近十年年高考物理电磁感应压轴题.docx

1、近十年年高考物理电磁感应压轴题电磁感觉2006 年全国理综 ( 北京卷 )24（ 20 分）磁流体推进船的动力本源于电流与磁场间的相互作用。图 1 是宁静海面上某实验船的表示图，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 m。（ 1）船静止时，求电源接通瞬时推进器对海水推力的大小和方向；（ 2）船以 vs 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

2、截面积，在通道内海水速率增加到 vd s。求此时两金属板间的感觉电动势U感 。（ 3）船行驶时，通道中海水两侧的电压U/ U U感 计算，海水碰到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以vs s 的船速度匀速前进时，求海水推力的功率。剖析 24.(20分 )（ 1）依照安培力公式,推力 F=IBb，其中 IU,R b=111acR则t = UU acB796.8NFBbpR对海水推力的方向沿y 轴正方向 ( 向右 )（ 2） U感 =Bu 感 b= VyaM（ 3）依照欧姆定律，U (UBv4b)ac600 ABI 2=Rpbv0O b N x安培推力 F2 I 2Bb 720 N推力的功率

3、 P Fvs80%F2vs 2 880 W2006 年全国物理试题（江苏卷）19（ 17 分）以下列图，顶角 =45，的金属导轨 MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感觉强度为 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 v0 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平均为r 。导体棒与导轨接触点的a和，导体棒在滑动过程中向来保持与导轨优异接触。t=0b时，导体棒位于顶角 O处，求：（ 1） t 时辰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、。（ 4）若在 t 0 时辰将外力 F 撤去，导体棒最后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 tt 时辰，导体棒的长度l x导体棒的电动势Bl v0E回路总电阻R (2 x 2x) r电流强度IEBv0R）（ 22 r电流方向ab2 2（ 2） FBlI I E B v0 t2R （2 2）r（ 3）解法一t 时辰导体的电功率P I 2R I EB2v03t2R（ ）r22 P tQ P t2IEB2 v03 t2 2R）2(22 r解法二t 时辰导体棒的电功率2PI R由于I恒定R/ v0rt t因此P=I 2 R=I 2 R/2Q PtB2v03t 22

5、(222）r（ 4）撤去外力持，设任意时辰t 导体的坐标为 x，速度为 v，取很短时间t 或很短距离 x解法一在 t t +时间内，由动量定理得BIlt m vB2(lv t)2m v(22) rB2(22) rSmv0( xx)( x x)x2 x2扫过的面积S000（ x=v t ）220x2(22)mv0 r(v0t0 )2B设滑行距离为d，则Sv0 t0（ v0t 0d )d2即2S 0d +2v t d 200解之002S(v0t0 )2（负值已舍去）d vt +得x v0t 0+ d2 S (v0t0 ) 22(2 2) mv0r(v0t 0 ) 2B2解法二在 xx+x，由动能定

6、理得Fx 1 mv2 1 m(v v) 2mvv （忽略高阶小量）22得B2m v（ S）22 rB2Smv0（2 2） r以下解法同解法一解法三（ 1）由牛顿第二定律得 F ma m vt得 F t m v以下解法同解法一解法三（ 2）由牛顿第二定律得 F ma m v mv vt x得Fx mv v以下解法同解法二2008 年（天津卷）25 (22 分 ) 磁悬浮列车是一种高速低耗的新式交通工具它的驱动系统简化为以下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为 R，金属框置于 xOy 平面内，长边 MN长为 L 平行于 y 轴，宽为 d 的 NP边平行于 x 轴，如图

7、1 所示列车轨道沿 Ox方向，轨道地域内存在垂直于金属框平面的磁场， 磁感觉强度 B 沿 O x 方向按正弦规律分布，其空间周期为 ，最大值为 B0，如图 2 所示，金属框同一长边上各处的磁感觉强度同样，整个磁场以速度 v0 沿 Ox方向匀速平移设在短暂时间内， MN、PQ边所在地址的磁感觉强度随时间的变化可以忽略，并忽略所有阻力列车在驱动系统作用下沿 Ox 方向加速行驶，某时辰速度为 v(vv 0) (1)简要表达列车运行中获得驱动力的原理；(2)为使列车获得最大驱动力，写出MN、 PQ边应处于磁场中的什么地址及与 d 之间应满足的关系式；(3)计算在满足第 (2) 问的条件以下车速度为v

8、时驱动力的大小25 (22分)(1)由于列车速度与磁场平移速度不同样, 以致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感觉 ,金属框中会产生感觉电流, 该电流碰到的安培力即为驱动力.(2)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ应位于磁场中磁感觉强度同为最大值且反向的地方, 这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大, 以致框中电流最强 , 也会使得金属框长边中电流碰到的安培力最大 , 因此 ,d应为 /2的奇数倍 , 即d(2 k或 = 2d(k N )1)122k(3)由于满足第(2) 问条件，则 MN、PQ边所在处的磁感觉强度大小均为B0 且方向总相反，经短暂时间t ，磁场没 Ox 方向平移的距离为

9、v0 t, ，同时，金属框沿Ox 方向搬动的距离为vt 由于 v0 v，因此在 t时间内 MN边扫过磁场的面积S=(v 0v)L t在此 t时间内， MN边左侧穿过 S 的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化 MN=B0L(v 0v) t同理，在 t时间内， PQ边左侧移出金属框的磁通量引起框内磁通量变化 PQ=B0L(v 0v) t故在 t时间内金属框所围面积的磁通量变化 MN PQ依照法拉第电磁感觉定律 , 金属框中的感觉电动势大小Et依照闭合电路欧姆定律有IER依照安培力公式 ,MN边所受的安培力FMN=B0ILPQ边所受的安培力FPQ=B0IL依照左手定则 ,MN、 PQ边所受的安培力

10、方向同样 , 此时列车驱动力的大小F=FMN+FPQ=2B0IL联立解得4B02l 2 (v0 v)FR2007 高考四川理综25（ 20 分）目前，滑板运动碰到青少年的追捧。如图是某滑板运动员在一次表演时的一部分赛道在竖直平面内的表示图，赛道圆滑， FGI 为圆弧赛道，半径 R=6 .5m ， G为最低点并与水平赛道 BC位于同一水平面， KA、DE平台的高度都为 h=。B、 C、F 处圆滑连接。滑板 a 和 b 的质量均为 m， m5kg，运动员质量为 M，M=45kg 。表演开始，运动员站在滑板 b 上，先让滑板a 从 A 点静止下滑， t 1=后再与 b 板一起从 A 点静止下滑。滑上

11、BC赛道后，运动员从KADERb 板跳到同方向运动的 a 板上，在空中运动的时间t =。（水平方2hhP FIBCG向是匀速运动）。运动员与a 板一起沿 CD赛道上滑后冲出赛道，落在EF赛道的 P 点，沿赛道滑行，经过 G点时，运动员碰到的支持力 N=。（滑板和运动员的所有运动都在同一竖直平面内，计算时滑板和运动员都看作质点，取g=10m/s2）滑到 G点时，运动员的速度是多大运动员跳上滑板a 后，在 BC赛道上与滑板 a 共同运动的速度是多大从表演开始到运动员滑至 I 的过程中，系统的机械能改变了多少v =s v共=s（提示： 设人走开 b 时人和 b 的速度分别为v 、v ，当时 a 的速

12、度为 v=6 m/s ，012人离 a 的距离是，人追上 a 用的时间，由此可得v =7m/s；再利用人和b 动量守恒1得 v2=-3m/s 。人跳上 a 过程人和 a 动量守恒，得共同速度v 共 。）（提示： b 走开人后机械能不变， 全过程系统机械能改变是1 mv221Mm v02M2m gh 。）22难1 2 3 N2007 高考重庆理综25（ 20 分）某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题。其模型以下列图。用完好同样的轻绳将 N个大小同样、 质量不等的小球并列悬挂于一水平杆， 球间有渺小间隔，从从左到右，球的编号依次为 1、 2、 3 N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左

13、球质量之比为k（k1）。将 1 号球向左拉起，尔后由静止释放，使其与2 号球碰撞， 2 号球再与3 号球碰撞 所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。（不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取2号球碰撞前n号球的速度为v，求1号球碰10m/s ）设与1n+nn+撞后的速度。 若=5，在 1 号球向左拉高h的情况下， 要使 5 号球碰撞后高升16（16Nhh 小于绳长），问 k 值为多少在第问的条件下，悬挂哪个球的绳最简单断，为什么解： vn 12 vn1k4 k=（提示： v52v1 ）1k1 号球。（提示： Fnmn vn2，因此 Fn21 号球最大。 ）mn gmn gEnk 两项都是ll难2007 高考

14、广东物理试题20（ 18 分）如图是某装置的垂直截面图，虚线 A1A2 是垂直截面与磁场区界线面的交线，匀强磁场分布在 A1A2 的右侧地域，磁感觉强度 B=，方向垂直纸面向外。 A1A2 与垂直截面上的水平线夹角为 45。在 A1A2 左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距 L=。在薄板上 P 处开一小孔， P与 A1A2 线上点 D的水平距离为 L。在小孔处装一个电子快门。开初快门开启，固定挡板S2一旦有带正电微粒刚经过小孔，快门马上关闭， 此后每v0L+-3电子快门PD隔 T= 10s 开启一次并瞬时关闭。从1 2S1S S 之间的某一固定薄板L

15、地址水平发射一速度为v0 的带正电微粒， 它经过磁场所区后入射到PB处小孔。经过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大A1小是碰前的倍。经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0 应为多少求上A245述微粒从最初水平射入磁场到第二次走开磁场的时间。 （忽略微粒所受重力影响， 碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比 q/ m= 103C/kg 。只考虑纸面上带电微粒的运动）v0=100m/s （提示：微粒在磁场中的半径满足：Lr2L，因此 80v0 1) 。断开轻绳， 棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中向来保持竖直， 空气阻力不计。

16、 求：棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度。从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬时，棒运动的行程 s。从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功W。ak3H （提示：落地及反弹的瞬时速度v12gH ， a 棒环=( k- 1) g，竖直向上。 s1k=(k+1)，竖直向下，匀减速上升高度s=2a棒，而21。）2kmgH1/2Wgvs=H+ sk1（提示：用递推的方法。 第一次碰地后， 环和棒的加速度大小分别是a 环 =( k- 1) g 和 a 环=( k+) g，设经过时间 t1 达到共速 v1，方向向下。以向下为正方向，v1=v 1- a 环 t 1=- v 1+ a 棒 t

17、1，解得 t1v1， v1v1，该过程棒上升的高度h1v12v1t1k 1 HHkgkk 2环下降的高度v1v1k1，相对滑动距离x112H。棒和环第二次与地2h2t1H=h h=22+kk碰撞时的速度v222gH，与上同理可推得第二次相对滑动距离2H，- v =2gh ，得 v2x =211k2k 2即 x1、 x2、 x3 成无量等比数列，其总和xx12H， W=-kmg x 可得结论。） 难1 k 11k2008年（江苏省）15 (16 分 ) 以下列图，间距为 L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为 ，导轨圆滑环棒且电阻忽略不计场强为 B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场所区的宽度为 d1，间距为 d2两根质量均为 m、有效电阻均为 R的导体棒 a和 b放在导轨上， 并与导轨垂直 ( 设重力加速度为 g)(1)若 a进入第 2个磁场所区时， b以与 a同样的速度进入第 1个磁场所区， 求b穿过第 1个磁场所区过程中增加的动能 Ek (2)若 a进入第 2个磁场所区时， b恰好走开第 1个磁