电磁感应大题(新题).doc

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2、(扫描二维码可查看试题解析)一解答题（共30小题） 1如图所示，MN和PQ是平行、光滑、间距L=0.1m、足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆，其最上端通过电阻R相连接，R=0.5R两端通过导线与平行板电容器连接，电容器上下两板距离d=lm在R下方一定距离有方向相反、无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域I和，磁感应强度均为B=2T，其中区域I的高度差h1=3m，区域的高度差h2=lm现将一阻值r=0.5、长l=0lm的金属棒a紧贴MN和PQ，从距离区域I上边缘h=5m处由静止释放；a进入区域I后即刻做匀速直线运动，在a进入区域I的同时，从紧贴电容器下板中心处由静止释放一带正电微粒A微粒的比荷

3、=20C/kg，重力加速度g=10m/s2求（1）金属棒a的质量M；（2）在a穿越磁场的整个过程中，微粒发生的位移大小x；（不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间） 2如图（甲）所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个阻值为2的定值电阻R，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过2s金属棒的速度稳定不变

4、，图（乙）为安培力与时间的关系图象试求：（1）金属棒的最大速度；（2）金属棒的速度为3m/s时的加速度；（3）求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热 3如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦（1）重物匀速下降的速度的大小是多少？（2）对一定的磁

5、感应强度B，重物的质量M取不同的值，测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得 出vM实验图线图（乙）中 画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值（3）若M从静止到匀速的过程中下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热 4如图，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角=37的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T质量m=0.1kg、电阻R=0.4的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好框架的质量M=0.2kg、宽度l=0.4m，框架与斜面间的动摩擦因数=0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑

6、动摩擦力，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8（1）若框架固定，求导体棒的最大速度vm；（2）若框架固定，棒从静止开始下滑5.75m时速度v=5m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电量q；（3）若框架不固定，求当框架刚开始运动时棒的速度v1 5如图所示，竖直平面被分为足够长的I、II两个区域，这两个区域有垂直于竖直平面向里的匀强磁场，磁感应强度均为BI区固定有竖直放置的平行金属薄板K、K，极板间距离为dII区用绝缘装置竖直固定两根电阻可忽略的金属导轨，导轨间距离为l，且接有阻值为R的电阻，导轨与金属板用导线相连电阻为r、长为l的导体棒与导轨接触良好，在外力作用下

7、沿导轨匀速向上运动一电荷量为q、质量为m的带负电的小球从靠近金属板K的A处射入I区，射入时速度在竖直平面内且与K板夹角为45，在板间恰能做直线运动（重力加速度为g）（1）求导体棒运动的速度v1；（2）若只撤去I区磁场，其它条件不变，要使小球刚好到达K板上正对A的位置A，极板间距离d应满足什么条件？ 6如图所示，两根水平的金属光滑平行导轨，其末端连接等高光滑的圆弧，其轨道半径为r、圆弧段在图中的cd和ab之间，导轨的间距为L，轨道的电阻不计在轨道的顶端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B现有一根长度稍大于L、电阻不计，质量为m的金属棒，从轨道的水平位置ef开始在拉

8、力作用下，从静止匀加速运动到cd的时间为t0，调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处，已知金属棒在ef和cd之间运动时的拉力随时间图象如图（其中图象中的F0、t0为已知量），求：（1）金属棒做匀加速的加速度；（2）金属棒从cd沿圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中，拉力做的功 7如图所示，水平面上两平行光滑金属导轨间距为L，左端用导线连接阻值为R的电阻在间距为d的虚线MN、PQ之间，存在方向垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度大小只随着与MN的距离变化而变化质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达虚线MN时的速度为v0此后恰能以加速度a

9、在磁场中做匀加速运动导轨电阻不计，始终与导体棒电接触良好求：（1）导体棒开始运动的位置到MN的距离x；（2）磁场左边缘MN处的磁感应强度大小B；（3）导体棒通过磁场区域过程中，电阻R上产生的焦耳热QR 8如图所示，MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨，相距为d=0.5m，M、P之间连一个R=1.5的电阻，导轨间有一根质量为m=0.2kg，电阻为r=0.5的导体棒EF，导体棒EF可以沿着导轨自由滑动，滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T取重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计（1）若导体棒EF从磁场上

10、方某处沿导轨下滑，进入匀强磁场时速度为v=2m/s，a求此时通过电阻R的电流大小和方向；b求此时导体棒EF的加速度大小；（2）若导体棒EF从磁场上方某处由静止沿导轨自由下滑，进入匀强磁场后恰好做匀速直线运动，求导体棒EF开始下滑时离磁场的距离 9如图甲所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面，导轨足够长且间距L=0.5m，左端接有阻值为R=4的电阻，一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上，金属棒MN的电阻r=1，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，金属棒在水平向右的外力F的作用下由静止开始运动，拉力F与金属棒的速率的倒数关系如图乙求：（1）v=5m/s时拉力的功率；

11、（2）匀强磁场的磁感应强度；（3）若经过时间t=4s金属棒达到最大速度，则在这段时间内电阻R产生的热量为多大？ 10如图所示，光滑的长直金属导轨MN，PQ平行固定在同一水平面上，在虚线ab的右侧有垂直于导轨竖直向下的匀强磁场，导轨的间距为L=0.1m，导轨的电阻不计，M，P端接有一阻值为R=0.1的电阻，一质量为m=0.1kg、电阻不计的金属棒EF放置在虚线ab的左侧，现用F=0.5N的水平向右的恒力从静止开始拉金属棒，运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好，经过t=2s金属棒进入磁场区域，求：（1）若匀强磁场感应强度大小为B=0.5T，则金属棒刚进入磁场时通过R的电流大小及方向（2）若水平

12、恒力的最大功率为10W，则磁感应强度应为多大 11如图甲所示，两根相距L，电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值为R的电阻相连导轨间x0一侧存在沿x方向均匀变化且与导轨平面垂直的磁场，磁感应强度B随x变化如图乙所示一根质量为m、电阻为r的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直棒在外力作用下从x=0处以速度v0向右做匀速运动求：（1）金属棒运动到x=x0处时，回路中的感应电流；（2）金属棒从x=0运动到x=x0的过程中，通过R的电荷量 12（1）如图1所以，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内有一条以O点为圆心、半径为L圆弧形金属导轨，长也为L的导体棒OA可绕O点自由转动，导体棒的另一端

13、与金属导轨良好接触，并通过导线与电阻R构成闭合电路当导体棒以角速度匀速转动时，试根据法拉第电磁感应定律E=，证明导体棒产生的感应电动势为E=BL2（2）某同学看到有些玩具车在前进时车轮上能发光，受此启发，他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，可以增强夜间骑车的安全性图1所示为自行车后车轮，其金属轮轴半径可以忽略，金属车轮半径r=0.4m，其间由绝缘辐条连接（绝缘辐条未画出）车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条，每根金属条中间都串接一个LED灯，灯可视为纯电阻，每个灯的阻值为R=0.3并保持不变车轮边的车架上固定有磁铁，在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T，方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场

14、区域，扇形对应的圆心角=30自行车匀速前进的速度为v=8m/s（等于车轮边缘相对轴的线速度）不计其它电阻和车轮厚度，并忽略磁场边缘效应在图1所示装置中，当其中一根金属条ab进入磁场时，指出ab上感应电流的方向，并求ab中感应电流的大小；若自行车以速度为v=8m/s匀速前进时，车轮受到的总摩擦阻力为2.0N，则后车轮转动一周，动力所做的功为多少？（忽略空气阻力，3.0） 13如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为=53的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=0.4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一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好

15、，ab与导轨间动摩擦因数=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1，电路中其余电阻不计现用一质量为M=2.86kg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M，当M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，并接触良好）不计空气阻力，sin53=0.8，cos53=0.6，取g=10m/s2求：（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm；（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR和流过电阻R的总电荷量q 14如图甲所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置相距为L平行光滑的金属导轨，顶端用一阻直为尺的电阻相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直一根质量为m的金属棒从静止开始沿导轨竖直向下运动，当金属棒下落龙时，速度达到最大，整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好重力加速度为g，导轨与金属棒的电阻可忽略不计，设导轨足够长求：（l）通过电阻R的最大电流；（2）从开始到速度最大过程中，金属棒克服安培力做的功WA；（3）若用电容为C的平行板电容器代替电阻R，如图乙所示，仍将金属棒从静止释放，经历时间t的瞬时速度v1 15如图所示，两根光