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电磁感应专题讲解

电磁感应专题讲解所有选择题都是不定项,每题都有一个或者多个选项正确1.电阻R 、电容C 与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方, 如图4所示。

现使磁铁开始自由下落,在 N 极接近线圈上端的过程中,流过 和电容器极板的带电情况是 (D .从b 到a,上极板带正电I2 .如图,平行导轨间距为 d, —端跨接一个电阻为 R,磁场 R 感强度为B ,方向与导轨所在平面垂直。

一根足够长的金属棒轨成0角放置,金属棒与导轨的电阻不计。

当金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v 滑行时,动距离x 的关系图象正确的是(过电阻R 的电流大小是 ( A. BdvR Bdv Rsin 日 c Bdv cos 日 C.Bdvsi n Q R XXXI : XX ——XR厂 3. (2009年北京海淀区高三期末)如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2a,磁感应强度的大小为 B , —边长为a 、电阻为4R 的正方形均匀导线框 ABCD 从图示位置沿 水平向右方向以速度 v 匀速穿过两磁场区域,在下图中线框 A 、B 两端电压UAB 与线框移XX N 极朝下, R 的电流方向3Bav/4 Bav/4OU ABBav. Bav/4 a ' 2a 3a x 0U ABU AB____ J Bav/4a 2a 3a x ozxa; 2a 3a x-3Bav/4,U AB=1 1 1 I 1 ■ 1 1■i i ; :「a 2a 3a xD4.如图甲所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距 L= 0.3 m, 导轨左端连接R= 0.6Bav3Bav/4 Bav/4OQ 的电阻,区域abed 内存在垂直于导轨平面、 B = 0.6 T 的匀强磁场,磁场区域宽 D= 0.2 m 。

细金属棒A 1和A 2用长为2D = 0.4 m 的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直, 每根金属棒在导轨间的电阻均为r = 0.3 Q 导轨电阻不计。

使金属棒以恒定速度v= 1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场。

计算从金属棒 A i 进入磁场(t= 0)到A 2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R 的电流大小,并在图乙中画出。

知识点二:电磁感应中的力学问题方,开关闭合后导体棒开始运动,则,,,、+宀、,BELsin 0 的加速度为—mR —5.如图所示,质量为 m 、长为L 的导体棒电阻为 R,初始时静止于光滑的水平轨道上, 电源电动势为E,内阻不计。

匀强磁场的磁感应强度为B ,其方向与轨道平面成0角斜向上A .导体棒向左运动B .开关闭合瞬间导体棒 MN 所受安培力为BELR C.开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BELsin 0R D .开关闭合瞬间导体棒MN6. (2010,江苏高考)如图,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为 L,理想电流表与知识点三:电磁感应中的能量问题&如右图,相距为 d 的两水平线L i 和L 2分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁 感应强度为B,正方形线框abed 边长为L(L<d)、质量为m 。

将线框在磁场上方高 h 处由静止开始释放,当 ab 边进入磁场时速度为 v 0, ed 边刚穿出磁场时速度也为 v 0,从ab 边刚进入磁场到ed 边刚穿出磁场的整个过程中 (A .线框一直都有感应电流B .线框有一阶段的加速度为 gC .线框产生的热量为 mg(d+L)Lr两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.质量为 m 、电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为 I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求: ⑴磁感应强度的大小 B;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小 v;(3)流经电流表电流的最大值 Im.7.如图,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为 轨平面与水平面成 0角,下端连接阻值为 R 的电阻,匀强磁场方向与水平面垂直, 电阻为r 的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触, 求金属棒下滑速度达到稳定时的速度大小Ith.1.L,导 质量为m 、D .线框做过减速运动9. (2010年咼考天津理综卷)如图所示,质量m i = 0.1kg,电阻R1 = 0.3 长度1= 0.4m的导体棒ab 横放在U 型金属框架上.框架质量m 2= 0.2 kg ,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数 尸0.2,相距0.4 m 的MM '、NN 相互平行,电阻不计且足够长,电阻只2= 0.1 Q 的MN 垂直于MM ,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度于ab 施加F= 2 N 的水平恒力,ab 从静止开始无摩擦地运动,始终与 MM 、NN 保持良好 接触.当ab 运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦 力,g 取 10 m/s 2(1)求框架开始运动时 ab 速度v 的大小;移x 的大小.知识点四:两根导体棒B = 0.5 T.垂直(2)从ab 开始运动到框架开始运动的过程中,MN 上产生的热量 Q= 0.1 J,求该过程ab 位it10 . (2009届安徽省皖南八校高三第一次联考 )如图所示,两平行导轨 M 、N 水平固定在一个磁感应强度为 B 、方向竖直向上的匀强磁场中; 两根相同的导体棒I 、 n 垂直于导轨放置,它们的质量都为 m,电阻都为R,导体棒与导轨接触良好,导轨电阻不计, 导体棒与导轨间的动库擦因数均为卩,开始时两导体棒处于静止状态, 现对I 棒施加一平行于导轨的恒力F (方向如图所示) ,使I 棒运动起来,关于两棒的最终的运动状态,下列说法可能正确 的是I 棒最终做匀速运动而n 棒静止i 、n 两棒最终都以相同的速度做匀速运动C .两棒最终都匀速(不为零)运动,但I 棒的速度较大M NF rD .两棒最终都以相同的加速度(不为零)运动11. (2005,广东高考)如图所示,两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面 上,导轨上横放着两根导体棒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塑料弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻分别为为m 和3m,回路上其余部分的电阻不计, 在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。

⑵两杆分别达到的最大速度。

R 和2R ,质量分别开始时,导体棒处于静止状态。

剪断细线后,导体棒在运动过程中 A .回路中有感应电动势B .两根导体棒所受安培力的方向相同C •两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能守恒D •两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能不守恒12 .如图,ab 和cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨, MN 和M' N 是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为 m 和2m 。

竖直向上的外力 F 作用在杆 MN 上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为I ,整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。

导轨电阻可忽略,重力加速度 为g,在t = 0时刻将细线烧断,保持 F 不变,金属杆和导轨始终接触良好。

求:(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;)M岐.VKd知识点五:转动切割的导体棒,法拉第圆盘13 .金属杆MN和PQ间距为I , MP间接有电阻他电阻不计):fl(1)R上的最大电功率;(2)通过R的电量。

15 •如图19 ( a)所示,在垂直于匀强磁场 B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心 0的轴转动,圆心 O和边缘K通过电刷与一个电路连接,电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。

流过电流表的电流I与圆盘角速度w的关系如图19 (b)所示,期中ab 段和be段均为直线,且ab段过坐标原点。

w >0代表圆盘逆时针转动。

已知:R=3.0 Q,B=1.0T,r=0.2m。

忽略圆盘、电流表和导线的电阻根据图19 (b)写出ab、be段对应I与w的关系式R,磁场如图所示,磁感应强度为B。

金属棒AB长为2I,由图示位置以 A为轴,以角速度w匀速转过90°顺时针)。

求该过程中(其14 •如图所示,粗细均匀度金属环的电阻为R,可转动的金属杆 0A的电阻为R/4,杆长为L,A端与环相接触,一定值电阻分别于杆的端点0及环边连接。

杆0A在垂直于环面向里的、磁感应强度为 B的匀强磁场中,以角速度w顺时针转动,又定值电阻为R/2,求电路中总电流的变化范围。

求出图19 (b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、 Uc/ I 分别求出ab、bc段流过P的电流Ip与其两端电压Up的关系式T"A0.401皿T参考答案1. C2. B BD 8. BCD 10. ACD 11 . AD4.解析:画出A i、 A2在磁场中切割磁感线时的等效电路如图丙、丁所示。

I■:,rVA从进入磁场到离开磁场的时间t1= D =0.2 s在0〜t i时间内,A i上的感应电动势 E = BLv = 0.18 VrR ER 总=r + = 0.5 Q,总电流 I 总= =0.36 Ar + R R 总I总通过R的电流1 = y = 0.12 A2DA1离开磁场t1= 0.2 s至A2未进入磁场t2=-^ = 0.4 s的时间内,回路中无电流, 1 = 02D + D从A进入磁场t2 = 0.4 s至离开磁场"==0.6 s的时间内,A上的感应电动势E ' =0.18 V综合上述计算结果,绘制通过R的电流与时间的关系图线,如图戊所示。

求出图19 (b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、 Uc/ I 由图丁知,电路总电阻R o' =0.5 Q总电流I总’=0.36 A,流过R的电流I' = 0.12 A综合上述计算结果,绘制通过R的电流与时间的关系图线,如图戊所示。

9.答案:(1) 6m/s ( 2) 1.1m由牛顿第二定律知F — mg — F 安 a= 2mg —F ‘ 安2m二者受到的安培力大小相等由①②③④⑤式解得v ' = 1(2)两杆速度达到最大值时 a= a' = 0 由安培力公式知 F 安=BII ⑧Blv + Blv' 由闭合电路欧姆定律知1 =由①②⑥⑦⑧⑨式得v=4眸 此时M ' N '的速度v' = 2v =3B 2|(1)当B 端恰至MN 上时,E 最大。

0.60.8 朋12.解析:(1)细线烧断之前,对整体分析有 F = 3mg设细线烧断后任意时刻 MN 的速度为V, M ' N'的速度为v’, MN 的加速度为a, M ‘ N'的加速度为a’,at任意时刻两杆速度之比v ' = a ' t2mgR13.解析:AB 转动切割磁感线,且切割长度由I 增至2I 以后AB 离开MN ,电路断开。

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