高中物理电磁感应综合题.doc

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1.（20分）（2014山东省青岛二模）如图所示，两条平行的金属导轨相距L = lm，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg，电阻分别为RMN =1Ω和RPQ = 2Ω ．MN置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，PQ置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从t=0时刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a =1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态．t=3s时，PQ棒消耗的电功率为8W，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN始终在水平导轨上运动．求：
【参照答案】．（1）B = 2T

代入数据可得: q = 3C…………………. (1分)

2．（18分）（2014北京市顺义区模拟）如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直竖直轨道平面。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为3．(19分) （2014年3月福建省龙岩市模拟）如图所示，倾角=30o、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向 垂直导轨平面向上。一根质量m=0.2Kg，电阻R=l的金属棒ab垂直于导轨放置。现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在曲棒上．使ab棒由静止开始沿导轨 向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)若牵引力恒定，请在答题卡上定性画出ab棒运动的v—t图象；
(2)若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大?
(3)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量q=0.48C，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大?
4．（18分）（2014广东省揭阳市质检）如图，两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l，导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接，并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板，板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨，且始终与导轨接触良好。当金属棒固定不动时，质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内，恰好在金属板的左下边沿穿出。粒子重力不计，重力加速金属棒受到的安培力 ……………………………………………………… （1分）

5．（20分）（2014浙江省六市六校3月联考）足够长的平行金属导轨ab、cd放置在水平面上，处在磁感应强度B=1.00T的竖直方向的匀强磁场中，导轨间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，质量m=0.5kg的金属棒ef与bc紧贴在导轨上，处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω，如图所示。在水平恒力F作用下金属棒ef由静止开始向右运动，其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒ef间的动摩擦因数为0.3，导轨电阻不计，g=10求：

时间t(s)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
运动距离x(m)
0.0
0.6
2.0
4.3
6.8
9.3
11.8
14.3
（1） 在4.0s时间内，通过金属棒截面的电荷量q；
（2） 水平恒力F;
（3） 庆丰同学在计算7.0s时间内，整个回路产生的焦耳热Q时，是这样计算的：
先算7.0s内的电荷量，再算电流I=Q/t，再用公式Q=I2Rt计算出焦耳热
请你简要分析这样做是否正确？认为正确的，请算出结果；认为错误的，请用自己的方法算出7.0s，整个回路产生的焦耳热Q。

6.（18分）（2014洛阳市二模）如图所示，水平放置的足够长的平行金属导轨MN、PQ的一端接有电阻R0，
（1） 请通过分析推导出水平拉力F的大小随横坐标x变化的关系式；
（2） 如果已知导体棒从x=0运动到x=x0的过程中，力F做的功为W，求此过程回路中产生的焦耳热Q；
（3） 若B0=0.1T，k=0.2T/m，R0=0.1Ω，r=0.1Ω/m，L=0.5m，a=4m/s2，求导体棒从x=0运动到x=1m的过程中，通过电阻R0的电荷量q.

可知回路中的电流与时间成正比，所以在0~t时间内，通过R0的电荷量为：
（C）

7．（14分）（2014上海市松江区一模）如图所示，aa’、bb’、cc’、dd’为四条平行金属轨道，都处在水平面内。aa’、dd’间距2L，bb’、cc’间距L。磁感应强度B的有界匀强磁场垂直于纸面向里，边界与轨道垂直。ab、cd两段轨道在磁场区域正中间，到磁场左右边界距离均为s。轨道电阻不计且光滑，在a’d’之间接一阻值R的定值电阻。现用水平向右的力拉着质量为m、长为2L的规则均匀金属杆从磁场左侧某处由静止开始向右运动，金属杆的电阻与其长度成正比，金属杆与轨道接触良好，运动过程中不转动，忽略与ab、cd重合的短暂时间内速度的变化。
（1）证明：若拉力为恒力，无论金属杆的内阻r为多少，都不能使金属杆保持匀速通过整个磁场；
（2）若金属杆内阻r=2R，保持拉力为F不变，使金属杆进入磁场后立刻作匀速直线运动。当金属杆到达磁场右边界时，速度大小为v。试求此次通过磁场过程中，整个回路放出的总热量；
（3）若金属杆内阻r=2R，通过改变拉力的大小，使金属杆从磁场左侧某处从静止开始出发，保持匀加速运动到达磁场右边界。已知金属杆即将到达ab、cd位置时拉力的大小F1，已在图中标出。试定性画出拉力大小随时间的变化关系图。（不需要标关键点的具体坐标，但图像应体现各段过程的差异）

8．（11分）（2014北京市石景山期末）图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像．足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角 θ = 30°．轨道上端连接有阻值 R = 1.0 Ω的定值电阻，金属杆MN电阻 r = 0.5 Ω，质量 m = 0.4 kg，杆长 L = 1.0 m．在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图乙所示的I-t图像，设杆在整个运动过程中与轨道垂直，取 g = 10 m/s2．试求：
（1）t = 0.5 s 时电阻R的热功率；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）估算 0~1.2 s内通过电阻R的电荷量大小及在R上产生的焦耳热．

又

9.（12分）（2014山东省济南市期末）如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d＝0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中，两金属棒ab、cd垂直导轨放置，其电阻均为r＝0.1Ω,质量均为m＝0.5kg，与导轨接触良好。现固定棒ab，使cd在水平恒力F＝0.8N的作用下，由静止开始做加速运动。求
（1）棒cd哪端电势高？
（2）当电压表读数为U＝0.2V时，棒cd的加速度多大？
（3）棒cd能达到的最大速度vm。

10．（13分）（2014山东省淄博市期末）如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L＝2.0m；R是连在导轨一端的电阻，质量m＝1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空问有磁感应强度B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。从t＝0开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA段是直线，AB段是曲线、BC段平行于时间轴。假设在从1.2s开始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响（g＝10m/s2）。求
（1）导体棒ab做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小；
（2）在1.2s~2.4s的时间内，该装置产生的总热量Q；
（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。
由

B
b
a
11．（12分）（2014山东省枣庄市期末）如图所示，两根质量均为m、电阻均为R、长度均为l的导体棒a、b，用两条等长的、质量和电阻均可忽略的、不可伸长的柔软长直导线连接后，b放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，a靠在桌子的光滑绝缘侧面上；两根导体棒均与桌子边缘平行。整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B。开始时两棒静止，自由释放后开始运动，导体棒a在落地前就已匀速运动，此时导体棒b仍未离开桌面。已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦。
（1）试求导体棒匀速运动时的速度大小。
（2）从自由释放到刚匀速运动的过程中，若通过导体棒横截面的电荷量为q，求该过程中系统产生的焦耳热。

12．（16分）（2014安徽省六校联考）如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨M、N水平固定，长为L、阻值为R0的金属棒ab垂直于导轨放置，可紧贴导轨滑动。导轨右侧连接一对水平放置的平行金属板AC，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计。轨道处的磁场方向竖直向下，金属板AC间的磁场方向垂直纸面向里，两磁场均为匀强磁场且磁感应强度大小均为B。当ab棒以速度v0向右匀速运动时，一电量大小为q的微粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板的方向进入板间恰好做匀速圆周运动。试求：
（1）AC两板间的电压U；
（2）带电微粒的质量m；
（3）欲使微粒不打到极板上，带电微粒的速度v应满足什么样的条件．
解得： （1分）

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