间 t 的关系如图乙所示。 (1)求金属棒的质量 m ；

(2)当力F 达到某一值时，保持F 不再变化，金属棒继续运动3s ，速度达到1.6m/s 且不再变化，测得在这 3s 内金属棒的位移 s=4.7 m ，求这段时间内电阻R 消耗的电能。

【答案】（1）0.5kg ；（2）1.6J 【解析】【分析】【详解】由图乙知

0.10.05F t =+

（1）金属棒受到的合外力

220.10.05B l v

F F F t ma R

=-=+-=合安

当t =0时

0v at ==

0.1F =N 合

由牛顿第二定律代入数值得

0.5F m a

=kg 合

（2）F 变为恒力后，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，经过3s 后，速度达到最大

1.6m v =m/s ，此后金属棒做匀速运动。 1.6m v =m/s 时

0F =合

220.4m

B l v F F R

===N 安

将F =0.4N 代入0.10.05F t =+

求出金属棒做变加速运动的起始时间为t =6s （该时间即为匀加速持续的时间）该时刻金属棒的速度为

1 1.2v at ==m/s

这段时间内电阻R 消耗的电能

()2

2112F K m E W E FS m v v =-?=--

()221

0.4 4.70.5 1.6 1.2 1.62

E =?-??-=J

4．如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R ＝4Ω的定值电阻，两导轨在同一平面内。质量为m ＝0.1kg ，长为L ＝0.1m 的导体棒ab 垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r ＝1Ω，整个装置处于垂直于导轨面的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度a 与速度v 的关系如图乙所示，(g ＝10m/s 2)。求：（1）导轨平面与水平面间夹角θ；（2）磁场的磁感应强度B ；

（3）若靠近电阻处到底端距离为20m ，ab 棒在下滑至底端前速度已达10m/s ，求ab 棒下滑的整个过程中，电阻R 上产生的焦耳热。

【答案】（1）30θ=?；（2）5T B =；（3）4J R Q = 【解析】【分析】【详解】

（1）由E BLv =、E

I R r

+、F BIL =得安培力 22B L v

F R r

+ 根据牛顿第二定律得

sin mg F ma θ-=

代入得

22sin B L v

mg ma R r

θ-=+

整理得

()

sin B L a v g m R r θ=-++

由数学知识得知，a -v 图象斜率的大小等于

()

B L k m R r =+

纵截距等于

sin g θ

由图象可知图象的纵截距等于5，即

sin 5g θ=

解得

30θ=?

（2）由图象可知图象斜率的大小等于0.5，则有

()

0.5B L m R r =+

代入解得

5T B =

（3）ab 棒下滑到底端的整个过程中，根据能量守恒定律得

1sin 2

mgx mv Q θ=

+ 得电路中产生的总热量

5J Q =

根据焦耳定律得电阻R 上产生的焦耳热为

4J R R

Q Q R r

5．如图甲所示，MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成=30θ?角固定，N 、Q 之间接电阻箱R ，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B =0.5T ，质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻位为r 。现从静止释放杆ab ，测得最大速度为v M ，改变电阻箱的阻值R ，得到v M 与R 之间的关系如图乙所示。已知导轨间距为L =2m ，重力加速度g =10m/s 2，轨道足够长且电阻不计。求： (1)当R =0时，杆ab 匀速下滑过程中产生感应电动势E 的大小及杆中的电流方向； (2)金属杆的质量m 及阻值r ；

(3)当R =4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W 的过程中合外力对杆做的功W 。

【答案】(1)3V E =，杆中电流方向从b →a ；(2)0.2kg m =，3r =Ω；(3)0.7J W = 【解析】【分析】【详解】

(1)由图可知，当R =0时，杆最终以v =3m/s 匀速运动，产生电动势

E =BLv =0.5×2×3V=3V

电流方向为由b 到a

(2)设最大速度为v ，杆切割磁感线产生的感应电动势E =BLv ，由闭合电路的欧姆定律：

I R r

+ 杆达到最大速度时满足

sin 0mg BIL θ-=

解得

()sin mg R r v B L θ

由图像可知：斜率为

m /(s Ω)1m /(Ω)3

s k -=

?=? 纵截距为

v 0=3m/s

得到：

022

sin mgr v B L θ

= 22

sin mg k B L θ

= 解得

m =0.2kg ，r =3Ω

(3)由题意：E =B Lv ，2

E P R r

=+，得

222

P L v P R r

+ 则

222222

21P L v P L v P R r R r

?=-

++ 由动能定理得

22211122W mv mv =

- 联立解得

22()

2m R r W P B L +=

W =0.7J 【点睛】

6．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm 2．螺线管导线电阻r=1.0Ω，R 1=3.0Ω，R 2=4.0Ω，C=30μF ．在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化．求：

（1）求螺线管中产生的感应电动势；（2）S 断开后，求流经R 2的电量．【答案】（1）0.8V ；（2）41.210C -? 【解析】【分析】【详解】

（1）感应电动势：10.2

10000.00200.82

B E n n S V t t ?Φ?-===??=??；（2）电路电流120.8

0.1134

E I A r R R =

==++++，电阻2R 两端电压

220.140.4U IR V ==?=，

电容器所带电荷量65

230104 1.210Q CU C --==??=?，S 断开后，流经2R 的电量为

41.210C -?；

【点睛】

本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求解．

7．如图所示，将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f ，且线框不发生转动．求：

(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v 2； (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1； (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q . 【答案】(1)

22mg fR B a - (2)()

v mg f B a =-(3)()()()22

24432mR Q mg f mg f a b B a ??=--++?? 【解析】【分析】

(1)下落阶段匀速进入磁场说明线框所受力：重力、空气阻力及向上的安培力的合力为零.(2)对比线框离开磁场后继续上升一段高度（设为h ），然后下落相同高度h 到匀速进入磁场时两个阶段受力情况不同，合力做功不同，由动能定理：线框从离开磁场至上升到最高点的过程．(3)求解焦耳热Q ，需要特别注意的是线框向上穿过磁场是位移是a+b 而不是b ，这是易错的地方【详解】

(1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间，由平衡知识有：222

B a v mg f R

解得：222

()mg f R

v B a -=

(2)线框从离开磁场至上升到最高点的过程，由动能定理：2110()02

mg f h mv -+=-

线圈从最高点落至进入磁场瞬间：211()2

mg f h mv -= 联立解得：221222()mg f R

v v mg f mg f B a

=-- (3)线框在向上通过磁场过程中，由能量守恒定律有：

0111()()22

Q mg f a b mv mv +++=

- 而012v v =

解得：2

2244

3[()]()()2mR Q mg f mg f a b B a

=--++ 即线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热为

222

3[()]()()2mR Q mg f mg f a b B a

=--++ 【点睛】

此类问题的关键是明确所研究物体运动各个阶段的受力情况，做功情况及能量转化情况，选择利用牛顿运动定律、动能定理或能的转化与守恒定律解决针对性的问题，由于过程分析不明而易出现错误.

8．如图所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻．质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v ．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：

（1）MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；（2）MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；（3）PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P ．

【答案】（1）0Bdv R ；（2）220B d v mR ；（3）222

0()B d v v R

-；

【解析】

【分析】

本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E =Blv ，切割的速度（v ）是导体与磁场的相对速度，分析这类问题，通常是先电后力，再功能．

（1）根据电磁感应定律的公式可得知产生的电动势，结合闭合电路的欧姆定律，即可求得MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；

（2）根据第一问求得的电流，利用安培力的公式，结合牛顿第二定律，即可求得MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；

（3）首先要得知，PQ 刚要离开金属杆时，杆切割磁场的速度，即为两者的相对速度，然后结合感应电动势的公式以及功率的公式即可得知感应电流的功率P ．【详解】

（1）感应电动势 0E Bdv =

感应电流E I R =

解得0Bdv I R

= （2）安培力 F BId = 牛顿第二定律 F ma =

解得220

B d v a mR

（3）金属杆切割磁感线的速度0=v v v '-，则

感应电动势 0()E Bd v v =-

电功率2

E P R

= 解得2220()B d v v P R -=

【点睛】

该题是一道较为综合的题，考查了电磁感应，闭合电路的欧姆定律以及电功电功率．对于法拉第电磁感应定律是非常重要的考点，经常入选高考物理压轴题，平时学习时要从以下几方面掌握．（1）切割速度v 的问题

切割速度的大小决定了E 的大小；切割速度是由导体棒的初速度与加速度共同决定的．同时还要注意磁场和金属棒都运动的情况，切割速度为相对运动的速度；不难看出，考电磁感应的问题，十之八九会用到牛顿三大定律与直线运动的知识．（2）能量转化的问题

电磁感应主要是将其他形式能量（机械能）转化为电能，可由于电能的不可保存性，很快又会想着其他形式能量（焦耳热等等）转化．（3）安培力做功的问题

电磁感应中，安培力做的功全部转化为系统全部的热能，而且任意时刻安培力的功率等于系统中所有电阻的热功率．（4）动能定理的应用

动能定理当然也能应用在电磁感应中，只不过同学们要明确研究对象，我们大多情况下是通过导体棒的．固定在轨道上的电阻，速度不会变化，显然没有用动能定理研究的必要．

9．如图所示，在坐标xoy 平面内存在B=2．0T 的匀强磁场，OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA 满足曲线方程

，C 为导轨的最右端，导轨

OA 与OCA 相交处的O 点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R 1和R 2，其R 1=4．0Ω、

R2=12．0Ω．现有一足够长、质量m=0．10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下，以v=3．0m/s的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R1、R2外其余电阻不计，g取10m/s2，求：

（1）金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值；

（2）外力F的最大值；

（3）金属棒MN滑过导轨OC段，整个回路产生的热量．

【答案】（1）1．0A（2）20．0N（3）1．25J

【解析】

【分析】

【详解】

（1）金属棒MN沿导轨竖直向上运动，进入磁场中切割磁感线产生感应电动势．当金属棒MN匀速运动到C点时，电路中感应电动势最大，产生的感应电流最大．

金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值．因此接入电路的金属棒的有效长度为

L m=x m=0.5m

E m=3.0V

且

(2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用

（3）金属棒MN在运动过程中，产生的感应电动势

有效值为

金属棒MN滑过导轨OC段的时间为t

滑过OC 段产生的热量

10．如图，两根相距l =0.4m 的平行金属导轨OC 、O ′C ′水平放置。两根导轨右端O 、O ′连接着与水平面垂直的光滑平行导轨OD 、O ′D ′，两根与导轨垂直的金属杆M 、N 被放置在导轨上，并且始终与导轨保持保持良好电接触。M 、N 的质量均为m =0.2kg ，电阻均为R =0.4Ω，N 杆与水平导轨间的动摩擦因数为μ=0.1。整个空间存在水平向左的匀强磁场，磁感应强度为B =0.5T 。现给N 杆一水平向左的初速度v 0=3m/s ，同时给M 杆一竖直方向的拉力F ，使M 杆由静止开始向下做加速度为a M =2m/s 2的匀加速运动。导轨电阻不计，（g 取10m/s 2）。求：

(1)t =1s 时，N 杆上通过的电流强度大小；

(2)求M 杆下滑过程中，外力F 与时间t 的函数关系；（规定竖直向上为正方向） (3)已知N 杆停止运动时，M 仍在竖直轨道上，求M 杆运动的位移；

(4)在N 杆在水平面上运动直到停止的过程中，已知外力F 做功为﹣11.1J ，求系统产生的总热量。

【答案】（1）0.5A （2）F=1.6﹣0.1t （3）7.84m （4）2.344J 【解析】【详解】 (1)M 杆的速度：

21m/s 2m/s M v a t ==?=

感应电流：

0.50.420.5A A 2220.4

E BLv I R R ??=

===? (2)对M 杆，根据牛顿第二定律：

M mg F BIl ma --=

M v a t =

整理得：

2M M Bla t

F mg ma B l R

=--?

? 解得：

1.60.1F t =-

(3)对N 杆，由牛顿第二定律得：

()2M N Bla t

mg B l ma R

μ+?

?= 可得：

222M N B l a t

a g mR

μ=+

解得：

10.05N a t =+

可做N a t -图

可得：

0001(10.05[)]v t t =++

解得：

0 2.8s t =

位移：

22011

2 2.87.84m 2m 2

M s at =

=??= (4)对M 杆，则有：

M F M mgS W W mv ++=

-安解得：

1.444J I W Q ==安

对N 杆，则有：

22011

0.23J 0.9J 22

f W mv =

=??= 总热量：

1.4440.9J

2.344J I f Q Q W =+=+=总

11．如图甲所示。在同一水平面上，两条足够长的平行金属导轨MNPQ 间距为

0.15m L =，右端接有电阻0.2ΩR =，导轨EF 连线左侧光滑且绝缘.右侧导轨粗糙，EFGH

区域内有垂直导轨平面磁感应强度4T B =的矩形匀强磁场；一根轻质弹簧水平放置，左

端固定在K 点，右端与质量为0.1kg m =的金属棒a 接触但不栓接，且与导轨间的动摩擦因数0.1μ=，弹簧自由伸长时a 棒刚好在EF 处，金属棒a 垂直导轨放置，现使金属棒a 在外力作用下缓慢地由EF 向左压缩至AB 处锁定，压缩量为00.04m x =。此时在EF 处放上垂直于导轨质量0.3kg M =电阻0.1Ωr =的静止金属棒b 。接着释放金属棒a ，两金属棒在EF 处碰撞，a 弹回并压缩弹簧至CD 处时速度刚好为零且被锁定，此时压缩量为

10.02m x =，b 棒向右运动，经过0.1s t =从右边界GH 离开磁场，金属棒b 在磁场运动

过程中流经电阻R 的电量0.2C q =。设棒的运动都垂直于导轨，棒的大小不计，已知弹簧的弹力与形变量的关系图像（如图乙）与x 轴所围面积为弹簧具有的弹性势能。求：（1）金属棒a 碰撞金属棒b 前瞬间的速度0v （2）金属棒b 离开磁场时的速度2v （3）整个过程中电阻R 上产生的热量R Q

【答案】（1）2m/s （2）0.5m/s （3）0.055J 【解析】【详解】

（1）如乙图所示，最初弹簧具有的弹性势能：

100.04

J 0.2J 2

p E ?=

= 根据机械能守恒得：

2012

p E mv =

可得 02m/s v =

（2）设a 棒反弹的速度为1v ，b 棒碰后速度为3v ，金属棒b 离开磁场时的速度2v 。

a 弹回至CD 处时弹簧具有的弹性势能为：

50.02

J 0.05J 2

p E ?'=

= 根据机械能守恒得：

211

p E mv '=

解得11m/s v =

对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得：

013mv mv Mv =-+

可得31m/s v =

b 棒通过磁场的过程，根据动量定理得：

23()BILt ft M v v --=-

又：

0.2C q It == 0.3N f Mg μ==

可得20.5m/s v = （3）根据：

Et BLvt BLx

q It R r R r R r

==+++ 可得0.1m x =

整个过程中回路产生的总热量：

()22

3212

Q M v v fx =--总

电阻R 上产生的热量：

R R

Q Q R r

+总联立解得：0.055J R Q =

12．如图所示，有一光滑、不计电阻且足够长的平行金属导轨，间距L ＝0.5m ，导轨所在的平面与水平面的倾角为37°，导轨空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场。现将一质量m ＝0.2kg 、电阻R ＝2Ω的金属杆水平靠在导轨处，与导轨接触良好。（g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）若磁感应强度随时间变化满足B ＝4+0.5t （T ），金属杆由距导轨顶部1m 处释放，求至少经过多长时间释放，会获得沿斜面向上的加速度。（2）若磁感应强度随时间变化满足2

0.10.1B t =

+ （T ），t ＝0时刻金属杆从离导轨顶端

s 0＝1m 处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，求金属杆下滑5m 所用的时间。

（3）若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨向下的外力F ，其大小为F ＝（v +0.8）N ，其中v 为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a ＝10m/s 2沿导轨向下做匀加速运动，求匀强磁场磁感应强度B 的大小。

【答案】（1）30.4s ; （2；（3）T 。【解析】【详解】

(1)设金属杆长为L ，距离导轨顶部为x ，经过t s 后，金属杆有沿着导轨向上的加速度，此时安培力等于重力沿导轨的分力，则：

F A ＝mgsinθ，

A E

F BIL B

L R

＝＝，其中：

0.25V BLx

E t

=V V ，所以：

40.5E

t L mgsin R

θ+（）＝，

解得：

t ＝30.4s 。

（2）由金属杆与导轨组成的闭合电路中，磁通量保持不变，经过t s 的位移为s ，则：

B 1Ls 0＝B 2L （s+s 0），

金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，

s ＝5m ，

代入数据解得：t =

（3）对金属杆由牛顿第二定律：

A mgsin F F ma θ+﹣＝，

其中：

22A F BIL B L v

=＝解得：

22B mgsin L v

F R

ma θ+-=，

代入数据得：

2128

B v +-（）＝，

所以，

2108

B -= ，

解得：B ＝。

13．如图，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为L ，左侧接一阻值为R 的电阻，导

轨其余部分电阻不计。矩形区域abfe 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B ，一质量为m 的金属棒MN 置于导轨上，连人电路部分的电阻为r ，与导轨垂直且接触良好。金属棒受到一个水平拉力作用，从磁场的左边界由静止开始作匀加速直线运动，加速度大小为a 。棒运动到cd 处撤去外力，棒继续运动到磁场右边界ef 处恰好静止。已知ac=bd=x 1，求:

(1)金属棒在区域abdc 内切割磁感线时产生的感应电动势E 随位移x (相对b 点)的表达式; (2)撤去外力后继续运动到ef 的位移x 2;

(3)金属棒整个运动过程中电阻R .上的最大热功率。【答案】（1）()120E BL ax

x x =剟

（2）1

2()2m R r ax x +=

（3）

2212

2()ax B L P R R r =+

【解析】【详解】

(1)金属棒产生的感应电动势

E BLv =

金属棒由静止开始作匀加速直线运动，则有

22v ax =

联立得

()120E BL ax

x x =剟

(2)当位移为x 1时，有

112v ax =回路总电阻

R R r =+总

根据动量定理得

10BIL t mv -?=-

通过金属棒的电荷量q I t =?，又有

2BLx q R r R r

φ?=

=++

解得

2()2m R r ax x +=

(3)金属棒运动到cd 时电动势最大

12E BL ax =

热功率

2P I R =

回路电流

I R r

+ 电阻R 的最大热功率

2212

2()ax B L P R R r =+

答案：（1）()120E BL ax

x x =剟

（2）1

2()2m R r ax x +=

（3）

22122()ax B L P R R r =+

14．如图所示，足够长的光滑金属导轨 EF 、PQ 固定在竖直面内，轨道间距L =1m ，底部接入一阻值为R = 0.15Ω 的定值电阻，上端开口，处于垂直导轨面向内的磁感应强度为 B = 0.5T 的匀强磁场中一质量为m = 0.5kg 的金属棒 ab 与导轨接触良好，ab 连入导轨间的电阻r = 0.1Ω ，电路中其余电阻不计，不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与 ab 相连，在电键 S 打开的情况下，用大小为9N 的恒力 F 从静止开始向下拉绳子的自由端，当自由端下落高度 h =1.0m 时细绳突然断了,此时闭合电键S.运动中ab 始终垂直导轨，并接触良好，不计空气阻力，取g =10m / s 2 试问：

(1)当绳子自由端下落高度大小h =1.0m 时，ab 上的电流方向如何？此时ab 棒速度的大小；

(2)请说明细绳突然断后 ab 棒的大致运动情况； (3)当 ab 棒速度最大时，定值电阻 R 的发热功率。

【答案】(1) 4m/s(2)ab 棒先向上做加速度减小的减速运动，当速度减为零时再向下做加

速度减小的加速运动，最终匀速运动(3)15W 【解析】【详解】

(1)由右手定则可知，ab 上的电流方向为b 到a ；对于ab 棒在力F 作用下的运动过程，其受力图如图所示

根据牛顿第二定律有：

F mg ma -=

229-0.510

m/s =8m/s 0.5

F mg a m -?= 由速度位移公式得：

212v ah =，

12=281m/s=4m/s v ah =??

(2)ab 棒先向上做加速度减小的减速运动，当速度减为零时再向下做加速度减小的加速运动，最终匀速运动。

(3)对于ab 棒向下作匀速运动的状态,其受力图如图所示

A F mg =

安培力为：

2222

A BLv

B L v F BIL B L R r R r

==?=++

根据平衡条件有：

222

B L v mg R r

=+ ()()

222

0.5100.150.1m/s=5m/s 0.51mg R r v B L +??+=

因为21v v >，所以ab 棒的最大运动速度为5m/s

2v 0.515

A=10A 0.15+0.1

BL I R r ??=

=+，

==?；

P I R

100.15W=15W

15．如图所示，两根相距L1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上，导轨上分布着n个宽度为d、间距为2d的匀强磁场区域，磁场方向垂直水平面向上．在导轨的左端连接一个阻值为R的电阻，导轨的左端距离第一个磁场区域L2的位置放有一根质量为m，长为L1，阻值为r的金属棒,导轨电阻及金属棒与导轨间的接触电阻均不计．某时刻起,金属棒在一水平向右的已知恒力F作用下由静止开始向右运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．

(1)若金属棒能够匀速通过每个匀强磁场区域，求金属棒离开第2个匀强磁场区域时的速度v2的大小；

(2)在满足第(1)小题条件时，求第n个匀强磁场区域的磁感应强度B n的大小；

(3)现保持恒力F不变，使每个磁场区域的磁感应强度均相同，发现金属棒通过每个磁场区域时电路中的电流变化规律完全相同，求金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的整个过程中左端电阻R上产生的焦耳热Q.

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）金属棒匀加速运动有

解得：

（2）金属棒匀加速运动的总位移为

金属棒进入第n个匀强磁场的速度满足

金属棒在第n个磁场中匀速运动有

解得：

高考物理电磁综合压轴大题汇编

2016年高考押题 1.（18分）在竖直平面内，以虚线为界分布着如图所示足够大的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场方向竖直向下，大小为E ；匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 。虚线与水平线之间的夹角为θ＝45°，一带负电粒子从O 点以速度v 0水平射入匀强磁场，已知带负电粒子电荷量为q ，质量为m ，（粒子重力忽略不计）。（1）带电粒子从O 点开始到第1次通过虚线时所用的时间；（2）带电粒子第3次通过虚线时，粒子距O 点的距离；（3）粒子从O 点开始到第4次通过虚线时，所用的时间。 1.（18分）解：如图所示：（1）根据题意可得粒子运动轨迹如图所示。 2πm T Bq = ……………………………………（2分）因为θ=45°，根据几何关系，带电粒子从O 运动到A 为3/4圆周……（1分）则带电粒子在磁场中运动时间为： 3π2m t Bq = ………………………………………………………………………………………（1分）（2）由qvB=m 2 v r ………………………………………………………（2分）得带电粒子在磁场中运动半径为：0 mv r Bq = ，…………………………（1分）带电粒子从O 运动到A 为3/4圆周，解得0 22OA mv x r Bq ==…………………（1分）带电粒子从第2次通过虚线到第3次通过虚线运动轨迹为1 4圆周，OA AC x x =所以粒子距O 点的距离0 2222OC mv x r Bq ==………………………………（1 分）（3）粒子从A 点进入电场，受到电场力F=qE ，则在电场中从A 到B 匀减速，再从B 到A 匀加速进入磁场。在电场中加速度大小为：

论电磁感应现象的发现发展历程

论电磁感应的发现历程古之成大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水，凿龙门，决大河，而放之海。方其功之未成也，盖亦有溃冒冲突可畏之患，惟能前知其当然，事至不惧而徐为之图，是以得至于成功。电磁感应的发现与发展，凝结了无数人的智慧。伟大的哲学家康德曾经说过：“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应，这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动，从此拉开了电磁联系的序幕，“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久，各国各地的科学家们展开了对称性的思考：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然存在磁化和静电感应现象，那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是，当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。仅仅空有满腔热血是远远不够的，还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力，勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验，以期能实现“磁生电”，但他把分子电流理论看的

过分重要，完全被自己的理论囚禁起来了，以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象，但却没有引发他的正确认识。 1823年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针，特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。为了证明磁能生电，1820年至1831年期间，法拉第用实验的方法探索这一课题，最初也是像上述物理学家一样，利用通常的思想方法，做了大量的实验，但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验，因为他坚信自然力是统一的、和谐的，电和磁是彼此有关联的。 1825年，斯特詹发明了电磁铁，这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年，法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。这一实验使法拉第豁然开朗：由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后，他设计了另外一些实验，并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索，法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法，终于发现了电磁

高考物理电磁场归纳汇总(经典)

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电场知识点总结电荷库仑定律一、库仑定律：2212112==r Q Q K F F ①适用于真空中点电荷间相互作用的电力 ②K 为静电力常量229/10×9=C m N K ③计算过程中电荷量取绝对值 ④无论两电荷是否相等：2112=F F ．电场电场强度二、电场强度：q F E =（单位：N/C ，V/m ） ①电场力qE F =；点电荷产生的电场2r Q k E =（Q 为产生电场的电荷）；对于匀强电场：d U E =； ②电场强度的方向：与正电荷在该点所受电场力方向相同（试探电荷用正电荷）与负电荷在该点所受电场力方向相反 ③电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关 ④电场的叠加原理：按平行四边形定则 ⑤等量同种（异种）电荷连线的中垂线上的电场分布三、电场线 1．电场线的作用： ①.电场线上各点的切线方向表示该点的场强方向 ②.对于匀强电场和单个电荷产生的电场，电场线的方向就是场强的方向 ③电场线的疏密程度表示场强的大小 2.电场线的特点：起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处），不相交，不闭合. 电势差电势知识点： 1．电势差B A AB AB q W U ??-== 2．电场力做功：)(B A AB AB q qU W ??-==

{（匀强电场）正功）（负功）电(qEd qEd W -= 3．电势：q W U AO AO A = =? 4. 电势能：?εq = （1）对于正电荷，电势越高，电势能越大（2）对于负电荷，电势越低，电势能越大 5.电场力做功与电势能变化的关系:ε?-=电W （1）电场力做正功时，电势能减小（2）电场力做负功时，电势能增加静电平衡等势面知识点： 1．等势面（1）同一等势面上移动电荷的时候，电场力不做功. （2）等势面跟电场线（电场强度方向）垂直（3）电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面（4）等差等势面越密的地方，场强越大 2.处于静电平衡的导体的特点：（1）内部场强处处为零（2）净电荷只分布在导体外表面（3）电场线跟导体表面垂直电场强度与电势差的关系知识点： 1. 公式：d U E = Ed U = 说明：（1）只适用于匀强电场（2）d 为电场中两点沿电场线方向的距离（3）电场线（电场强度）的方向是电势降低最快的方向 2．在匀强电场中：如果CD AB //且CD AB =则有CD AB U U = 3.由于电场线与等势面垂直，而在匀强电场中，电场线相互平行，所以等势面也相互平行一、磁现象和磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2）（1）求导体棒下滑的最大速度；（2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度；（3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）．【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2 （32 22mgs mv Rt 【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解；解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ，根据安培力公式有： F BIL =，根据欧姆定律有： cos E BLv I R R θ==，解得： 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =；（2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ， cos 1BLv I A R θ = =， 0.2F BIL N ==， 24.4/a m s =；（3）根据能量守恒有：22012 mgs mv I Rt = + ，解得： 2 02mgs mv I Rt -=

电磁感应的发现

中学高二年级选修3-2 册物理学科导学案（学生版）课题：电磁感应的发现【学习目标】（清晰、具体、可检测性强) 1.了解电磁感应现象的发现过程，认识电磁感应现象的时代背景和思想历程。 2.知道电磁感应现象产生的电流叫感应电流。 3．知道科学探究的的一般方法，了解相关的实验。【学习重点】认识电磁感应现象，了解相关实验【学习过程】（预热衔接、问题引领、自主学习、交流互助、学生展示、质疑探究、精彩点评）一、复习：奥斯特-----电流的磁效应。阅读教材并回忆有关奥斯特发现电流磁效应的内容。（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？回忆学过的知识如何解释？（3）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。二、学习过程： 1.法拉第发现电磁感应现象。（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（3）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（4）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。 2.电磁感应现象的分类。阅读教材并回答：法拉第发表的论文中，把电磁感应现象分为五类： ①、 ②、

③、 ④、 ⑤、学生活动：自主完成。 3.感应电流:由产生的电流叫感应电流。（1）讨论交流，设计实验，如何利用提供的器材产生感应电流？（画出设计草图）（2）观察演示实验，认识感应电流。 4.电磁感应现象发现的意义。阅读教材并思考回答电磁感应发现的意义：（1）电磁感应的发现，使人们发明了，把能转化为能。（2）电磁感应的发现，使人们发明了，解决了电能远距离传输中的能量大量损耗的问题。（3）电磁感应的发现，使人们制造了，反过来把能转化为能，比如生活中的、、。【课堂总结】 1、我们可以通过哪些实验与现象来说明（证实）磁现象与电现象有联系？ 2、如何让磁生成电？ 3、生活中电磁有关的现象？【当堂训练】【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C） A．安培B．赫兹C．法拉第D．麦克斯韦【例2】发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_，发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B） A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流 C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场【作业】思考：产生感应电流的条件？

物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题

物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题一、电磁感应现象的两类情况 1．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求： (1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小； (2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少? 【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322 44 2512m g R Q mgL B L =- 【解析】【详解】 (1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为： 112E B Lv =? 感应电流：11E I R = 由力的平衡得：12BI L mg ?= 解以上各式得：122 4mgR v B L = (2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势 2222E B Lv =? 感应电流：2 2E I R = 由力的平衡得：222BI L mg ?=

解以上各式得：222 16mgR v B L = 设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得： 22122 mg L Q mv ?-= 解以上各式得：322 44 2512m g R Q mgL B L =- 2．如图，垂直于纸面的磁感应强度为B ，边长为 L 、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求： (1)线圈进入磁场时的速度 v 。 (2)线圈中的电流大小。 (3)AB 边产生的焦耳热。【答案】(1)22 FR v B L =；(2)F I BL =；(3)4FL Q = 【解析】【分析】【详解】 (1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有 F F BIL ==安又电路中的电动势为 E BLv = 所以线圈中电流大小为 = =E BLv I R R 联立解得 22 FR v B L = (2)根据有F F BIL ==安得线圈中的电流大小 F I BL = (3)AB 边产生的焦耳热 22( )4AB F R L Q I R t BL v ==??

高考物理电磁大题(含答案)

高考电磁大题（含答案） 1.（09年全国卷Ⅰ）26（21分）如图，在x 轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于x y 平面向外。P 是y 轴上距原点为h 的一点，N 0为x 轴上距原点为a 的一点。A 是一块平行于x 轴的挡板，与x 轴的距离为，A 的中点在y 轴上，长度略小于。带点粒子与挡板碰撞前后，x 方向的分速度不变，y 方向的分速度反向、大小不变。质量为m ，电荷量为q （q>0）的粒子从P 点瞄准N 0点入射，最后又通过P 点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。解析：设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为' O N ,与板碰撞后再次进入磁场的位置为1N .粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有 qB mv R = …⑴ 粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离1x 保持不变有 =1x θsin 2R N N O O =' …⑵ 粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离2x 始终不变,与1N N O ' 相等.由图可以看出a x =2……⑶ 设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n 次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P 点,由对称性,出射点的x 坐标应为-a,即()a nx x n 2121=-+……⑷ 由⑶⑷两式得a n n x 1 2 1++= ……⑸ 若粒子与挡板发生碰撞,有4 21a x x >-……⑹ 联立⑶⑷⑹得n<3………⑺ 联立⑴⑵⑸得 a n n m qB v 1 2 sin 2++?= θ………⑻ 把2 2 sin h a h += θ代入⑻中得

0,2 2=+=n mh h a qBa v o …………⑼ 1,432 21=+=n mh h a qBa v …………⑾ 2,322 22=+=n mh h a qBa v …………⑿ 2.（09年全国卷Ⅱ）25.（18分）如图，在宽度分别为1l 和2l 的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v 从磁场区域上边界的P 点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q 点射出。已知PQ 垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ 的距离为d 。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。答案：221122212arcsin()2l d dl dl l d ++ 解析：本题考查带电粒子在有界磁场中的运动。粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O 应在分界线上,OP 长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得 22 12)(d R l R -+=………① 设粒子的质量和所带正电荷分别为m 和q,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 ……………② 设P '为虚线与分界线的交点,α='∠P PO ,则粒子在磁场中的运动时间为v R t α =1……③ 式中有R l 1 sin = α………④粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得ma qE =…………⑤ 由运动学公式有2 2 1at d = ……⑥ 22vt l =………⑦R v m qvB 2 =

(完整版)高三物理综合大题

高三二轮复习综合大题汇编 1. （16分）如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定，开始时连线带球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零。问：（1）电场强度E的大小为多少？（2）A、B两点的电势差U AB为多少？（3）当悬线与水平方向夹角θ为多少时，小球速度最大？最大为多少？ 2. （12分）如图甲所示，一粗糙斜面的倾角为37°，一物块m=5kg在斜面上，用F=50N的力沿斜面向上作用于物体，使物体沿斜面匀速上升，g取10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）物块与斜面间的动摩擦因数μ；（2）若将F改为水平向右推力F'，如图乙，则至少要用多大的力F'才能使物体沿斜面上升。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 3. （18分）如图（甲）所示，弯曲部分AB和CD是两个半径相等的四分之一圆弧，中间的BC段是竖直的薄壁细圆管（细圆管内径略大于小球的直径），细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接，BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切，其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器，测试小球对轨

道A、D两点的压力，计算出压力差△F。改变BC间距离L，重复上述实验，最后绘得△F-L 的图线如图（乙）所示。（不计一切摩擦阻力，g取10m/s2）（1）某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出，落地点与D点水平距离为2.4m，求小球过D点时速度大小。（2）求小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。 4. （18分）如图所示，在光滑的水平地面上，质量为M=3.0kg的长木板A的左端，叠放着一个质量为m=1.0kg的小物块B（可视为质点），处于静止状态，小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30。在木板A的左端正上方，用长为R=0.8m的不可伸长的轻绳将质量为m=1.0kg的小球C悬于固定点O点。现将小球C拉至上方使轻绳拉直且与水平方向成θ=30°角的位置由静止释放，到达O点的正下方时，小球C与B发生碰撞且无机械能损失，空气阻力不计，取g=10m/s2，求：（1）小球C与小物块B碰撞前瞬间轻绳对小球的拉力；（2）木板长度L至少为多大时，小物块才不会滑出木板。 5. （20分）如图所示，在高为h的平台上，距边缘为L处有一质量为M的静止木块（木块的尺度比L小得多），一颗质量为m的子弹以初速度v0射入木块中未穿出，木块恰好运动到平台边缘未落下，若将子弹的速度增大为原来的两倍而子弹仍未穿出，求木块的落地点距平台边缘的水平距离，设子弹打入木块的时间极短。

教科版必修(32)《电磁感应现象的发现》word教案

2012-2013学年第一学期高二物理学案（008）班级高二( )班学生姓名 ______ _ 完成时间：（学案A 等级要求：书写规范，全部完成，有用红笔订正，正确率80%以上）课题：电磁感应现象的发现课型：新授课单元5课时：第1课时【学习目标】 1、法拉第和电磁感应现象，知道感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量发生改变而引起的 2、了解电源电动势的概念目标1：法拉第和电磁感应现象自主学习 1、丹麦物理学家偶然发现，接通电流时导线附近的小磁针忽然。奥斯特实验发现了，说明电流能够产生磁场，它使人们第一次认识到电和磁之间确实存在着某种联系，为此后一系列电磁规律的发现奠定了基础。 2、电能产生磁，那磁能不能生电，开始思考并研究这个问题的物理学家是 3、电磁感应现象如果螺线管中有电流，电流计的指针就会实验发现当磁铁时，电流计的指针会偏转说明，此时螺线管内有 5、磁通量用Φ表示，Φ= ，其中B 表示，S 表示。磁通量的单位是，简称，符号为。 6、产生电流的原因：通过闭合回路的发生改变。我能做 1、首先发现电流磁效应和电磁感应现象的科学家分别是( )

A.安培和法拉第 B.奥斯特和法拉第 C.库仑和法拉第 D. 奥斯特和麦克斯韦 2、如图所示，矩形区域abcd内有匀强磁场，闭合线圈由位置1通过这个磁场运动到位置2．线圈在运动过程的哪几个阶段有感应电流，哪几个阶段没有感应电流？为什么？目标2：了解电源电动势的概念自主学习 1、在下面的电路图里，闭合开关的时候，灯泡会亮，是由的原因，普通的1号干电池的电动势是。 2、电动势，描述，称为电动势。电动势的符号是，它的单位与电压的单位同样是，符号是。 3、在这个实验中，电流计会偏转，是在充当电源的。这个电源的电动势和一般的干电池电源不一样，是由于通过螺线管的的改变，感应产生的，我们称为。（简单的理解就是螺线管在这里充当电源）我能做： 1、安培于1821年时用类似于图的通电线圈进行过探求感应电流的实验，但没有发现电磁感应现象，他失败的原因是（） A．他的实验电路有问题 B．他的仪器连接有问题 C．他只关注到稳定时的情形 D．他没有留意磁铁插入或拔出的瞬间情形

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

高考物理综合测试题

2008高考物理综合测试题二、选择题（本题包括8小题。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6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 14．下列说法中正确的是（）A．一定质量的气体被压缩后，压强不—定增大 B．一定质量的气体吸热后，温度一定升高 C．一定质量的气体对外做功后，内能一定减小 D．满足能量守恒的物理过程不一定都能自发进行 15．下列说法中正确的是（）A．原子核是由质子、中子和核子组成的 B．β射线就是大量的原子被激发后，从原子的内层中发射出的电子 C．由于每种原子都有自己的特征谱线，故通过光谱分析可以确定样品中包含哪些元素D．由于原子里的核外电子不停地绕核做变速运动，所以原子要向外辐射能量，这就是原子光谱的来源 16．—列简谐横波沿x轴传播，甲、乙两图分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图像，如果该波波长大于1.5m，则此波的传播速度大小可能为（） A．30m/s B．15m/s C．10m/s D．6m／s 17．OMO’N为半圆形玻璃砖的横截面，OO’为过截面圆心且垂直于MN的直线，两条可见单色光线a、 b距OO’的距离为d，从空气中垂直MN射入玻璃砖中，在半圆界面上发生反射和折射的实际情况如图所示，由此可知（） A．a光在玻璃砖内的频率和在空气中的相等 B．a光在玻璃砖内的传播速度比在空气中的小 C．a光的频率比b光的大 D．在玻璃砖中a光的波长比b光的大 18．如图所示，绝缘固定并用砂纸打磨后的锌板A水平放置，其下方水平放有接地的铜板B，两板正对，且面积均为S，两板间距离为d，当用弧光灯照射锌板上表面

高中物理11电磁感应现象的发现教案教科版

1.1 电磁感应现象的发现［要点导学］ 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。［范例精析］例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。例2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。

高考物理电磁交变电流知识点总结

2019年高考物理电磁交变电流知识点总结物理的学习不是呆板的，而是灵活的，如果一味地埋头苦学而不知道去思考总结，那么结果往往是付出与收获不成正比。以下是电磁学和交变电流方面的重要结论。 1.若一条直线上有三个点电荷，因相互作用而平衡，其电性及电荷量的定性分布为“两同夹一异，两大夹一小”。 2.匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势差与距离成正比。 3.正电荷在电势越高的地方，电势能越大，负电荷在电势越高的地方，电势能越小。 4.电容器充电后和电源断开，仅改变板间的距离时，场强不变。 5.两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。 6.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关，仅与粒子的质量、电荷和磁感应强度有关。 7.带电粒子在有界磁场中做圆周运动（1）速度偏转角等于扫过的圆心角。（2）几个出射方向 ①粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时，

速度与边界的夹角相等。 ②在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出——对称性。 ③刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨迹与边界相切。（3）运动的时间：轨迹对应的圆心角越大，带电粒子在磁场中的运动时间就越长，与粒子速度的大小无关。 8.速度选择器模型：带电粒子以速度v射入正交的电场和磁场区域时，当电场力和磁场力方向相反且满足v=E/B时，带电粒子做匀速直线运动（被选择）与带电粒子的带电量大小、正负无关，但改变v、B、E中的任意一个量时，粒子将发生偏转。 9.回旋加速器（1）为了使粒子在加速器中不断被加速，加速电场的周期必须等于回旋周期。（2）粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径。（3）在粒子的质量、电量确定的情况下，粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径和磁感应强度有关，与加速器的电压无关（电压只决定了回旋次数）。（4）将带电粒子：在两盒之间的运动首尾相连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动，带电粒子每经过电场加

《电磁感应现象的两类情况》教案2

电磁感应现象的两类情况【教学目标】 1、知识与技能： (1)、了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 (2)、了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 (3)、能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 2、过程与方法通过探究感生电动势和动生电动势产生的原因，培养学生对知识的理解和逻辑推理能力。 3、情感态度与价值观从电磁感应现象中我们找到产生感生电动势和动生电动势的个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。【教学重点】感生电动势和动生电动势。【教学难点】感生电动势和动生电动势产生的原因。【教学方法】类比法、练习法【教具准备】多媒体课件【教学过程】一、复习提问： 1、法拉第电磁感应定律的内容是什么？数学表达式是什么？答：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即E= ?Φ。 t? 2、导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关，表达式是什么，它成立的条件又是什么？答：导体在磁场中切割磁感线产生的电动势的大小与导体棒的有效长度、磁场强弱、导体棒的运动速度有关，表达式是E=BLv sinθ，该表达式只能适用于匀强磁场中。二、引入新课在电磁感应现象中，由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，本节课我们就一起来学习感应电动势产生的机理。三、进行新课 (一)、感生电动势和动生电动势由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。

2018年高考物理试题分类解析电磁感应

2018年高考物理试题分类解析：电磁感应全国1卷 17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上，O M与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则 B B ' 等于 A． 5 4 B． 3 2 C． 7 4 D．2 【解析】在过程Ⅰ中 R r B R t R E t I q 2 __4 1 π ? = ?Φ = = =，在过程Ⅱ中 2 2 1 ) ' (r B B R q π ? - = ?Φ =二者相等，解得 B B ' = 3 2 。【答案】17．B 全国1卷 19．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动【解析】A ．开关闭合后的瞬间，铁芯内磁通量向右并增加，根据楞次定律，左线圈感应电流方向在直导线从南向北，其磁场在其上方向里，所以小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 正确； B 、 C 直导线无电流，小磁针恢复图中方向。 D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，电流方向与A 相反，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动，D 正确。【答案】19.AD 全国2卷 18．如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 3 2 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是【解析】如图情况下，电流方向为顺时针，当前边在向里的磁场时，电流方向为逆时针，但因为两导体棒之间距离为磁场宽度的 2 3 倍，所以有一段时间两个导体棒都在同一方向的磁场中，感应电流方向相反，总电流为0，所以选D. 【答案】18．D 全国3卷 20．如图（a ），在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ，R 在PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流i ，i 的变化如图（b ）所示，规定从Q 到P 为电流的正方向。导线框R 中的感应电动势

电磁感应现象的两类情况.

4.5 电磁感应现象的两类情况课型：新授编号：5 日期：2018-12-28 学习目标: 1．了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。 2．了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系。会判断动生电动势的方向，并计算它的大小。 3. 了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析。活动方案: 活动一：电磁感应现象中的感生电场如图：一个200匝、面积为20cm2在圆形线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T。在此过程中: 问题1：磁场变强会使线圈中产生什么方向的感应电流？问题2：电流是电荷的定向移动产生的，为什么自由电荷会发生移动的？总结： 1.变化的磁场在空间产生一种电场------ 2. 使电荷受到作用力做定向移动 3.感生电动势的非静电力扩展：感生电场方向的判断：例题1：如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（） A．磁场变化时，会在在空间中激发一种感生电场 B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D．以上说法都不对活动二：电磁感应现象中的洛伦兹力。如图所示：有导线CD长0.15m，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. 思考下列问题：磁场变强

1、自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。 2、导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么? 3、导体棒的哪端电势比较高? 4、如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的? 总结：导线两端存在感应电动势，在这种情况下，非静电力与有关。例题2：如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（） A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关 C．动生电动势的产生与电场力有关 D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的同步练习： 1．如图所示，一个有孔带正电小球套在光滑的圆环上（重力不计），在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此小球的动能将（） A．不变 B．增加 C．减少 D．以上情况都可能 2．穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则（） A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B．线圈中的感应电动势一定是2 V C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2 A D．线圈中的感应电流一定是2 A 3．如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电

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