光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M 、P点和N
电磁感应
已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始 P 终保持良好的电接触且下落过程中始终 a 保持水平，导轨电阻不计）．求： d0 （1）棒ab在离开磁场下边界时的速度; O （2）棒ab在通过磁场区的过程中产生 d 的焦耳热； （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能出 O' 现的运动情况． Q
R
M b
O1
B O1' N
如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在 M 、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的 灯泡，在两导轨间 cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、 宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0。一电阻也为R、长度 也刚好为 l 的导体棒 ab 垂直放在磁场左边的导轨上。现让导体 棒在导轨间以某一恒力作用下开始向右移动，当棒ab刚进入磁 场时两灯恰好正常工作且匀速通过磁场。棒ab与导轨始终保持 良好接触，导轨电阻不计。 （1）求恒力的大小； （2）求棒ab开始运动时离磁场区域cd边界的距离； （ 3 ）若保持导体棒 ab 不移动（仍在开始静止位置），而是均匀 改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏，试求出均匀改变经 过时间t时对应磁感应强度Bt的最大值和最小值。
15．（10分）如图甲所示，一正方形金属线框位 于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着边界。 t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框 从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t0穿出磁 场，图乙为外力F随时间t变化的图象。若线框质 量m，电阻R及图象中F0、t0均为已知量，则根据 上述条件，请你推出： （1）磁感应强度B的计算表达式。 （2）线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势 F E的计算表达式。 3F F 0 F0 t 0 甲 乙 t0
解： （ 1 ）设 ab 棒离开磁场边界前做匀速运动的 速度为v，产生的电动势为 P M E = BLv R a
(易错题)高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(含答案解析)(4)
一、选择题1．(0分)[ID：128587]如图甲是磁电式表头的结构示意图，其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架（图中未指出）上，关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果，下列表述中正确的是（）A．线圈带动指针转动时，通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大B．与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场C．铝框的作用是为了利用涡流，起电磁驱动作用，让指针快速指向稳定的平衡位置D．乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，线框将逆时针转动。
2．(0分)[ID：128585]如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒MN在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B，则（）A．若导体棒向左匀速运动时，B被A排斥B．若导体棒向左加速运动时，B被A排斥C．若导体棒向右加速运动时，B被A吸引D．因导体棒运动方向未知，故不能确定B被A吸引或排斥3．(0分)[ID：128584]如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。
A 和B是两个完全相同的小灯泡。
下列说法正确的是（）A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮B．闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮C．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下D．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭4．(0分)[ID：128578]如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管，和Q共轴，Q中通有余弦函数变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。
P始Q P终保持静止状态，则（）A．O时刻，P中有最大的感应电流B．1t时刻，P有收缩的趋势C．2t时刻，穿过P的磁通量最小，感应电流最大D．3t时刻，穿过P的磁通量最大，感应电流最大5．(0分)[ID：128577]如图所示，在同一个水平而内的彼此绝缘的两个光滑圆环A、B，大圆环A中还有顺时针方向的恒定电流I。
专题16 电磁感应中的电路问题(解析版)
专题十六 电磁感应中的电路问题基本知识点解决电磁感应电路问题的基本步骤：1．用法拉第电磁感应定律算出E 的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向：感应电流方向是电源内部电流的方向，从而确定电源正、负极，明确内阻r .2．根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路图．3．根据E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．例题分析一、电磁感应中的简单电路问题例1 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L ＝0.4 m ，一端连接R ＝1 Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝1 T 。
导体棒MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。
导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
在平行于导轨的拉力F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v ＝5 m/s 。
(1)求感应电动势E 和感应电流I ；(2)若将MN 换为电阻r ＝1 Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U 。
(对应训练)如图所示，MN、PQ为平行光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、PQ 相距L＝50 cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r＝1 Ω，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，整个装置放在磁感应强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB棒向右以v＝5 m/s的速度做匀速运动。
求：(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；(2)导体棒AB两端的电压U AB。
二、电磁感应中的复杂电路问题例2如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω，有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，当导体棒MN以v＝4 m/s的速度向左做匀速直线运动时，电流表的示数为0.45 A，灯泡L正常发光。
电磁感应单导体切割磁感线
单导体切割磁感线1、如图，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L ＝0.2 m ，电阻R ＝0.4 Ω，导轨上停放着一质量m ＝0.1 kg 、电阻r ＝0.1 Ω的金属杆CD ，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。
现用一在导轨平面内，且垂直于金属杆CD 的外力F ，沿水平方向拉杆，使之由静止开始做加速度为a ＝5 m/s 2的匀加速直线运动，试： （1）证明电压表的示数U 随时间t 均匀增加。
（2）判断外力F 随时间t 如何变化。
（3）判断外力F 的功率随时间t 如何变化，并求出第2 s 末时外力F 的瞬时功率P 。
（1）电压表示数为U ＝IR ＝BLRR ＋rv （2分）， 又v ＝at ，所以U ＝BLRR ＋r at ＝kt （2分），则k ＝0.4 V/s （1分），所以U ＝0.4 t （1分）， 可见电压表示数随时间均匀变化（1分），（2）F —B 2L 2vR ＋r ＝ma （2分），得F ＝B 2L 2v R ＋r ＋ma ＝B 2L 2R ＋r at ＋ma ＝k ’t ＋ma （3分），所以k ’＝0.1 N/s ，F ＝0.1 t ＋0.5（N ）（2分）， 可见外力与时间成线性关系（1分）。
（3）P ＝Fv ＝（k ’t ＋ma ）at ＝0.5 t 2＋2.5 t （W ）（2分），可见F 的瞬时功率与时间成二次函数关系（1分）， 第2 s 末：P ＝7 W （1分）。
2、如图15所示，矩形裸导线框长边的长度为L 2，短边的长度为L ，在两个短边上均接有电阻R ，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重合，左端的坐标o x =，线框处在一垂直于线框平面的磁场中，磁感应强度满足关系式L xB B 2sin0⋅=π．一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R ．开始时导体棒处于0=x 处，之后在沿x 轴方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求导体棒AB 从0=x 到L x 2=的过程中力F 随时间t 的变化规律．答案:RLvtv L B BiL F F 32sin 22220π===安,).20(vLt ≤≤解析：在t 时M C N • • • •B V R F • • • • 图15刻AB 棒的坐标为vt x =，感应电动势为L xLv B BLv e 2sin0π==，回路总电阻为R R R R 5.15.0=+=总，通过AB 的感应电流为RLvtLv B R e i 32sin20π==总，AB 棒匀速运动，所以:RLvtv L B BiL F F 32sin 22220π===安,).20(v Lt ≤≤3、如图１6所示，MN 和PQ 为两根间距不等的光滑金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中。
2020届高考物理复习专题《三大观点解决电磁感应问题》强化练习题
三大观点解决电磁感应问题考点1 能量观点1．(2019·河南省名校联盟)如图所示，两条间距L ＝0.50 m 、平行光滑U 形导轨与水平面的夹角θ＝30°，导轨的底部接一阻值R ＝2.0 Ω的电阻，其中CM ＝PD ＝4.5 m ，导轨及其他部分电阻不计．一根质量m ＝0.2 kg 、电阻r ＝1.0 Ω的导体棒置于导轨的底端，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于磁感应强度B ＝2.0 T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现对导体棒施加平行于导轨向上的拉力F ，使棒从静止开始沿导轨平面向上做匀加速运动，则导体棒在导轨上运动的整个过程中( )A ．通过电阻R 的电荷量为2.0 CB ．拉力F 和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量C ．拉力F 做的功等于导体棒增加的机械能与电阻R 产生的焦耳热之和D ．拉力F 先增大后保持不变2．(2019·河南省名校联盟)如图所示，水平虚线下方存在大小为B 、方向水平向里的匀强磁场．正方形金属线框abcd 边长为L ，质量为m ，电阻为R .将线框在虚线上方一定高度处由静止释放，运动过程中ab 边始终水平，线框始终在竖直面内，所受空气阻力恒为F 阻．线框进入磁场的过程做匀速直线运动，重力加速度为g .则线框释放时ab 边与水平虚线间的高度差为( )A.m （mg －F 阻）R2B 2L 4B.m （mg －F 阻）R 22B 4L4C.m （mg －F 阻）R 2B 2L 4D.m （mg －F 阻）R2B 4L43．(多选)(2019·洛阳模拟)如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ 和MN ，两导轨间距为L ，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B .有两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒a 、b ，先将a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a 棒的细线平行于导轨，由静止释放c ，此后某时刻，将b 也垂直导轨放置，a 、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上．a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g .则下列判断正确的是( )A ．物块c 的质量是2m sin θB ．b 棒放上导轨前物块c 减少的重力势能等于a 、c 增加的动能C ．b 棒放上导轨后物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D ．a 、c 匀速运动的速度为2mgR sin θB 2L24．(2019·浙江卷)如图所示，倾角θ＝37°、间距l ＝0.1 m 的足够长金属导轨底端接有阻值R ＝0.1 Ω的电阻，质量m ＝0.1 kg 的金属棒ab 垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.45.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x .在0.2 m ≤x ≤0.8 m 区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场．从t ＝0时刻起，棒ab 在沿x 轴正方向的外力F 作用下，从x ＝0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v 与位移x 满足v ＝kx (可导出a ＝kv )，k ＝5 s－1.当棒ab 运动至x 1＝0.2 m 处时，电阻R 消耗的电功率P ＝0.12 W ，运动至x 2＝0.8 m 处时撤去外力F ，此后棒ab将继续运动，最终返回至x ＝0处．棒ab 始终保持与导轨垂直，不计其他电阻(提示：可以用F-x 图象下的“面积”代表力F 做的功，sin 37°＝0.6)．求：(1)磁感应强度B 的大小； (2)外力F 随位移x 变化的关系式；(3)在棒ab 整个运动过程中，电阻R 产生的焦耳热Q . 考点2 动力学观点5．(2019·随州模拟)如图所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab 和cd ，假定它们沿导轨运动的速率分别为v 1和v 2，且v 1<v 2，若金属导轨和金属棒的电阻不能忽略，要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab 、cd 的运动情况应该为( )A ．ab 和cd 都向右运动B ．ab 和cd 都向左运动C ．ab 向右、cd 向左做相向运动D ．ab 向左、cd 向右做背向运动6．(多选)(2019·惠州模拟)如图所示，两根弯折的光滑金属棒ABC 和DEF 固定成正对平行的导轨，其中，AB 和DE 部分水平，倾斜的BC 和EF 部分与水平面的夹角为θ，导轨的水平部分和倾斜部分均足够长，水平部分有竖直向下、大小为B 0的匀强磁场，倾斜部分有方向垂直于斜面BCFE 向上、大小也为B 0的匀强磁场．现将两根相同的、长度略大于导轨间距的导体棒分别垂直于导轨放置在其水平部分和倾斜部分(均平行于BE )，两导体棒质量均为m 、电阻均为R ，导体棒始终与导轨接触良好，且不计导轨电阻，ab 棒处于静止状态且距离BE 足够远．现将cd 棒从斜面上部由静止释放，那么在以后的运动过程中，下列说法正确的是( )A ．最后两棒匀速运动B ．cd 棒的速度始终大于ab 棒的速度C ．cd 棒的加速度一直减小D ．回路中电流先增大后不变7．(多选)(2019·中山模拟)如图所示，一金属棒AC 在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O 点)匀速转动，OA ＝2OC ＝2L ，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为ω、电阻为r ，内、外两金属圆环分别与C 、A 良好接触并各引出一接线柱与外电阻R 相接(没画出)，两金属环圆心皆为O 且电阻均不计，则( )A ．金属棒中有从A 到C 的感应电流B ．外电阻R 中的电流为I ＝3B ωL22（R ＋r ）C ．金属棒AC 间电压为为3B ωL 2R2（R ＋r ）D ．当r ＝R 时，外电阻消耗功率最小8．(2019·南阳模拟)如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属棒制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝18(其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到Ut 关系如图乙所示．(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小；(2)求定值电阻上产生的热量Q 1；(3)多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m 、电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向．考点3 动量观点9．(2019·许昌模拟)如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内，现有一个边长为a (a <L )的正方形闭合线圈以速度v 0垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v (v <v 0)那么( )A ．完全进入磁场时线圈的速度大于(v 0＋v )/2B ．完全进入磁场时线圈的速度等于(v 0＋v )/2C ．完全进入磁场时线圈的速度小于(v 0＋v )/2D ．以上情况AB 均有可能，而C 是不可能的10．(多选)如图所示，间距为d 的两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接一定值电阻R ，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属棒ab 以初速度v 0沿导轨向右运动，当位移为x 时速度减为零，已知金属棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，其余部分电阻不计，重力加速度为g ，则在金属棒的运动过程中，下列说法正确的是( )A ．金属杆ab 中的感应电流方向由a 到bB ．通过电阻R 的电荷量为Bdx 2RC ．金属棒产生的焦耳热为14mv 20－12μmgxD ．金属棒运动的时间为v 0μg －B 2d 2xμmgR11．(多选)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 固定在水平面上，间距为L ，空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小为B 的匀强磁场．在导轨上放有两根质量分别为m 和2m 的金属棒ab 、cd ，两棒和导轨垂直且接触良好，有效电阻均为R ，导轨电阻不计．现给金属棒ab 水平向左的瞬时冲量I 0，同时给cd 棒水平向右的瞬时冲量2I 0.则在以后的运动过程中( )A ．通过ab 棒的最大电流为BLI 02mRB ．cd 棒的最大加速度为B 2L 2I 02m 2RC ．最终两金属棒将静止在导轨上D ．整个过程中该系统产生的焦耳热为4I 23m12．(2019·石家庄模拟)如图所示，MN 、PQ 两平行光滑水平导轨分别与半径r ＝0.5 m 的相同竖直半圆导轨在N 、Q 端平滑连接，M 、P 端连接定值电阻R ，质量M ＝2 kg 的cd 绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至N 、Q 端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m ＝1 kg 的ab 金属杆以初速度v 0＝12 m/s 水平向右运动，与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计除R 以外的其他电阻和摩擦，ab 金属杆始终与导轨垂直且接触良好，g 取10 m/s 2(不考虑cd 杆通过半圆导轨最高点以后的运动)，求：(1)cd 绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v ； (2)电阻R 产生的焦耳热Q .参考答案考点1 能量观点1．(2019·河南省名校联盟)如图所示，两条间距L ＝0.50 m 、平行光滑U 形导轨与水平面的夹角θ＝30°，导轨的底部接一阻值R ＝2.0 Ω的电阻，其中CM ＝PD ＝4.5 m ，导轨及其他部分电阻不计．一根质量m ＝0.2 kg 、电阻r ＝1.0 Ω的导体棒置于导轨的底端，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于磁感应强度B ＝2.0 T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现对导体棒施加平行于导轨向上的拉力F ，使棒从静止开始沿导轨平面向上做匀加速运动，则导体棒在导轨上运动的整个过程中( )A ．通过电阻R 的电荷量为2.0 CB ．拉力F 和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量C ．拉力F 做的功等于导体棒增加的机械能与电阻R 产生的焦耳热之和D ．拉力F 先增大后保持不变 解析：通过电阻R 的电荷量q ＝BLxR ＋r＝1.5 C ，故选项A 错误；由功能原理知，拉力F 和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量，故选项B 正确；由能量守恒定律知拉力F 做的功等于棒增加的机械能与电阻R 和棒的焦耳热之和，故选项C 错误；对棒由牛顿第二定律有F －mg sin θ－F A ＝ma ，可得F ＝mg sin θ＋ma＋F A ，其中F A ＝BIL ＝B 2L 2vR ＋r，因为导体棒做匀加速运动，所以F A 一直增大，即力F 一直增大，选项D 错误．答案：B2．(2019·河南省名校联盟)如图所示，水平虚线下方存在大小为B 、方向水平向里的匀强磁场．正方形金属线框abcd 边长为L ，质量为m ，电阻为R .将线框在虚线上方一定高度处由静止释放，运动过程中ab 边始终水平，线框始终在竖直面内，所受空气阻力恒为F 阻．线框进入磁场的过程做匀速直线运动，重力加速度为g .则线框释放时ab 边与水平虚线间的高度差为( )A.m （mg －F 阻）R2B 2L 4B.m （mg －F 阻）R 22B 4L4C.m （mg －F 阻）R 2B 2L 4D.m （mg －F 阻）R2B 4L4解析：金属线框进入磁场前，根据动能定理得mgh －F 阻h ＝12mv 2，进入磁场时，由平衡条件得mg ＝B 2L 2vR＋F 阻，联立解得h ＝m （mg －F 阻）R 22B 2L4，故选项B 正确，A 、C 、D 错误． 答案：B3．(多选)(2019·洛阳模拟)如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ 和MN ，两导轨间距为L ，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B .有两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒a 、b ，先将a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a 棒的细线平行于导轨，由静止释放c ，此后某时刻，将b 也垂直导轨放置，a 、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上．a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g .则下列判断正确的是( )A ．物块c 的质量是2m sin θB ．b 棒放上导轨前物块c 减少的重力势能等于a 、c 增加的动能C ．b 棒放上导轨后物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D ．a 、c 匀速运动的速度为2mgR sin θB 2L2解析：b 棒静止mg sin θ＝F A ，a 棒匀速向上运动m c g ＝mg sin θ＋F A ，联立得m c ＝2m sin θ，又因F A ＝B 2L 2v 2R，解得v ＝2mgR sin θB 2L2，故A 、D 正确；b 放上之前，a 、c 系统机械能守恒，故a 增加的重力势能与a 、c 增加的动能之和才等于c 减小的重力势能，故B 错误；b 棒放上导轨后，物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能与杆a 增加的重力势能之和，故物块c 减少的重力势能大于回路消耗的电能，故C 错误．答案：AD4．(2019·浙江卷)如图所示，倾角θ＝37°、间距l ＝0.1 m 的足够长金属导轨底端接有阻值R ＝0.1 Ω的电阻，质量m ＝0.1 kg 的金属棒ab 垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.45.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x .在0.2 m ≤x ≤0.8 m 区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场．从t ＝0时刻起，棒ab 在沿x 轴正方向的外力F 作用下，从x ＝0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v 与位移x 满足v ＝kx (可导出a ＝kv )，k ＝5 s－1.当棒ab 运动至x 1＝0.2 m 处时，电阻R 消耗的电功率P ＝0.12 W ，运动至x 2＝0.8 m 处时撤去外力F ，此后棒ab将继续运动，最终返回至x ＝0处．棒ab 始终保持与导轨垂直，不计其他电阻(提示：可以用F-x 图象下的“面积”代表力F 做的功，sin 37°＝0.6)．求：(1)磁感应强度B 的大小； (2)外力F 随位移x 变化的关系式；(3)在棒ab 整个运动过程中，电阻R 产生的焦耳热Q .解析：(1)在x 1＝0.2 m 处时，电阻R 消耗的电功率P ＝（Blv ）2R，此时v ＝kx ＝1 m/s ， 解得B ＝PR （lv ）2＝305T ； (2)在无磁场区间0≤x <0.2 m 内，有a ＝kv ＝k 2x由牛顿第二定律得F －μmg cos θ－mg sin θ＝ma解得F ＝(0.96＋2.5x ) N ，在有磁场区间0.2 m ≤x ≤0.8 m 内，有 F A ＝（Bl ）2vR＝0.6x N ，F ＝(0.96＋2.5x ＋0.6x ) N ＝(0.96＋3.1x ) N ；(3)上升过程中克服安培力做的功(梯形面积)W A1＝0.6 N2(x 1＋x 2)(x 2－x 1)＝0.18 J ， 撤去外力后，设棒ab 上升的最大距离为s ，再次进入磁场时的速度为v ′，由动能定理有 (mg sin θ＋μmg cos θ)s ＝12mv 2，(mg sin θ－μmg cos θ)s ＝12mv ′2，解得v ′＝2 m/s ，由于mg sin θ－μmg cos θ－（Bl ）2v ′R＝0，故棒ab 再次进入磁场后做匀速运动 下降过程中克服安培力做的功 W A2＝（Bl ）2v ′R(x 2－x 1)＝0.144 J ，Q ＝W A1＋W A2＝0.324 J.答案：见解析考点2 动力学观点5．(2019·随州模拟)如图所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab和cd，假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2，且v1<v2，若金属导轨和金属棒的电阻不能忽略，要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab、cd的运动情况应该为( )A．ab和cd都向右运动B．ab和cd都向左运动C．ab向右、cd向左做相向运动D．ab向左、cd向右做背向运动解析：根据右手定则，当金属棒运动方向相同时，棒中产生的电流方向相同，回路中的总电流为两电流之差，故A、B项中电流不是最大；当两金属棒运动方向相反时，棒中产生的电流方向相反，回路中的总电流为两电流之和，但随着棒的运动，D项中ab向左、cd向右做背向运动时，回路中的电阻在变大，电流不一定最大，选项C正确．答案：C6．(多选)(2019·惠州模拟)如图所示，两根弯折的光滑金属棒ABC和DEF固定成正对平行的导轨，其中，AB 和DE部分水平，倾斜的BC和EF部分与水平面的夹角为θ，导轨的水平部分和倾斜部分均足够长，水平部分有竖直向下、大小为B0的匀强磁场，倾斜部分有方向垂直于斜面BCFE向上、大小也为B0的匀强磁场．现将两根相同的、长度略大于导轨间距的导体棒分别垂直于导轨放置在其水平部分和倾斜部分(均平行于BE)，两导体棒质量均为m、电阻均为R，导体棒始终与导轨接触良好，且不计导轨电阻，ab棒处于静止状态且距离BE足够远．现将cd棒从斜面上部由静止释放，那么在以后的运动过程中，下列说法正确的是( )A．最后两棒匀速运动B．cd棒的速度始终大于ab棒的速度C．cd棒的加速度一直减小D．回路中电流先增大后不变解析：以cd棒为研究对象，根据右手定则可知电流方向为cdba，根据左手定则可知ab棒受到的安培力方向向左，所以ab棒向左加速运动，加速度逐渐增大，而cd棒沿斜面向下加速运动，随着速度增大．安培力逐渐变大．根据牛顿第二定律可得，mg sin θ－F A＝ma，所以cd棒的加速度逐渐减小，当二者加速度相等时，加速度保持不变，所以最后匀加速运动，选项A、C错误；cd棒做加速度逐渐减小的加速运动、ab棒做加速度逐渐增大的加速运动，根据v＝at可知，cd棒的速度始终大于ab棒的速度，选项B正确；根据法拉第电磁感应定律可得E＝B0L(v ad－v ab)，根据闭合电路的欧姆定律可得I ＝E2R＝B 0L （v ad －v ab ）2R ＝B 0L （a ad －a ab ）t2R，由于开始一段时间内cd 棒做加速度大于ab 棒加速度的加速运动，所以回路电流强度先增加，当二者的加速度相等时，电流强度不变，选项D 正确．答案：BD7．(多选)(2019·中山模拟)如图所示，一金属棒AC 在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O 点)匀速转动，OA ＝2OC ＝2L ，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为ω、电阻为r ，内、外两金属圆环分别与C 、A 良好接触并各引出一接线柱与外电阻R 相接(没画出)，两金属环圆心皆为O 且电阻均不计，则( )A ．金属棒中有从A 到C 的感应电流B ．外电阻R 中的电流为I ＝3B ωL22（R ＋r ）C ．金属棒AC 间电压为为3B ωL 2R2（R ＋r ）D ．当r ＝R 时，外电阻消耗功率最小解析：根据右手定则判断可知金属棒中有从C 到A 的感应电流，选项A 错误；金属棒产生的感应电动势为E ＝12B (2L )2ω－12BL 2ω＝32BL 2ω，外电阻R 中的电流为I ＝E R 总＝3B ωL 22（R ＋r ），选项B 正确；金属棒AC 间电压为U ＝IR ＝3B ωL 2R 2（R ＋r ），选项C 正确；根据电源的内外电阻相等时输出功率最大，则知当r ＝R 时外电阻消耗功率最大，选项D 错误．答案：BC8．(2019·南阳模拟)如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属棒制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝18(其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到Ut 关系如图乙所示．(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小； (2)求定值电阻上产生的热量Q 1；(3)多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m 、电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向．解析：(1)ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ，根据闭合电路欧姆定律得E 1＝U ＋U2R ·R ，解得E 1＝1.5U ，根据法拉第电磁感应定律得：E 1＝B 1dv 1， 解得v 1＝1.5UB 1d；(2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2，根据图乙可知．定值电阻此时两端电压为2U ，根据闭合电路的欧姆定律可得 B 1dv 22R ＋R·2R ＝2U ，解得v 2＝3UB 1d，棒ab 从MN 到PQ ，根据动能定理可得：mg sin 37°·L －μmg cos 37°·L －W 安＝12mv 22－12mv 21，根据功能关系可得产生的总焦耳热Q 总＝W 安，则定值电阻产生的焦耳热为Q 1＝2R2R ＋RQ 总， 联立解得Q 1＝13mgL －9mU24B 21d2；(3)两棒以相同的初速度进入场区，匀速经过相同的位移，对ab 棒，根据共点力的平衡可得mg sin 37°－μmg cos 37°－B 21d 2v2R＝0，解得v ＝mgR B 21d2. 对cd 棒，因为2mg sin 37°－μ·2mg cos 37°＞0，故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下，根据左手定则可知磁感应强度B 2沿导轨平面向上，cd 棒也匀速运动，则有2mg sin 37°－μ(2mg cos 37°)＋B 2×12×B 1dv2R ×d ＝0，将v ＝mgRB 21d2代入解得B 2＝32B 1. 答案：(1)1.5U B 1d (2)13mgL －9mU 24B 21d 2 (3)32B 1 方向沿导轨平面向上考点3 动量观点9．(2019·许昌模拟)如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内，现有一个边长为a (a <L )的正方形闭合线圈以速度v 0垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v (v <v 0)那么( )A ．完全进入磁场时线圈的速度大于(v 0＋v )/2B ．完全进入磁场时线圈的速度等于(v 0＋v )/2C ．完全进入磁场时线圈的速度小于(v 0＋v )/2D ．以上情况AB 均有可能，而C 是不可能的解析：对线框进入或穿出磁场过程，设初速度为v 0，末速度为v .由动量定理可知：BI —L Δt ＝mv －mv 0，又电量q ＝I —Δt ，得m (v －v 0)＝BLq ，得速度变化量Δv ＝v －v 0＝BLq m ，由q ＝ΔΦR可知，进入和穿出磁场过程，磁通量的变化量相等，则进入和穿出磁场的两个过程通过导线框横截面积的电量相等，故由上式得知，进入过程导线框的速度变化量等于离开过程导线框的速度变化量．设完全进入磁场中时，线圈的速度大小为v ′，则有v 0－v ′＝v ′－v ，解得v ′＝v 0＋v2，B 正确．答案：B10．(多选)如图所示，间距为d 的两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接一定值电阻R ，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属棒ab 以初速度v 0沿导轨向右运动，当位移为x 时速度减为零，已知金属棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，其余部分电阻不计，重力加速度为g ，则在金属棒的运动过程中，下列说法正确的是( )A ．金属杆ab 中的感应电流方向由a 到bB ．通过电阻R 的电荷量为Bdx2RC ．金属棒产生的焦耳热为14mv 20－12μmgxD ．金属棒运动的时间为v 0μg －B 2d 2xμmgR解析：根据右手定则可知金属棒ab 中的感应电流方向由b 到a ，故A 错误；通过电阻R 的电荷量q ＝ΔΦ2R ＝Bdx2R ，故B 正确；根据能量守恒定律12mv 20＝2Q ＋μmgx ，可得金属棒ab 产生的焦耳热Q ＝14mv 20－12μmgx ，故C 正确；对于金属棒ab ，根据动量定理－Bdq －μmgt ＝0－mv 0，联立解得t ＝v 0μg －B 2d 2x2μmgR，故D 错误．答案：BC11．(多选)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 固定在水平面上，间距为L ，空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小为B 的匀强磁场．在导轨上放有两根质量分别为m 和2m 的金属棒ab 、cd ，两棒和导轨垂直且接触良好，有效电阻均为R ，导轨电阻不计．现给金属棒ab 水平向左的瞬时冲量I 0，同时给cd 棒水平向右的瞬时冲量2I 0.则在以后的运动过程中( )A ．通过ab 棒的最大电流为BLI 02mRB ．cd 棒的最大加速度为B 2L 2I 02m 2RC ．最终两金属棒将静止在导轨上D ．整个过程中该系统产生的焦耳热为4I 23m解析：开始时，由I ＝mv 可得两棒的初速度v 0＝I 0m ，此时回路中的电流最大为I ＝2BLv 02R ＝BLI 0mR ，cd 棒受到的安培力最大F 安＝BIL ＝B 2L 2I 0mR ，则加速度最大a ＝B 2L 2I 02m 2R，此后两棒均做减速运动，由于两棒构成的系统在水平方向上不受外力，系统动量守恒，则有2I 0－I 0＝3mv ，解得v ＝I 03m ，一起向右匀速运动则无感应电流，选项B 正确，A 、C 错误；由能量守恒定律可知，该系统产生热量Q ＝12·3mv 20－12·3mv 2＝4I 203m，选项D 正确．答案：BD12．(2019·石家庄模拟)如图所示，MN 、PQ 两平行光滑水平导轨分别与半径r ＝0.5 m 的相同竖直半圆导轨在N 、Q 端平滑连接，M 、P 端连接定值电阻R ，质量M ＝2 kg 的cd 绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至N 、Q 端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m ＝1 kg 的ab 金属杆以初速度v 0＝12 m/s 水平向右运动，与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计除R 以外的其他电阻和摩擦，ab 金属杆始终与导轨垂直且接触良好，g 取10 m/s 2(不考虑cd 杆通过半圆导轨最高点以后的运动)，求：(1)cd 绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v ； (2)电阻R 产生的焦耳热Q .解析：(1)cd 绝缘杆通过半圆导轨最高点时，由牛顿第二定律有Mg ＝M v 2r，解得v ＝ 5 m/s ；(2)发生正碰后cd 绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有 －Mg ·2r ＝12Mv 2－12Mv 22，解得碰撞后cd 绝缘杆的速度v 2＝5 m/s ， 两杆碰撞过程中动量守恒，有mv 0＝mv 1＋Mv 2，解得碰撞后ab 金属杆的速度v 1＝2 m/s ，ab 金属杆进入磁场后由能量守恒定律有12mv 21＝Q ， 解得Q ＝2 J. 答案：见解析。
高三物理电磁感应中切割类问题试题答案及解析
高三物理电磁感应中切割类问题试题答案及解析1.（17分）如图所示，置于同一水平面内的两平行长直导轨相距，两导轨间接有一固定电阻和一个内阻为零、电动势的电源，两导轨间还有图示的竖直方向的匀强磁场，其磁感应强度.两轨道上置有一根金属棒MN，其质量，棒与导轨间的摩擦阻力大小为，金属棒及导轨的电阻不计，棒由静止开始在导轨上滑动直至获得稳定速度v。
求：（1）导体棒的稳定速度为多少？（2）当磁感应强度B为多大时，导体棒的稳定速度最大？最大速度为多少？（3）若不计棒与导轨间的摩擦阻力，导体棒从开始运动到速度稳定时，回路产生的热量为多少？【答案】（1）10m/s；（2）；18m/s；（3）7J.【解析】（1）对金属棒，由牛顿定律得：①②③当a=0时，速度达到稳定，由①②③得稳定速度为：（2）当棒的稳定运动速度当时，即时，V最大.得（3）对金属棒，由牛顿定律得：得即得由能量守恒得：得【考点】牛顿定律；法拉第电磁感应定律以及能量守恒定律.2.如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。
在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T，线圈的电阻为2 Ω，它的引出线接有8 Ω的小电珠L（可以认为电阻为定值）。
外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。
当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正），求：（1）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像（在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正）；（2）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；（3）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）；【答案】（1）见下图；（2）0.5 N；（3）0.32 W【解析】（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为线圈做切割磁感线E＝2n（rBv＝2（20（3.14（0.1（0.2（0.8 V＝2 V 感应电流电流图像如上图（2）于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力。
2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》基础卷(答案解析)(1)
一、选择题1．“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区t 时，线框域。
磁场方向垂直于纸面向里。
线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，0开始进入磁场。
选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（）A．B．C．D．2．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。
一边长为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匀速穿过磁场区域，下列图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）A ．B ．C ．D ．3．如图所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈圆的半径分别为R 、2R ，磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B kt =（k 为常数），方向垂直于线圈平面，闭合线圈中产生的感应电动势为（ ）A ．2k R πB ．25k R πC ．23k R πD ．24k R π 4．近日，第二架国产大飞机919C 在上海浦东国际机场首飞成功，919C 在上海上空水平匀速飞行，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，下列说法正确的是（ ）A ．机翼左端的电势比右端电势低B ．机翼左端的电势比右端电势高C ．飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D ．飞机飞行过程中洛伦兹力做负功 5．图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L ，磁场方向垂直纸面向里。
abcd 是位于纸面内的直角梯形线圈，ab 与dc 间的距离也为L 。
t =0时刻，ab 边与磁场区域边界重合（如图）。
现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。
取沿a→d→c→b→a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是 （ ）A．B．C．D．6．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。
铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。
专题67 电磁感应现象中的单棒问题(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题67 电磁感应现象中的单棒问题特训目标 特训内容目标1 阻尼式单棒问题（1T —5T ） 目标2 电动式单棒问题（6T —10T ） 目标3发电式单棒问题（11T —15T ）一、阻尼式单棒问题1．如图所示，左端接有阻值为R 的定值电阻且足够长的平行光滑导轨CE 、DF 的间距为L ，导轨固定在水平面上，且处在磁感应强度为B 、竖直向下的匀强磁场中，一质量为m 、电阻为r 的导体棒ab 垂直导轨放置且静止，导轨的电阻不计。
某时刻给导体棒ab 一个水平向右的瞬时冲量I ，导体棒将向右运动，最后停下来，则此过程中（ ）A ．导体棒做匀减速直线运动直至停止运动B ．电阻R 上产生的焦耳热为22I mC ．通过导体棒ab 横截面的电荷量为I BLD ．导体棒ab 运动的位移为22IRB L 【答案】C【详解】A ．导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒ab受到向左的安培力，向右减速运动，由22B L vma R r =+可知，由于导体棒速度减小，则加速度减小，所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动直至停止运动，A 错误；B ．导体棒减少的动能22211()222k I I E mv m m m ===根据能量守恒定律可得k E Q =总又根据串并联电路知识可得22()R R I R Q Q R r m R r ==++总，B 错误； C ．根据动量定理可得0BIL t mv -=-；I mv =；q I t =可得Iq BL=，C 正确； D ．由于E BLxq I t t R r R r R rΦ====+++将I q BL =代入可得，导体棒ab 运动的位移22()I R r x B L +=，D 错误。
故选C 。
2．如图所示，一根直导体棒质量为m 、长为L ，其两端放在位于水平面内、间距也为L 的光滑平行金属导轨上，并与之接触良好，导体棒左侧两导轨之间连接一可控电阻，导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨所在平面。
电磁感应中的动力学问题“双杆”滑轨问题
做变加速运动, 稳定时,
稳定时, 两杆以相同的加
两杆的加速度为0, 以相
速度做匀变速运动
同速度做匀速运动
v
1
v2
1
2 0
t
0
t
例1. 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上, 有一根导体棒ab, 用 恒力F作用在ab上, 由静止开始运动, 回路总电阻为R, 分析ab 的 运动情况, 并求ab的最大速度。
⑴在运动中产生的焦耳热最多是多少 ⑵当ab棒的速度变为初速度的3/4时， cd棒的加速度是多少？
例4：如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁 感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻 很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为 m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动 过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω。在t=0 时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N 的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过 t=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2，问此时两金属杆的 速提度高各：为两多金少属？杆的最大速度差为多少？
B
B
F
E1
v
F
1I 2 E2来自F1E1 I
vt
2 E2 Fvt
例4. 光滑平行导轨上有两根质量均为m，电阻均为R 的导体棒1.2，给导体棒1以初速度 v 运动， 分析它们 的运动情况，并求它们的最终速度。….
对棒1, 切割磁感应线产生感应电流I, I又受到磁场的作用力F
v1
E1=BLv1
I=(E1-E2) /2R
对棒1, 切割磁感应线产生感应电流I, I又受到磁场的作用力F
2020年高考回归复习—电磁感应综合解答题 含解析
1 / 29高考回归复习—电磁感应综合解答题1．如图甲，在水平桌面上固定着两根相距L ＝20cm 、相互平行的无电阻轨道P 、Q ，轨道一端固定一根电阻R ＝0.02Ω的导体棒a ，轨道上横置一根质量m ＝40g 、电阻可忽略不计的金属棒b ，两棒相距也为L ＝20cm 。
该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。
开始时，磁感应强度B 0＝0.1T 。
设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s 2。
（1）若保持磁感应强度B 0的大小不变，从t ＝0时刻开始，给b 棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动。
此拉力F 的大小随时间t 变化关系如图乙所示。
求b 棒做匀加速运动的加速度及b 棒与轨道间的滑动摩擦力大小；（2）若从t ＝0开始，磁感应强度B 随时间t 按图丙中图像所示的规律变化，求从t ＝0到金属棒b 将要运动所经历的时间。
2．如图所示，平行导轨宽为L 、倾角为θ，处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感强度为B ，CD 为磁场的边界，导轨左端接一电流传感器，CD 右边平滑连一足够长的导轨。
质量为m 、电阻为R 的导体棒ab 长也为L ，两端与导轨接触良好，自导轨上某处由静止滑下。
其余电阻不计，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g 。
(1)棒ab 上的感应电流方向如何？(2)棒ab 在磁场内下滑过程中，速度为v 时加速度为多大？(3)若全过程中电流传感器指示的最大电流为I 0。
求棒ab 相对于CD 能上升的最大高度。
3．如图，光滑水平桌面上等间距分布着4个条形匀强磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度B =1T ，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d =0.5m 。
桌面上现有一边长l =0.1m 、质量m =0.2kg 、电阻R =0.1Ω的单匝正方形线框abcd ，在水平恒力F =0.3N 作用下由静止开始从左侧磁场边缘垂直进入磁场，在穿出第4个磁场区域过程中的某个位置开始做匀速直线运动，线框ab边始终平行于磁场边界，取g=10m/s2，不计空气阻力。
2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》经典练习卷(答案解析)(2)
一、选择题1．如图所示，两根足够长且平行的金属导轨置于磁感应强度为B=3 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面，两导轨间距L=0.1m，导轨左端连接一个电阻R=0.5Ω，其余电阻不计，导轨右端连一个电容器C= 2.5 ⨯1010 pF，有一根长度为 0.2m 的导体棒ab，a端与导轨下端接触良好，从图中实线位置开始，绕a点以角速度ω = 4 rad/s 顺时针匀速转动75°，此过程通过电阻R的电荷量为（）A．3 ⨯10-2 C B．23⨯10-3 CC．（30 + 23）⨯10-3 C D．（30 - 23）⨯10-3 C2．如图所示，几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验：把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计上的两个接线柱上，形成闭合回路。
两个同学分别沿东西方向站立，女生站在西侧，男生站在东侧，他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。
假设图中所在位置地磁场方向与地面平行，由南指向北。
下列说法正确的是（）A．当电线到最低点时，感应电流最大B．当电线向上运动时，B点电势高于A点电势C．当电线向上运动时，通过灵敏电流计的电流是从A经过电流计流向BD．两个同学沿南北方向站立时，电路中能产生更大的感应电流3．如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（）A．如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属B．通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C．真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D．如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多4．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。
则PQ所做的运动是（）A．向右加速运动B．向左减速运动C．向右减速运动或向左加速运动D．向右加速运动或向左减速运动5．如图所示，一宽为40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s，通过磁场区域。
模型组合讲解：电磁场中的单杆模型
模型组合讲解——电磁场中的单杆模型［模型概述］在电磁场中，“导体棒”主要是以“棒生电”或“电动棒”的内容出现，从组合情况看有棒与电阻、棒与电容、棒与电感、棒与弹簧等；从导体棒所在的导轨有“平面导轨”、“斜面导轨”“竖直导轨”等。
［模型讲解］一、单杆在磁场中匀速运动例1. （2005年河南省实验中学预测题）如图1所示，R R 125==6ΩΩ，，电压表与电流表的量程分别为0～10V 和0～3A ，电表均为理想电表。
导体棒ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab 棒处于匀强磁场中。
图1（1）当变阻器R 接入电路的阻值调到30Ω，且用F 1＝40N 的水平拉力向右拉ab 棒并使之达到稳定速度v 1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab 棒的速度v 1是多少？（2）当变阻器R 接入电路的阻值调到3Ω，且仍使ab 棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab 棒的水平向右的拉力F 2是多大？ 解析：（1）假设电流表指针满偏，即I ＝3A ，那么此时电压表的示数为U ＝IR 并＝15V ，电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。
因此，应该是电压表正好达到满偏。
当电压表满偏时，即U 1＝10V ，此时电流表示数为I U R A 112==并设a 、b 棒稳定时的速度为v 1，产生的感应电动势为E 1，则E 1＝BLv 1，且E 1＝I 1(R 1＋R 并)＝20Va 、b 棒受到的安培力为F 1＝BIL ＝40N解得v m s 11=/（2）利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即I 2＝3A ，此时电压表的示数为U I R 22=并＝6V 可以安全使用，符合题意。
由F ＝BIL 可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以F I I F N N 2211324060===×。
二、单杠在磁场中匀变速运动例2. （2005年南京市金陵中学质量检测）如图2甲所示，一个足够长的“U ”形金属导轨NMPQ 固定在水平面内，MN 、PQ 两导轨间的宽为L ＝0.50m 。
高考物理一轮复习专题10.8单导体棒切割磁感线问题千题精练(2021年整理)
2019年高考物理一轮复习专题10.8 单导体棒切割磁感线问题千题精练编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019年高考物理一轮复习专题10.8 单导体棒切割磁感线问题千题精练）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2019年高考物理一轮复习专题10.8 单导体棒切割磁感线问题千题精练的全部内容。
专题10。
8 单导体棒切割磁感线问题一．选择题1。
(2018·石家庄二中检测)如图所示是某同学自制的电流表原理图，质量为m的均匀金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长为ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内均有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。
MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度,MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且静止时,MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小,MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g，则（)A．要使电流表正常工作，MN中电流方向应从N至MB．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量不为零C．该电流表的量程是I m＝错误!D．该电流表的刻度是均匀的【参考答案】BCD2．如图，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连．质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动．整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上（图中未画出），磁感应强度的大小为B．导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m 的物块相连，绳处于拉直状态．现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度（物块不会触地)，g表示重力加速度，其他电阻不计,则（）A．电阻R中的感应电流方向由a到cB．物块下落的最大加速度为gC．若h足够大，物块下落的最大速度为错误!D．通过电阻R的电荷量为Blh R【参考答案】CD3。
2020届高考物理计算题复习《安培力综合题》(解析版)
《安培力综合题》一、计算题1.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。
导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。
导体棒MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。
求：感应电动势E和感应电流I；拉力F的大小；若将MN换为电阻的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。
2.如图所示，足够长的U形导体框架的宽度，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成角，磁感应强度的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量，有效电阻的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为求：导体棒匀速运动的速度；导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻产生的焦耳热．cos ，3.如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势，内阻，一质量的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中导轨与金属棒的电阻不计金属导轨是光滑的，取，要保持金属棒在导轨上静止，求：金属棒所受到的安培力大小；滑动变阻器R接入电路中的阻值．4.在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，，有一水平放置的光滑框架，宽度为，如图所示，框架上放置一质量、电阻的金属杆ab，框架电阻不计，在水平外力F的作用下，杆ab以恒定加速度，由静止开始做匀变速运动．求：在5s内平均感应电动势是多少？第5s末作用在杆ab上的水平外力F多大？定性画出水平外力F随时间t变化的图象．5.如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源．现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的总电阻，金属导轨电阻不计，g取已知，，求：导体棒受到的安培力；导体棒受到的摩擦力；若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时磁场磁感应强度的大小？6.如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为，导轨间连接的定值电阻，导轨上放一质量为的金属杆ab，金属杆始终与导轨连接良好，杆的电阻，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度，现让金属杆从AB水平位置由静止释放，求：金属杆的最大速度；当金属杆的加速度是，安培力的功率是多大？7.如图所示，一个半径为的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长为r的金属棒ab的a端位于圆心，b端与导轨接触良好．从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为、间距的平行金属导轨相连．质量、电阻的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上，并与导轨接触良好，且棒cd 与两导轨间的动摩擦因数为导轨间另一支路上有一规格为“”的小灯泡L和一阻值范围为～的滑动变阻器整个装置置于垂直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计，从上往下看金属棒ab做逆时针转动，角速度大小为假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，．当时，求金属棒ab中产生的感应电动势，并指出哪端电势较高；在小灯泡正常发光的情况下，求w与滑动变阻器接入电路的阻值间的关系；已知通过小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关在金属棒cd不发生滑动的情况下，要使小灯泡能正常发光，求w的取值范围．8.如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量，导体棒与导轨间的动摩擦因数匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？9.如图所示，光滑平行导轨宽为L，导轨平面与水平方向有夹角，导轨的一端接有电阻导轨上有与导轨垂直的电阻也为R的轻质金属导线质量不计，导线连着轻质细绳，细绳的另一端与质量为m的重物相连，细绳跨过无摩擦的滑轮．整个装置放在与导轨平面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．重物由图示位置从静止释放，运动过程中金属导线与导轨保持良好的接触．导轨足够长，不计导轨的电阻求：重物的最大速度若重物从开始运动到获得最大速度的过程中下降了h，求此过程中电阻R上消耗的电能．10.如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距，左端接一电阻，方向垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以的速度水平向右匀速滑动时，求：棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高；回路中感应电流的大小；维持ab棒做匀速运动的水平外力的功率。
电磁感应定律典型计算题
.电磁感应定律典型计算题一、计算题(本大题共41小题，共410.0分)1.如图，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R．在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN ，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m．开始重物与水平地面接触并处于静止．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B0=0.5T，并且以的规律在增大．不计摩擦阻力．求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g=10m/s2)2.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2．螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，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）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；（3）S断开后，求流经R2的电量．3.如图甲所示，回路中有一个C=60μF的电容器，已知回路的面积为1.0×10-2m 2，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，求：(1)t=5s时，回路中的感应电动势；(2)电容器上的电荷量．4.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1 000，线圈面积S=300cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，线圈处在有一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中，圆形磁场的面积S0=200cm2，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．求：(1)第4秒时线圈的磁通量及前4s内磁通量的变化量(2)前4s内的感应电动势和前4s内通过R的电荷量；(3)线圈电阻r消耗的功率．5.如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；求：（1）前4s内的感应电动势（2）前5s内的感应电动势．6.如图所示，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨倾斜放置，两导轨间距为L，导轨平面与水平面之间的夹角为α，下端接有阻值为R的电阻．质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定轻质弹簧连接后放在导轨上，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，开始时导体棒ab处于锁定状态且弹簧处于原长．某时刻将导体棒解锁并给导体棒一个沿导轨平面向下的初速度v0使导体棒ab沿导轨平面运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧的劲度系数为k且弹簧的中心轴线与导轨平行，导体棒运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．（1）若导体棒的速度达到最大时弹簧的劲度系数k与其形变量x、导体棒ab的质量之间的关系为k=，求导体棒ab的速度达到最大时通过电阻R的电流大小；（2）若导体棒ab第一次回到初始位置时的速度大小为v，求此时导体棒ab的加速度大小；（3）若导体最终静止时弹簧的弹性势能为E p，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，.电阻R上产生的热量．7.如图所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R=20Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L=2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T．质量m=0.1kg、连入电路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，当金属棒ab下滑高度h=3m时，速度恰好达到最大值v=2m/s．金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触g取10m/s2．求：（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量．（2）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量．8.如图所示，有一磁感应强度大小为B的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H；磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为L、d（d＜H），质量为m，电阻为R．现将线框从其下边缘与磁场上边界间的距离为h处由静止释放，测得线框进入磁场的过程所用的时间为t．线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度为g．求：（1）线框下边缘刚进入磁场时线框中感应电流的大小和方向；（2）线框的上边缘刚进磁场时线框的速率v1；（3）线框下边缘刚进入磁场到下边缘刚离开磁场的全过程中产生的总焦耳热Q．9.如图所示，相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连，导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面．质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动．求：（1）t=2s时回路中的电流；（2）t=2s时外力F大小；（3）第2s内通过棒的电荷量．10.如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=0.2t T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω．求：（1）回路的感应电动势；（2）a、b两点间的电压．11.如图甲所示，有一面积S=100cm2，匝数n=100匝的闭合线圈，电阻为R=10Ω，线圈中磁场变化规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，求：（1）t=1s时，穿过每匝线圈的磁通量为多少？（2）t=2s内，线圈产生的感应电动势为多少？12.如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab，质量m=0.2kg，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，现对杆施加水平向右的拉力F=2N，使它由静止开始运动，求：（1）杆能达到的最大速度多大？（2）若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中，R上总共产生了10.2J的电热，则此过程中金属杆ab的位移多大？（3）接（2）问，此过程中流过电阻R的电量？经历的时间？13.如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，在导体棒的右侧导轨间加一有界匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面，宽度为d0，磁感应强度为B，设磁场左边界到导体棒的距离为d．现用一个水平向右的力F拉导体棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，水平力F与位移x的关系图象如图乙所示，F0已知．求：.（1）导体棒ab离开磁场右边界时的速度．（2）导体棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能．（3）d0满足什么条件时，导体棒ab进入磁场后一直做匀速运动？14.如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r=0.6Ω的导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R1=4Ω、R2=6Ω，其他电阻不计．整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示，磁感应强度 B=0.1T．当直导体棒在导轨上以v=6m/s的速度向右运动时，求：直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小．15.如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成θ角，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B，质量为m、电阻为r的金属杆ab沿导轨下滑，导轨下端的定值电阻为R，导轨的电阻不计，试求：（1）杆ab沿导轨下滑时的稳定速度的大小；（2）杆ab稳定下滑时两端的电势差．16.如图所示，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨，间距为l=0.50m，导轨上端接有电阻R=0.80Ω，导轨电阻忽略不计．空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外．质量为m=0.02kg、电阻r=0.20Ω的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下滑，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好．已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求在磁场中，（1）金属杆刚进入磁场区域时加速度；（2）若金属杆在磁场区域又下落h开始以v0匀速运动，求v 0大小．17.竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m，电阻不计，置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，如图所示，质量为10g，电阻为1Ω的金属杆PQ无初速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）．问：（1）到通过PQ的电量达到0.2c时，PQ下落了多大高度？（2）若此时PQ正好到达最大速度，此速度多大？（3）以上过程产生了多少热量？18.如图甲所示，平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°，导轨间距为L=1m，底端接有电阻R=6Ω，虚线00'下方有垂直于导轨平面向下的匀强磁场．现将质量m=1kg、电阻r=3Ω的金属杆ab从00'上方某处静止释放，杆下滑4m过程中（没有滑到底端）始终保持与导轨垂直且良好接触，杆的加速度a与下滑距离s的关系如图乙所示．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，其余电阻不计）求：（1）金属杆ab与导轨间的动摩擦因数μ（2）磁感应强度B的大小．19.如图，在竖直平面内有金属框ABCD，B=0.1T的匀强磁场垂直线框平面向外，线框电阻不计，框间距离为0.1m．线框上有一个长0.1m的可滑动的金属杆ab，已知金属杆质量为0.2g，金属杆电阻r=0.1Ω，电阻R=0.2Ω，不计其他阻力，求金属杆ab匀速下落时的速度．20.一个面积为0.2m2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，定值电阻R=6Ω，线圈电阻r=4Ω，求：（1）线圈中磁通量的变化率和回路的感应电动势；（2）a、b两点间电压U ab．.21.一线圈匝数为N、电阻为r，在线圈外接一阻值为2r的电阻R，如图甲所示．线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示．求0至t0时间内：（1）线圈中产生的感应电动势大小；（2）通过R的感应电流大小和方向；（3）电阻R中感应电流产生的焦耳热．22.金属框架平面与磁感线垂直，金属与框架的电阻忽略，电流计内阻R=20Ω，磁感强度B=1T，导轨宽L=50cm，棒以2m/s的速度作切割磁感线运动，那么（1）电路中产生的感应电动势为多少伏？（2）电流的总功率为多少瓦？（3）为了维持金属棒作匀速运动，外力F的大小为多少牛？23.如图所示，导轨是水平的，其间距l1=0.5m，ab杆与导轨左端的距离l2=0.8m，由导轨与ab杆所构成的回路电阻为0.2Ω，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度B=1T，滑轮下挂一重物质量0.04kg，ah杆与导轨间的摩擦不计，现使磁场以=0.2T/s的变化率均匀地增大，问：当t为多少时，M刚离开地面？（g取10m/s2）24.如图（甲）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间的距离L=1m，定值电阻R 1=6Ω，R2=3Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，杆的电阻r=2Ω，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下．现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆以一定的初速度开始运动．图（乙）所示为通过R1中电流的平方I12随时间t的变化关系图象，求：（1）5s末金属杆的速度；（2）金属杆在t时刻所受的安培力；（3）5s内拉力F所做的功．25.在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的长方形金属框abcd，以10m/s的初速度向磁感应强度B=0.5T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如图所示位置时，已产生1.6J的热量．（1）求出在图示位置时金属框的动能．（2）求图示位置时金属框中感应电流的功率．（已知ab边长L=0.1m）26.如图所示，两平行金属导轨之间的距离为L=0.6m，两导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ=37°，电阻R的阻值为1Ω（其余电阻不计），一质量为m=0.1kg的导体棒横放在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T，方向垂直导轨平面斜向上，已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ=0.3，今由静止释放导体棒，当通过导体棒的电荷量为1.8C时，导体棒开始做匀速直线运动．已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：（1）导体棒匀速运动的速度；（2）求导体从静止开始到匀速过程中下滑的距离S．（3）导体棒下滑s的过程中产生的电能．27.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．求：（1）请说明线圈中的电流方向；（2）前4s内的感应电动势；.（3）前4s内通过R的电荷量．28.如图所示，水平方向的匀强磁场呈带状分布，两区域磁感应强度不同，宽度都是L，间隔是2L．边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，处于竖直平面且与磁场方向垂直，底边平行于磁场边界，离第一磁场的上边界的距离为L．线框从静止开始自由下落，当线框穿过两磁场区域时恰好都能匀速运动．若重力加速度为g，求：（1）第一个磁场区域的磁感应强度B1；（2）线框从开始下落到刚好穿过第二磁场区域的过程中产生的总热量Q．29.如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B．试求：①框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？②若框架绕OO′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？③在此过程中，穿过框架平面的磁通量的变化量大小为多少？30.如图所示，一U形光滑金属框的可动边AC棒长L=1m，电阻为r=1Ω．匀强磁场的磁感强度为B=0.5T，AC以v=8m/s的速度水平向右移动，电阻R=7Ω，（其它电阻均不计）．求：（1）电路中产生的感应电动势的大小．（2）通过R的感应电流大小．（3）AC两端的电压大小．31.如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R 的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0．现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）．求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能．32.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，两根长为L的完全相同的金属棒ab、cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，每根棒的质量均为m、电阻均为R．现对ab施加平行导轨向上的恒力F，当ab向上做匀速直线运动时，cd保持静止状态．（1）求力F的大小及ab运动速度v的大小．（2）若施加在ab上的力的大小突然变为2mg，方向不变，则当两棒运动的加速度刚好相同时回路中的电流强度I和电功率P分别为多大？33.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界．并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图中字母均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．求：（1）金属线框的边长；（2）金属线框在进入磁场的过程中通过线框截面的电量；（3）金属线框在0～t4时间内安培力做的总功．34.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L，左端接有阻值为R的电阻，一质量为m、电阻为r的金属棒MN垂直放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中．当.棒以速度v匀速运动时，加在棒上的水平拉力大小为F1；若改变水平拉力的大小，让棒以初速度v做匀加速直线运动，当棒匀加速运动的位移为x时，速度达到3v．己知导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保待良好接触．（1）求磁场的磁感应强度大小；（2）在金属棒的速度由v变为3v的匀加速运动过程中，拉力对金属棒做的功为W F，求这一过程回路产生的电热为多少？（3）通过计算写出金属棒匀加速直线运动时所需外力F随时间t变化的函数关系式．35.相距为L的两光滑平行导轨与水平面成θ角放置．上端连接一阻值为R的电阻，其他电阻不计．整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为B，质量为m，电阻为r的导体MN，垂直导轨放在导轨上，如图所示．由静止释放导体MN，求：（1）MN可达的最大速度v m；（2）MN速度v=时的加速度a；（3）回路产生的最大电功率P m．36.如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定，轨距为d．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．P、M间接有阻值为3R的电阻．Q、N间接有阻值为6R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为R．现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离s时，达到最大速度．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g．求：（1）金属杆ab运动的最大速度；（2）金属杆ab运动的加速度为gsinθ时，金属杆ab消耗的电功率；（3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，通过6R的电量；（4）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功．37.如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L=1m，在M点和P点间接有一个阻值为R=0.8Ω的电阻，在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、高度h=1.55m的匀强磁场，磁感应强度为B=T，一质量为m=0.5kg的导体棒ab垂直资料地搁在导轨上，与磁场的上边界相距h0=0.45m，现使ab棒由静止开始释放，下落过程中，棒ab与导轨始终保持良好接触且保持水平，在离开磁场前已经做匀速直线运动，已知导体棒在导轨间的有效电阻由0.2Ω，导轨的电阻不计，g取10m/s2．（1）ab棒离开磁场的下边届时的速度大小；（2）ab棒从静止释放到离开磁场下边届的运动过程中，其速度达到2m/s时的加速度大小和方向；（3）ab棒在通过磁场区的过程中产生的焦耳热．38.如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻；导轨间距为L=1m；一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω，长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数μ=，导轨平面的倾角为θ=30°在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T，今让金属杆AB由静止开始下滑，下滑过程中杆AB与导轨一直保持良好接触，杆从静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q=l C，求：（1）当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小（2）AB 下滑的最大速度（3）从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量．39.如图所示，“U”形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R．从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀增加的磁场B=kt，那么（1）在磁场均匀增加过程，金属棒ab电流方向？（2）时间t为多大时，金属棒开始移动？（最大静摩擦力fm近似为滑动摩擦力f滑）40.如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R．边界MN的右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行．当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动．在线框进入磁场的过程中，求：高中物理试卷第12页，共13页.（1）线框ab边产生的感应电动势E的大小；（2）线框a、b两点的电势差；（3）线框中产生的焦耳热．41.如图所示，宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T．一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小．（2）作用在导体棒上的拉力的大小．（3）当导体棒移动30cm时撤去拉力，求：从撤去拉力至棒停下来过程中电阻R上产生的热量．资料。
物理二模试题分类汇编——法拉第电磁感应定律推断题综合附详细答案
一、法拉第电磁感应定律1．如图所示，条形磁场组方向水平向里，磁场边界与地面平行，磁场区域宽度为L＝0.1 m，磁场间距为2L，一正方形金属线框质量为m＝0.1 kg，边长也为L，总电阻为R＝0.02 Ω.现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放，线框在经过磁场区域时bc边始终与磁场边界平行．当h＝2L时，bc边进入磁场时金属线框刚好能做匀速运动．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.（1）求磁感应强度B的大小；（2）若h>2L，磁场不变，金属线框bc边每次出磁场时都刚好做匀速运动，求此情形中金属线框释放的高度h；（3）求在(2)情形中，金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生的总焦耳热．【答案】（1）1 T （2）0.3 m（3）0.3n J【解析】【详解】(1)当h=2L时，bc进入磁场时线框的速度===v gh gL222m/s此时金属框刚好做匀速运动，则有：mg=BIL又E BLv==IR R联立解得1mgR=BL v代入数据得：1TB=(2)当h＞2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度022v gh gL =>即有0mg BI L <又已知金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，经过的位移为L ，设此时线框的速度为v′，则有'222v v gL =+解得：6m /s v '=根据题意可知，为保证金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，则应有2v v gh '==即有0.3m h =(3)设金属线框在每次经过一个条形磁场过程中产生的热量为Q 0，则根据能量守恒有：'2211(2)22mv mg L mv Q +=+ 代入解得：00.3J Q =则经过前n 个磁场区域时线框上产生的总的焦耳热Q =nQ 0=0.3n J 。
2．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100，线圈面积S ＝200cm 2，线圈的电阻r ＝1Ω，线圈外接一个阻值R ＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
2023届山东省济南四校高三六校第一次联考物理试卷含解析
2023年高考物理模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（）A．从左向右看感应电流的方向为顺时针B．从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针C．感应电流的大小先减小后增加D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右2、一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其xt－t的图象如图所示，则A．质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/sB．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2C．质点在1 s末速度为1.5 m/sD．质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s3、一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（）A．在0~4s时间内，位移先增后减B．在0~4s时间内，动量一直增加C．在0~8s时间内，F的冲量为0D．在0~8s时间内，F做的功不为04、如图所示为两条长直平行导线的横截面图，两导线中均通有垂直纸面向外、强度大小相等的电流，图中的水平虚线为两导线连线的垂直平分线，A、B两点关于交点O对称，已知A点与其中一根导线的连线与垂直平分线的夹角为θ=30°，且其中任意一根导线在A点所产生的磁场的磁感应强度大小为B。
则下列说法正确的是（）A．根据对称性可知A、B两点的磁感应强度方向相同B．A、B两点磁感应强度大小均为3BC．A、B两点磁感应强度大小均为BD．在连线的中垂线上所有点的磁感应强度一定不为零5、如图所示为某稳定电场的电场线分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，B、C点为空心导体表面两点，A、D 为电场中两点。
高考功能关系在电磁场中的综合应用关系有答案
课题功能关系在电磁场中的综合应用1．静电力做功与 无关.若电场为匀强电场，则W ＝Fl cos α＝Eql cos α；若是非匀强电场，则一般利用W ＝ 来求，静电力做功等于 的变更，即W AB ＝－ΔE p 2．安培力可以做正功、负功，还可以不做功．3．电流做功的实质是电场 做功．即W ＝UIt ＝ .4．导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的安培力对导体棒做 功，使机械能转化为 能． 1．功能关系在电学中应用的题目，一般过程困难且涉及多种性质不同的力，因此,通过审题,抓住 和运动过程的分析是关键，然后依据不同的运动过程各力做功的特点来选择规律求解． 2．力学中的动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题仍旧是首选的方法．题型1 用功能关系解决带电粒子在电场中运动问题例1 如图所示，在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板A 、B ,其间存在着场强E ＝200 N/C 的匀强电场，靠近正极板A 处有一薄挡板S .一个带负电小球，质量为m ＝1×10－2kg 、电荷量q ＝2×10－3C ，起先时静止在P 点，它与挡板S 的距离为l ＝20 cm ，与B 板距离为L ＝45 cm.静止释放后小球在电场力的作用下向左运动，与挡板S 相碰后电量削减到碰前的k 倍，k ＝56，碰后小球的速度大小不变．(1)设匀强电场中挡板S 所在位置的电势为零，则电场中P 点的电势φP 为多少？小球自静止起先从P 点运动到挡板S 时，电势能是增加还是削减？变更的电势能Δε为多少？(2)小球第一次与挡板S 碰撞时的速度多大？第一次碰撞后小球能运动到离B 板多远的地方？ (3)小球从P 点动身第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功？1.电势能的变更应通过电场力做功来求解．2．电场力做功与路径无关．因此在本题第(3)问的求解中只要我们留意到水平方向只有电场力做功，且全程的初末速度为零，全程列式W ＝0－0＝0，特别简洁． 3．动能定理仍是解决静电力做功问题的有效方法．预料演练1 如图所示，空间存在着电场强度E ＝2.5×102N/C,方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L ＝0.5 m 的绝缘细线一端固定于O 点,另一端拴着质量m ＝0.5 kg ，电荷量q ＝4×10－2C 的小球．现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断开，取g ＝10 m/s 2.求： (1)小球的电性；(2)细线能承受的最大拉力值；(3)当小球接着运动到与O 点水平方向的距离为L 时，小球速度多大？题型2 应用功能关系解决电磁感应问题例2 如图1所示，两根与水平面成θ＝30︒角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L＝1m，导轨两端各接一个电阻，其阻值R1=R2=1Ω，导轨的电阻忽视不计。
高中物理计算题提升含答案-电磁感应综合题
电磁感应中的压轴大题常考的问题有以下四个方面1．电磁感应与力学综合问题2．电磁感应与能量综合问题3．电磁感应与电路综合问题4．电磁感应与力、技术应用综合问题不论考查哪类问题，实质上就两个模型．模型1：电磁场中的导体棒模型(单棒)模型2：电磁场中的线框模型(含两根导体棒)解决电磁感应综合问题的一般思路是“先电后力”即●先作“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；●再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解；●然后是“力”的分析——分析研究对象(通常是金属杆、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；●接着进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；●最后是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系电磁感应综合（一）1．如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下，宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。
一根质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。
现用大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它Array由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。
求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。
2．如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。
此时，adeb构成一个边长为l的正方形。
棒的电阻为r，其余部分电阻不计。
开始时磁感强度为B 0。
（1）若从t =0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止。
求棒中的感应电流。
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1．（14分）如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M 、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动。
一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远。
现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作。
棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。
（1）求磁场移动的速度；（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能；（3）若保持磁场不移动（仍在cdfe矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值B t。
2．（14分）随着越来越高的摩天大楼在各地的落成，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。
这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这些钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断。
为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。
如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=1T，两磁场始终竖直向上作匀速运动。
电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图中未画出），并且与之绝缘．电梯载人时的总质量为5×103kg，所受阻力F f=500N，金属框垂直轨道的边长L cd=2m，两磁场的宽度均与金属框的边长L ac 相同，金属框整个回路的电阻R=9.5×10－4Ω，假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动，那么，（1）磁场向上运动速度v0应该为多大？（2）在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须提供能量，那么这些能量是由谁提供的？此时系统的效率为多少？a bc dN3.（14分）边长为L＝0.1m的正方形金属线框abcd，质量m＝0.1㎏、总电阻R＝0.02 ，从高为h＝0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直宽度L＝0.1m。
磁感应强度B＝1.0T，方向如图所示。
试求：（1）线框穿过磁场过程中产生的热；（2）全程通过a点截面的电量；（3）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图像。
4．如图所示，水平面上有两根很长的平行导轨，导轨间有竖直方向等距离间隔的匀强磁场1B 和2B ，导轨上有金属框abdc ，框的宽度与磁场间隔相同，当匀强磁场21B B 和同时以恒定速度οv 沿直导轨运动时，金属框也会随之沿直导轨运动，这就是磁悬浮列车运动的原理。
如果金属框下始终有这样运动的磁场，框就会一直运动下去。
设两根直导轨间距L=0.2m ，T B B 121==,磁场运动的速度s m v 4=ο，金属框的电阻Ω=6.1R 。
求：（1）当匀强磁场21B B 和向左沿直导轨运动时，金属框运动的方向及在没有任何阻力时金属框的最大速度。
（2）当金属框运动时始终受到f= 0.1N 的阻力时，金属框的最大速度。
（3）在(2)的情况下，当金属框达到最大 速度后，为了维持它的运动,磁场必须提供的功率。
B 221B 115．（14分）两条彼此平行、间距为l＝0.5m的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接一电阻，其阻值R＝2Ω，右端接阻值R L＝4Ω的小灯泡，如下面左图所示。
在导轨的MNQP 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，MP的长d＝2m，MNQP区域内磁场的磁感应强度B 随时间t变化的关系如下面右图所示。
垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r＝2Ω，两导轨电阻不计。
在t＝0时刻，用水平力F拉金属杆，使金属杆由静止开始从GH位置向右运动。
在金属杆从GH位置运动到PQ位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化。
求：（1）通过小灯泡的电流I L（2）水平恒力的F的大小（3）金属杆的质量mld6．（14分）如图所示，两根间距为L 的金属导轨MN 和PQ ，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为d 、方向竖直向上的匀强磁场I ，右端有另一磁场II ，其宽度也为d ，但方向竖直向下，磁场的磁感强度大小均为B 。
有两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒a 和b 与导轨垂直放置，b 棒置于磁场II 中点C 、D 处，导轨除C 、D 两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K 倍，a 棒从弯曲导轨某处由静止释放。
当只有一根棒作切割磁感线运动时，它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比，即v x ∆∝∆。
（1）若a 棒释放的高度大于h 0，则a 棒进入磁场I 时会使b 棒运动，判断b 棒的运动方向并求出h 0。
（2）若将a 棒从高度小于h 0的某处释放，使其以速度v 0进入磁场I ，结果a 棒以02v 的速度从磁场I 中穿出，求在a 棒穿过磁场I 过程中通过b 棒的电量q 和两棒即将相碰时b 棒上的电功率P b 。
（3）若将a 棒从高度大于h 0的某处释放，使其以速度v 1进入磁场I ，经过时间t 1后a 棒从磁场I 穿出时的速度大小为321v，求此时b 棒的速度大小，在如图坐标中大致画出t 1时间内两棒的速度大小随时间的变化图像，并求出此时b 棒的位置。
17、（14分）如图（a）所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30︒角，上端连接R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为d＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。
整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图（b）所示，前4s内为B=kt。
前4s内，为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，已知当t＝2s时，F恰好为零。
求：（1）k；（2）t＝3s时，电阻R的热功率P R；（3）前4s内，外力F随时间t的变化规律；（4）从第4s末开始，外力F拉着导体棒ab以速度v沿斜面向下作匀速直线运动，且F 的功率恒为P＝6W，求v的大小。
8、（14分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨与水平面成53°放置，导轨间接一阻值为3Ω的定值电阻R，导轨电阻忽略不计，在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的宽度为d=1.0m。
导体棒a的质量m a=0.2kg，电阻R a=6Ω，导体棒b的质量m b=0.1kg，电阻R b=3Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场，且都是匀速穿过磁场区域，取重力加速度g＝10 m/s2， sin53°＝0．8，cos53°＝0．6，不计a、b之间电流的相互作用，求（1）从导体棒a、b向下滑动起到a棒刚穿出磁场止，这个过程中，a、b两棒克服安培力分别做多少功？（2）在a棒穿越磁场的过程中，a、b两导体棒中的电流之比是多大？（3）M点和N点距L1的距离分别多大？（4）在第（1）问的过程中，导体棒b上消耗的电能？9．如下图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为rk B =（其中r 为辐射半径），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R （大于圆柱形磁铁的半径），而弯成铝环的铝丝其横截面积为S ，圆环通过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻率为ρ，密度为ρ0．（已知导体的电阻SL R ρ=，其中ρ为导体的电阻率，L 为导体的长度，S 为导体的横截面积．）试求：（1）圆环下落的速度为v 时的电功率； （2）圆环下落的最终速度；（3）当下落高度h 时，速度最大，从开始下落到此时圆环消耗的电能．10．（14分）如图所示，两根相距为L 的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为µ，棒与导轨的接触电阻不计。
导轨左端连有阻值为2R 的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连。
有n 段竖直向下的宽度为a 间距为b 的匀强磁场（a >b ），磁感强度为B 。
金属棒初始位于OO ′处，与第一段磁场相距2a 。
（1）若金属棒有向右的初速为v 0，为使金属棒保持v 0一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F 1的大小和进入磁场后拉力F 2的大小； （2）在（1）的情况下，求金属棒从OO ′开始运动到刚离开第n 段磁场过程中，拉力所做的功；（3）若金属棒初速为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F ，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化，在给定的坐标中定性地画出计算机显示的图像（从金属棒进入第一段磁场开始计时）。
（4）在（3）的情况下，求整个过程导轨左端电阻上产生的热量，以及金属棒从第n 段磁场穿出时的速度。
11．（12分）辩析题水平面内固定一U 形光滑金属导轨，轨道宽1m ，导轨的左端接有R =0.4Ω的电阻，导轨上放一阻值为R 0=0.1Ω的导体棒ab ，其余电阻不计，导体棒ab 用水平线通过定滑轮吊着质量M =0.2 kg 的重物，空间有竖直向上的匀强磁场，如图所示．已知t =0时，B=1T ，1m l =，此时物体在地面上且连线刚好被拉直，若磁场以tB ∆∆=0.1 T/s 增加，请问：经过一段时间物体是否能被拉动？若不能，请说明理由；若能，请求出经过多长时间物体才被拉动．以下为某同学的解答：因为穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流，ab 受到向左的安培力作用．当安培力大于或等于被吊物体的重力时，重物才能被拉动．回路产生的感应电动势为：tB S tE ∆∆⋅=∆∆Φ=ab 受到向左的安培力为：RR BLE BIL F +==0安，代入相关数据后，发现安培力为恒力且F 安＜Mg ，因此该同学得出的结论是：所以无论经过多长时间，物体都不能被拉动．请问，该同学的结论是否正确？若正确，求出有关数据，若不正确，请指出错误所在并求出正确结果．图10——1512．（14分）如图（a ）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L 、导轨左端接有阻值为R 的电阻，质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。
导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。
在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v 1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。