电磁感应变压器动量守恒期末专题复习(计算题)

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《电磁感应+动量》计算题专项#(精选.)

彭水一中高2012级期末复习《电磁感应+动量》计算题专项1.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．2.如图所示，光滑平行的金属导轨MN和PQ，间距L＝1.0 m，与水平面之间的夹角α＝30°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0 T，垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝2.0Ω的电阻，其它电阻不计，质量m＝2.0 kg的金属杆ab垂直导轨放置，用变力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，若金属杆ab以恒定加速度a＝2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则：（g=10 m/s2）(1) 在5 s内平均感应电动势是多少？通过导体棒的电荷量q(2) 第5 s末，回路中的电流多大？(3) 第5 s末，作用在ab杆上的外力F多大？3.如图所示，矩形线框的质量m＝0.016kg，长L＝0.5m，宽d＝0.1m，电阻R＝0.1Ω.从离磁场区域高h1＝5m处自由下落，刚入匀强磁场时,由于磁场力作用，线框正好作匀速运动. （取g=10m/s2）(1)求磁场的磁感应强度；(2) 如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t＝0.15s，求磁场区域的高度h2（3）求线框从刚开始下落到下边刚要出磁场的过程中产生的焦耳热？4.如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r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B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。

12专题：电磁感应中的动力学、能量、动量的问题(含答案)

12专题：电磁感应中的动力学、能量、动量的问题一、电磁感应中的动力学问题1.如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝30°，两导轨之间的距离为L＝1 m，两导轨M、P之间接入电阻R＝0.2 Ω，导轨电阻不计，在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ，磁感应强度B0＝1 T，磁场的宽度x1＝1 m；在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B1＝0.5 T。

一个质量为m＝1 kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝0.2 Ω，若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速运动。

金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状态，cd与ef之间的距离x2＝8 m。

求：(g取10 m/s2)(1)金属棒在磁场Ⅰ运动的速度大小；(2)金属棒滑过cd位置时的加速度大小；(3)金属棒在磁场Ⅱ中达到稳定状态时的速度大小。

二、电磁感应中的能量问题2.如图甲所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5 m，固定在倾角为37°的斜面上。

导轨顶端连接一个阻值为1 Ω的电阻。

在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1 T的匀强磁场。

质量为0.5 kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v－t图象如图乙所示。

金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5 m/s时通过电阻的电荷量为1.3 C，求此过程中电阻产生的焦耳热。

三、电磁感应中的动量问题1、动量定理在电磁感应中的应用导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，安培力的冲量为：I安＝B I Lt＝BLq ，通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝IΔt＝ER 总Δt＝nΔΦΔt·R总Δt＝nΔФR总，磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝BLx.当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时常用动量定理求解．2、正确运用动量守恒定律处理电磁感应中的问题常见情景及解题思路双杆切割式(导轨光滑)杆MN做变减速运动．杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，以相等的速度匀速运动．系统动量守恒，对其中某杆可用动量定理动力学观点：求加速度能量观点：求焦耳热动量观点：整体动量守恒求末速度，单杆动量定理求冲量、电荷量3.如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝3 T。

《电磁感应+动量》计算题专项

2020(人教版)高考物理复习计算题专练电磁感应(含答案解析)

2020(人教版)高考物理复习计算题专练电磁感应1.如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度B=1 T．质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab，测得最大速度为v m.改变电阻箱的阻值R，得到v m与R的关系如图乙所示．已知导轨间距L=2 m，重力加速度g取10 m/s2，轨道足够长且电阻不计．(1)杆ab下滑过程中，判断感应电流的方向．(2)求R=0时，闭合电路中的感应电动势E的最大值．(3)求金属杆的质量m和阻值r.感线垂直，如图乙所示．求：Δ(1)磁感应强度的变化率3.轻质细线吊着一质量为m=0.42 kg、边长为l=1 m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为r=1 Ω。

在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示。

磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,整个过程线圈不翻转,重力加速度g取10 m/s2。

(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针;(2)求线圈的电功率;(3)求在t=4 s时轻质细线上的拉力大小。

4.如图甲所示,在水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向没有变化,沿x轴方向B与x成反比,如图乙所示。

顶角θ=45°的光滑金属长导轨MON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动,导体棒在滑动过程中始终与导轨接触,且与x轴垂直。

已知t=0时,导体棒位于顶点O处,导体棒的质量为m=1 kg,回路接触点总电阻恒为R=0.5 Ω,其余电阻不计。

回路电流I与时间t的关系如图丙所示,图线是过原点的直线。

求:(1)t=2 s时回路的电动势E;(2)0~2 s时间内流过回路的电荷量q和导体棒的位移x1;(3)导体棒滑动过程中水平外力F的瞬时功率P(单位:W)与横坐标x(单位:m)的关系式。

高中物理电磁感应现象压轴题专项复习含答案

高中物理电磁感应现象压轴题专项复习含答案一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，无限长平行金属导轨EF、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值R=0.06Ω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m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。

现用一质量M=6kg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.由静止释放物体，当物体下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动，运动中ab始终垂直导轨并与导轨接触良好。

不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

(1)求ab棒沿斜面向上运动的最大速度；(2)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求通过杆的电量q；(3)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求电阻R上产生的焦耳热。

【答案】(1) (2)q=40C (3)【解析】【分析】(1)由静止释放物体，ab棒先向上做加速运动，随着速度增大，产生的感应电流增大，棒所受的安培力增大，加速度减小，棒做加速度减小的加速运动；当加速度为零时，棒开始匀速，速度达到最大。

据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式、平衡条件等知识可求出棒的最大速度。

(2)本小问是感应电量的问题，据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电流的定义式、磁通量的概念等知识可进行求解。

(3)从ab棒开始运动到匀速运动，系统的重力势能减小，转化为系统增加的动能、摩擦热和焦耳热，据能量守恒定律可求出系统的焦耳热，再由焦耳定律求出电阻R上产生的焦耳热。

【详解】(1)金属棒ab和物体匀速运动时，速度达到最大值，由平衡条件知对物体，有；对ab棒，有又、联立解得：(2) 感应电荷量据闭合电路的欧姆定律据法拉第电磁感应定律在ab 棒开始运动到匀速运动的这段时间内，回路中的磁通量变化联立解得：(3)对物体和ab棒组成的系统，根据能量守恒定律有：又解得：电阻R 上产生的焦耳热2．某同学在学习电磁感应后，认为电磁阻尼能够承担电梯减速时大部分制动的负荷，从而减小传统制动器的磨损．如图所示，是该同学设计的电磁阻尼制动器的原理图．电梯箱与配重质量都为M，通过高强度绳子套在半径1r的承重转盘上，且绳子与转盘之间不打滑．承重转盘通过固定转轴与制动转盘相连．制动转盘上固定了半径为2r和3r的内外两个金属圈，金属圈内阻不计．两金属圈之间用三根互成120︒的辐向导体棒连接，每根导体棒电阻均为R．制动转盘放置在一对励磁线圈之间，励磁线圈产生垂直于制动转盘的匀强磁场（磁感应强度为B），磁场区域限制在120︒辐向角内，如图阴影区所示．若电梯箱内放置质量为m的货物一起以速度v竖直上升，电梯箱离终点（图中未画出）高度为h时关闭动力系统，仅开启电磁制动，一段时间后，电梯箱恰好到达终点．(1)若在开启电磁制动瞬间，三根金属棒的位置刚好在图所示位置，则此时制动转盘上的电动势E为多少？此时a与b之间的电势差有多大？(2)若忽略转盘的质量，且不计其它阻力影响，则在上述制动过程中，制动转盘产生的热量是多少？(3)若要提高制动的效果，试对上述设计做出二处改进．【答案】(1)22321()2Bv r rEr-=,22321()6Bv r rUr-= (2)21()2Q M m v mgh=+-(3) 若要提高制动的效果，可对上述设计做出改进：增加外金属圈的半径r3或减小内金属圈的半径r2【解析】【分析】【详解】(1)在开启电磁制动瞬间，承重转盘的线速度为v ，所以，角速度1v r ω=所以，制动转盘的角速度1vr ω=，三根金属棒的位置刚好在图2所示位置，则fe 切割磁感线产生电动势22321()2Bv r r B S E t t r -∆Φ⋅∆===∆∆所以干路中的电流223E EI R R R R R==++ 那么此时a 与b 之间的电势差即为路端电压22321()6Bv r r U E IR r -=-=(2)电梯箱与配重用绳子连接，速度相同；由能量守恒可得21(2)()2m M v m M gh Mgh Q +=+-+ 解得：21()2Q M m v mgh =+- (3)若要提高制动的效果，那么在相同速度下，要使h 减小，则要使制动转盘产生的热量增加，即在相同速度下电功率增大，，速度为v 时的电功率222223221()362B v r r E P Rr R-== 所以，若要提高制动的效果，可增加外金属圈的半径r 3或减小内金属圈的半径r 2或减小金属棒的电阻或减小承重盘的半径r 1．3．如图所示，竖直向上的匀强磁场垂直于水平面内的导轨，磁感应强度大小为B ，质量为M 的导体棒PQ 垂直放在间距为l 的平行导轨上，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m 的物块A 连接。

(完整版)电磁感应中的各种题型(习题,答案)

电磁感应中的各种题型一．电磁感应中的“双杆问题”电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等1.“双杆”向相反方向做匀速运动：当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。

[例1] 两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计。

已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如图所示，不计导轨上的摩擦。

（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小。

（2）求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量。

2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速：当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。

[例2] 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L。

导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示。

两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计。

在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。

设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。

开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd 的初速度v0。

若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少。

（2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。

：“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。

[例3]（2003年全国理综卷）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。

电磁感应和动量守恒.doc

电磁感应和动量守恒一、选择题：（本题共16小题；每小题4分，共64分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按右图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路，S闭合后,以下操作结论正确的是A．将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将向右偏转B．线圈A放在B中不动时,指针将向左偏转C．线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将向右偏转D．线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将向左偏转2.如图所示,通电直导线cd,右侧有一金属线框与导线cd在同一平面内,金属棒ab放在框架上,ab棒受磁场力向左,则cd棒中电流变化的情况是A.cd棒中通有d→c方向逐渐减小的电流B.cd棒中通有d→c方向逐渐增大的电流C.cd棒中通有c→d方向逐渐增大的电流D.cd棒中通有c→d方向逐渐减小的电流3.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是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。

t=0时刻，bc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→b→c→d→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4.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。

一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。

电磁感应计算题专项训练及答案

电磁感应计算题专项训练【注】该专项涉及规律：感应电动势、欧姆定律、牛顿定律、动能定理1、（2010重庆卷）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。

实验装置的示意图如图所示，两块面积均为S 的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d 。

水流速度处处相同，大小为v ，方向水平。

金属板与水流方向平行。

地磁场磁感应强度的竖直分量为B ，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R 的电阻通过绝缘导线和电键K 连接到两金属板上。

忽略边缘效应，求：（1）该发电装置的电动势；（2）通过电阻R 的电流强度；（3）电阻R 消耗的电功率2、（2007天津）两根光滑的长直金属导轨MN 、M ´N ´平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计。

M 、M ´处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C 。

现有长度也为l ，电阻同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。

ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 在运动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q 。

求：⑴ab 运动速度v 的大小；⑵电容器所带的电荷量q 。

3、（2010江苏卷）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L ，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。

一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处由静止释放。

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：(1)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I maNN ´4、（2008北京）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m ．将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界平行．当cd 边刚进入磁场时，⑴求线框中产生的感应电动势大小； ⑵求cd 两点间的电势差大小；⑶若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h 所应满足的条件．5、（2010福建）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。

2024届全国高考复习物理历年好题专项(电磁感应中的动力学、能量和动量问题)练习(附答案)

2024届全国高考复习物理历年好题专项（电磁感应中的动力学、能量和动量问题）练习1.如图甲、乙、丙中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C 原来不带电．设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向里的匀强磁场中，导轨足够长．现给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab 的运动状态，下列说法正确的是（）A ．图甲中，ab 棒先做匀减速运动，最终做匀速运动B ．图乙中，ab 棒先做加速度越来越大的减速运动，最终静止C ．图丙中，ab 棒先做初速度为v 0的变减速运动，然后反向做变加速运动，最终做匀速运动D ．三种情形下导体棒ab 最终都匀速运动2.（多选）如图所示，竖直平面内有一相距l 的两根足够长的金属导轨位于磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 的均匀金属导体棒ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab 与金属导轨接触良好，ab 电阻为R ，其它电阻不计．导体棒ab 由静止开始下落，过一段时间后闭合电键S ，发现导体棒ab 仍作变速运动，则在闭合电键S 以后，下列说法中正确的有（）A ．导体棒ab 变速运动过程中加速度一定减小B ．导体棒ab 变速运动过程中加速度一定增大C ．导体棒ab 最后作匀速运动时，速度大小为v ＝mgR B 2l 2D ．若将导轨间的距离减为原来的12 ，则导体棒ab 作匀速运动时的速度大小为v ＝4mgR B 2l 23.（多选）如图所示，间距L ＝1 m 、足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一阻值R ＝1 Ω的定值电阻．直线MN 垂直于导轨，在其左侧面积S ＝0.5 m 2的圆形区域内存在垂直于导轨所在平面向里的磁场，磁感应强度B 随时间的变化关系为B ＝6t （T ），在其右侧（含边界MN）存在磁感应强度大小B0＝1 T、方向垂直导轨所在平面向外的匀强磁场．t＝0时，某金属棒从MN处以v0＝8 m/s的初速度开始水平向右运动，已知金属棒质量m＝1 kg，与导轨之间的动摩擦因数μ＝0.2，导轨、金属棒电阻不计且金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是（）A．t＝0时，闭合回路中有大小为5 A的顺时针方向的电流B．闭合回路中一直存在顺时针方向的电流C．金属棒在运动过程中受到的安培力方向先向左再向右D．金属棒最终将以1 m/s的速度匀速运动4.[2023ꞏ全国高三专题练习]如图所示，两根间距为0.5 m的平行固定金属导轨处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面成θ＝30°角，导轨下端连接阻值为2 Ω的定值电阻．将一质量为0.2 kg的金属棒从两导轨上足够高处由静止释放，则当金属棒下滑至速度最大时，电阻R消耗的电功率为2 W，已知金属棒始终与导轨垂直并接触良好，它们之间的动摩擦因数为3，取重力加速度大小g＝10 m/s2，电路中其余电阻忽略不计，下列说法正确的是（）A．金属棒中的电流方向为由b到aB．金属棒速度最大时受到的安培力大小为1.5 NC．金属棒的最大速度为4 m/sD．匀强磁场的磁感应强度的大小为0.4 T5.[2023ꞏ河北石家庄二中模拟]（多选）如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd 与水平面成θ＝30°固定，导轨间距离为l＝1 m，电阻不计．一个阻值为R0的定值电阻与电阻箱R并连接在两金属导轨的上端，整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直向上，磁感应强度大小为B＝1 T．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放．金属棒下滑过程中与导轨接触良好．改变电阻箱的阻值R，测定金属棒的最大速度v m，得到的1v m-1R的图像如图乙所示．取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是（）A．金属棒的质量m＝0.2 kgB．定值电阻R0＝2 ΩC．当电阻箱R取2 Ω，且金属棒的加速度为g4时，金属棒的速度v＝1 m/sD．若磁场磁感应强度大小不变，方向变为竖直向上，电阻箱R取2 Ω，则导体棒匀速时的速度为43m/s6.（多选）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍．现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示．不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平．在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）A．甲和乙都加速运动B．甲和乙都减速运动C．甲加速运动，乙减速运动D．甲减速运动，乙加速运动7.如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平桌面上，间距为l＝1 m，电阻不计．整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1 T．金属棒AB、CD水平放置在两导轨上，相距L＝0.3 m，棒与导轨垂直并接触良好，已知AB棒的质量为m1＝0.3 kg，CD棒的质量为m2＝0.5 kg，两金属棒接入电路的电阻为R1＝R2＝0.8 Ω.若给AB棒以v0＝4 m/s的初速度水平向左运动，在两根金属棒运动到两棒间距最大的过程中，下列说法中正确的是（）A．AB棒中的电流方向为从B到A，间距最大时电流为零B．CD棒的最终速度大小为1 m/sC．该过程中通过导体横截面的电荷量为0.8 CD．两金属棒的最大距离为1.5 m8.[2023ꞏ四川成都七中高三阶段练习]（多选）如图所示，正方形金属线圈abcd边长为L，电阻为R.现将线圈平放在粗糙水平传送带上，ab边与传送带边缘QN平行，随传送带以速度v匀速运动，匀强磁场的边界PQNM是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为B，PQ与QN夹角为45°，PM长为2L，PQ足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法错误的是（）A ．线圈感应电流的方向先是沿adcba 后沿abcdaB ．线圈受到的静摩擦力先增大后减小C ．线圈始终受到垂直于ad 向右的静摩擦力D ．线圈受到摩擦力的最大值为B 2L 2v R9.（多选）如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，间距为L ，电阻不计．整个装置处于两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线．质量均为m 的两根相同导体棒MN 、PQ 静置于如图所示的导轨上（两棒始终与导轨垂直且接触良好）.现使MN 棒获得一个大小为v 0，方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（）A ．两金属棒组成系统动量不守恒B ．MN 棒克服安培力做功的功率等于MN 棒的发热功率C ．两棒最终的速度大小均为v 02 ，方向相反D ．通过PQ 棒某一横截面的电荷量为mv 02BL10.（多选）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB 、CD 以及直宽轨EF 、GH 组合而成，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，AB 、CD 等长且与EF 、GH 均相互平行，BE 、GD 等长、共线，且均与AB 垂直，窄轨间距为L 2 ，宽轨间距为L.窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B 的匀强磁场．由同种材料制成的相同金属直棒a 、b 始终与导轨垂直且接触良好，棒长为L 、质量为m 、电阻为R.初始时b 棒静止于导轨EF 段某位置，a 棒从AB 段某位置以初速度v 0向右运动，且a 棒距窄轨右端足够远，宽轨EF 、GH 足够长．下列判断正确的是（）A ．a 棒刚开始运动时，b 棒的加速度大小为B 2L 2v 03mRB ．经过足够长的时间，a 棒的速度为45 v 0C ．整个过程中通过回路的电荷量为4mv 05BLD ．整个过程中b 棒产生的焦耳热为115 mv 20 [答题区]题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案11.如图，一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量M＝0.06 kg的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻R＝3 Ω的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF；EF与斜面底边平行，长度L＝0.6 m．初始时CD与EF相距s0＝0.4 m，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离s1＝316m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域．当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速．已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小B＝1 T，重力加速度大小取g＝10 m/s2，sin α＝0.6.求：（1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；（3）导体框匀速运动的距离．参考答案1．答案：C答案解析：题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，由于充电电流不断减小，安培力减小，则导体棒做变减速运动，当电容器C 极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒不受安培力，向右做匀速运动，故A 错误；题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，导体棒受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，电流减小，安培力减小，加速度减小，最终ab 棒静止，故B 错误；题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做变减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做变加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒向左做匀速运动，故C 正确；由以上分析可知，故D 错误．2．答案：AC答案解析：若导体棒加速，重力大于安培力，根据牛顿第二定律，有mg －B 2L 2v R ＝ma ，速度不断加大，故加速度不断减小；若棒减速，重力小于安培力，根据牛顿第二定律，有 B 2L 2v R －mg ＝ma ，速度不断减小，加速度也不断减小．故A 正确，B 错误；由于导体棒的加速度不断减小，最后加速度减至零时变为匀速运动，根据平衡条件，重力和安培力平衡，有B 2L 2v R －mg ＝0，解得 v ＝mgR B 2l 2 ，故C 正确；若将导轨间的距离减为原来的12 ，根据平衡条件，重力和安培力平衡，有 B 2⎝⎛⎭⎫L 22v R 2 －mg ＝0，解得v ＝2mgR B 2l 2 ，故D 错误．3．答案：ACD答案解析：t ＝0时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 E 1＝B 0L v 0＝8 V ，MN 左侧变化的磁场使回路产生的电动势为 E 2＝ΔB Δt S ＝3 V ，由楞次定律和右手定则知两电动势反向，由于E 1>E 2，可知金属棒中的电流方向由M →N ，闭合回路中有顺时针方向的电流 I ＝E 1－E 2R ＝5 A ，选项A 正确；金属棒受到向左的安培力和摩擦力，向右减速，当 B 0L v 1＝E 2时，电流为零，但金属棒仍受到向左的摩擦力，继续减速，此后当 B 0L v <E 2，这时闭合回路中有逆时针方向的电流，金属棒受到向右的安培力和向左的摩擦力，摩擦力大于安培力，金属棒继续减速，直到安培力等于摩擦力时，即 BIL ＝μmg ，金属棒开始匀速运动，则B 0E 2－B 0L v RL ＝μmg 解得 v ＝1 m/s ，选项B 错误，C 、D 正确．4．答案：C答案解析：由右手定则可得，金属棒中的电流方向为由a 到b ，故A 错误；当金属棒速度最大时受力平衡，有mg sin θ＝μmg cos θ＋F 安，得 F 安＝0.5 N ，故B 错误；金属棒克服安培力做功的功率等于电路中的电阻R 产生的热功率，即 P ＝F 安v ，得金属棒速度的大小 v＝4 m/s ，故C 正确；安培力F 安＝BIL ，由闭合电路欧姆定律得 E ＝BL v ＝IR ，得 B ＝F 安RL 2v＝1.0 T ，故D 错误．5．答案：ABD答案解析：金属棒以最大速度v m 下滑时，根据法拉第电磁感应定律，有 E ＝Bl v m ，由闭合电路欧姆定律，有 E ＝I RR 0R ＋R 0.根据平衡条件，有 BIl ＝mg sin θ，由以上各式整理可得 1v m＝B 2l 2mg sin θ ꞏ1R ＋B 2l 2mg sin θ ꞏ1R 0 .根据1v m - 1R 图像可知 B 2l 2mg sin θ ꞏ1R 0 ＝0.5m －1ꞏs ，B 2l 2mg sin θ＝1m －1ꞏsꞏΩ，可得m ＝0.2 kg ，R 0＝2 Ω，A 、B 正确；设此时金属棒下滑速度为v ，有mg sin θ－B ꞏBl v RR 0R ＋R 0l ＝m ꞏ14 g ，可得 v ＝0.5 m/s ，C 错误；设导体棒匀速时的速度为v 2，则有 B cos θ·B ꞏcos θl v 2RR 0R ＋Rl ＝mg sin θ，解得：v 2＝43 m/s ，D 正确． 6．答案：AB答案解析：设线圈到磁场的高度为h ，线圈的边长为l ，则线圈下边刚进入磁场时，有 v ＝2gh ，感应电动势为 E ＝nBl v ，两线圈材料相等(设密度为ρ0)，质量相同(设为m )，则m ＝ρ0×4nl ×S .设材料的电阻率为ρ，则线圈电阻 R ＝ρ4nl S ＝16n 2l 2ρρ0m，感应电流为 I ＝E R ＝mB v 16nl ρρ0 ，安培力为 F ＝nBIl ＝mB 2v 16ρρ0，由牛顿第二定律有mg －F ＝ma ，联立解得 a ＝g －F m ＝g －B 2v 16ρρ0.加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度．当g >B 2v 16ρρ0 时，甲和乙都加速运动，当g <B 2v 16ρρ0 时，甲和乙都减速运动，当g ＝B 2v 16ρρ0时都匀速．故选AB.7．答案：D答案解析：根据楞次定律和右手定则可以判断AB 棒中的电流方向为从A 到B ，当间距达到最大后，两棒相对静止，回路中磁通量不再变化，电流为零，故A 错误；AB 棒和CD 棒组成的系统所受外力的合力为零，系统动量守恒，有m 1v 0＝(m 1＋m 2)v ′，解得v ′＝m 1v 0m 1＋m 2 ＝0.3×40.3＋0.5m/s ＝1.5 m/s ，故B 错误；对CD 棒在此过程中由动量定理可得B I － lt ＝m 2v ′，所以通过导体横截面的电荷量为Q ＝I － t ＝m 2v ′Bl ＝0.5×1.51×1C ＝0.75 C ，故C 错误；由Q ＝ΔΦR 总与ΔΦ＝Bl ꞏΔx 联立解得Δx ＝QR 总Bl ＝1.2 m ，两金属棒的最大距离为L ＋Δx ＝1.5 m ，故D 正确．8．答案：BCD答案解析：在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，据楞次定律知，线圈感应电流的方向先是沿adcba 后沿abcda ，故A 项正确，不符合题意；线圈的一小部分进入磁场区域时(a 点未进入磁场)，线圈感应电流的方向沿adcba ，bc 边所受安培力方向向左，ab 边所受安培力方向向里，线圈受到的摩擦力方向不是向右，故C 项错误，符合题意；线圈进入磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势(电流)先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小；线圈穿出磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势(电流)先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小，故B 项错误，符合题意；当线圈的有效切割长度为L 时，线圈受到的安培力最大，线圈受到的静摩擦力最大，摩擦力的最大值为F m ＝2 BI m L ＝2 B BL v R L ＝2 B 2L 2v R ，故D 项错误，符合题意．9．答案：ACD答案解析：由右手定则可知，MN 中感应电流由N 到M ，受到安培力向右，PQ 中感应电流由P 到Q ，受到安培力向右，故两导体棒受到的安培力方向相同，系统的合外力不为零，故两金属棒组成系统动量不守恒，A 正确；MN 棒克服安培力做功的功率大于MN 棒的发热功率，B 错误；MN 向左减速，PQ 向右加速，当满足BL v 1＝BL v 2即v 1＝v 2时，回路中感应电流为零，达到稳定状态，两导体棒受到的平均安培力大小相等，对两导体棒由动量定理可得－F － t ＝m v 1－m v 0；F － t ＝m v 2解得v 1＝v 2＝v 02 ，两导体棒速度方向相反，C 正确；设通过PQ 棒某一横截面的电荷量为q ，可得q ＝I － t 对PQ 棒，由动量定理可得B I － L ꞏt＝m v 2联立解得q ＝m v 02BL ，D 正确．故选ACD.10．答案：ABD答案解析：a 棒刚开始运动时，感应电动势为E ＝BL v 02 ，电路中电流为I ＝E R ＋12R＝BL v 03R ，b 棒的安培力为F ＝BIL ＝B 2L 2v 03R .根据牛顿第二定律得a ＝B 2L 2v 03mR ，故选项A 正确；经过足够长时间，电路中无电流，有BL v a 2 ＝BL v b 对a 导体棒，根据动量定理得－B I L 2 Δt ＝m v a－m v 0，对b 导体棒，根据动量定理得B I L Δt ＝m v b 联立解得v a ＝45 v 0；v b ＝25 v 0，故选项B 正确；对b 导体棒，根据动量定理得B I L Δt ＝BLq ＝m v b 解得q ＝2m v 05BL ，选项C 错误；根据能量守恒得12 m v 20 ＝12 m v 2a ＋12 m v 2b ＋Q a ＋Q b ，两导体棒发热量关系为2Q a ＝Q b 解得Q b ＝115 m v 20 ，故D 正确．11．答案：(1)0.18 N (2)0.02 kg 38 (3)518 m答案解析：(1)根据题意可得金属棒和导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运动，由动能定理可得(M ＋m )gs 1sin α＝12 (M ＋m )v 20代入数据解得v0＝32m/s金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得E＝BL v0由闭合回路的欧姆定律可得I＝E R则导体棒刚进入磁场时受到的安培力为F安＝BIL＝0.18 N.(2)金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之后金属棒相对导体框向上运动，因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力，因匀速运动，可有mg sin α＋μmg cos α＝F安此时导体框向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得Mg sin α－μmg cos α＝Ma设磁场区域的宽度为x，则金属棒在磁场中运动的时间为t＝x v0则此时导体框的速度为v1＝v0＋at则导体框的位移x1＝v0t＋12 at2因此导体框和金属棒的相对位移为Δx＝x1－x＝12 at2由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入线框，则有位移关系s0－Δx＝x金属框进入磁场时匀速运动，此时的电动势为E1＝BL v1，I1＝BL v1 R导体框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此可得Mg sin α＝μmg cos α＋BI1L联立以上可得x＝0.3 m，a＝5 m/s2，m＝0.02 kg，μ＝3 8.(3)金属棒出磁场以后，速度小于导体框的速度，因此受到向下的摩擦力，做加速运动，则有mg sin α＋μmg cos α＝ma1金属棒向下加速，导体框匀速，当共速时导体框不再匀速，则有v0＋a1t1＝v1导体框匀速运动的距离为x2＝v1t1代入数据解得x2＝2.59m＝518m.。

高中物理电磁感应现象习题专项复习及答案解析

高中物理电磁感应现象习题专项复习及答案解析一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m ，处在磁感应强度为2T 、竖直向下的匀强磁场中，平台离地面的高度为h ＝3.2m 初始时刻，质量为2kg 的杆ab 与导轨垂直且处于静止，距离导轨边缘为d ＝2m ，质量同为2kg 的杆cd 与导轨垂直，以初速度v 0＝15m/s 进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上．已知两杆的电阻均为r ＝1Ω，导轨电阻不计，两杆落地点之间的距离s ＝4m （整个过程中两杆始终不相碰）（1）求ab 杆从磁场边缘射出时的速度大小；（2）当ab 杆射出时求cd 杆运动的距离；（3）在两根杆相互作用的过程中，求回路中产生的电能．【答案】(1) 210m/s v =；(2) cd 杆运动距离为7m ； (3) 电路中损耗的焦耳热为100J ．【解析】【详解】（1）设ab 、cd 杆从磁场边缘射出时的速度分别为1v 、2v设ab 杆落地点的水平位移为x ，cd 杆落地点的水平位移为x s +，则有2h x v g =2h x s v g+=根据动量守恒 012mv mv mv =+求得：210m/s v =（2）ab 杆运动距离为d ，对ab 杆应用动量定理1BIL t BLq mv ==设cd 杆运动距离为d x +∆22BL x q r r ∆Φ∆== 解得 1222rmv x B L ∆=cd 杆运动距离为12227m rmv d x d B L+∆=+= （3）根据能量守恒，电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能222012111100J 222Q mv mv mv =--= 2．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2）（1）求导体棒下滑的最大速度；（2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度；（3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）．【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2（3222mgs mv Rt 【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解；解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ，根据安培力公式有： F BIL =，根据欧姆定律有： cos E BLv I R R θ==，解得： 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==；（2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ，cos 1BLv I A Rθ==， 0.2F BIL N ==，24.4/a m s =；（3）根据能量守恒有：22012mgs mv I Rt =+ ，解得： 202mgs mv I Rt -=3．如图1所示，在光滑的水平面上，有一质量m =1kg 、足够长的U 型金属导轨abcd ，间距L =1m 。

电磁感应规律及题型练习题题（含答案）

电磁感应题型专题一、电磁感应中的电路问题1．如图9－3－1所示，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中，有一长为0.5 m、电阻为1.0 Ω的导体AB在金属框架上以10 m/s的速度向右滑动，R1＝R2＝2.0 Ω，其他电阻不计，求流过导体AB的电流I.2、如图9－3－7(a)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＝0.6 Ω的电阻．区域abcd内存在垂直于导轨平面的B＝0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2 m．细金属棒A1和A2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 Ω，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A1进入磁场(t＝0)到A2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(b)中画出．二、电磁感应中的动力学问题2．在匀强磁场中，磁场垂直于纸面向里，竖直放置的导轨宽0.5 m，导轨中接有电阻为0.2 Ω、额定功率为5 W的小灯泡，如图9－ 3－2所示．一质量为50 g的金属棒可沿导轨无摩擦下滑(导轨与棒接触良好，导轨和棒的电阻不计)，若棒的速度达到稳定后，小灯泡正常发光．求：(g取10 m/s2)(1)匀强磁场的磁感应强度；(2)此时棒的速度．4、如右图所示，两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20 m．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k＝0.020 T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，轨固定在水平桌面上，每根导轨每m的电阻为r0＝0.10Ω／m，导轨的金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0 s时金属杆所受的安培力．5、(10分)如图9－3－9甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20 m，电阻R＝1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示．求杆的质量m和加速度a.三、电磁感应中的能量问题6．(2009·天津高考)如图9－3－3所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于 ( )A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量7、如图 16-7-2所示，正方形线圈abcd 边长L=0.20m,质量m=0.10kg ,电阻R=0.1Ω,砝码质量M= 0.14kg ,匀强磁场B=0.50T.当M 从某一位置下降,线圈上升到ab 边进入匀强磁场时开始匀速运动,直到线圈全部进入磁场.问线圈运动过程中产生的热量多大?(g=10m/s 2)8、如图9－3－8所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L ，左端接有阻值为R 的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触． (1)求初始时刻导体棒受到的安培力．(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为E p ，则这一过程中安培力所做的功W 1和电阻R 上产生的焦耳热Q 1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q 为多少？四、电磁感应中的图象问题9．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 变化的关系如图9－3－4所示，则( )A ．在t ＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B ．在t ＝1×10－2 s 时刻，感应电动势最大C ．在t ＝2×10－2 s 时刻，感应电动势为零D ．在0～2×10－2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零图16-7-210、如图9－3－5甲所示，矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图9－3－5乙所示，若规定顺时针方向为感应电流i 的正方向，图9－3－6所示的i －t 图中正确的是( )五、电磁感应现象中的线框问题11、如图4所示，匀强磁场的方向垂直纸面向外，而且有理想的边界，用力将长为b ，宽为a 的矩的矩形线形线形线框匀框匀框匀速拉速拉速拉出出匀强磁匀强磁场，场，场，以下以下以下关于关于关于拉力拉力拉力做功做功做功的说法正确的是（的说法正确的是（）A ．拉线圈的速度越大，拉力做功越多B ．线圈边长a 越大，拉力做功越多C ．线圈的电阻越大，拉力做功越多D ．磁感应强度增大，拉力做功越多12、磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为3L 的正方形范围内，有一个电阻为R 、边长为L 的正方形导线框abcd ，沿垂直于磁感线方向，以速度v 匀速通过磁场，如图所示，从ab 边进入磁场算起，求：边进入磁场算起，求：（1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图线。

12级高二物理期末复习电路和电磁感应练习题(二)

恒定电流、电磁感应和交变流电（二）典型问题一、电路的计算问题 1.电功和电热的计算：方法：（1）判断电路是纯电阻电路，还是非纯电阻电路（2）若是非纯电阻电路，电能转化为热能和其他形式的能量。

非纯电阻部分，欧姆定律I=U/R 不再适应，此时用I=P/U 求电流，纯电阻部分，欧姆定律I=U/R 可以使用例1：如图所示，电源的电动势E=42V ，内阻r =1Ω，R=20Ω，M 为直流电动机，其电枢电阻r =1Ω,电动机正常工作时，理想电压表读数为21V ，求：（1）电动机M 中的电流（2）电动机转变为机械能的功率（3）电动机的输入功率（4）电路的发热功率（5）电源的总功率（6）电源的输出功率例2：一台电风扇，内阻为20Ω，额定电压为220V ，额定功率为66W ，求：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？2.闭合电路中电源输出功率的极值和效率问题：方法：（1）当R 外=r 时，电源的输出功率最大，明确R 外的变化范围，从而判定电源的输出功率如何变化(2)当R 滑=r+R 其他时，滑动变阻器消耗的功率最大，可以把除滑动变阻器之外的电阻看作新的电源内阻。

例1：如图所示，R 为电阻箱，V 为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V ；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V ．求：(1)电源的电动势E 和内阻r.(2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值P m 为多少?例2：如图所示电路中，电源电动势为E ，电源内阻为r ，串联的固定电阻为R 2，滑动变阻器的总阻值是R 1，电阻大小关系为R 1=R 2=r ，则在滑动触头从a 端滑到b 端过程中，下列描述正确的是（） A ．电路的总电流先减小后增大 B ．电路的路端电压先增大后减小C ．电源的输出功率先增大后减小D ．滑动变阻器R 1上消耗的功率先减小后增大 3. 含容电路的分析方法（1）电路中的电容器看作断路，电容器两极间的电压与其并联电路两端电压相等；（1）电容器所在支路电流为0，与电容器串联的电阻两端电压为0，看作一根导线，该电阻阻值改变不影响电容器两端电压（2）电容器两端电压变化会引起电容器充放电，这些电量也会通过与电容器串联的电阻即：ΔQ=C ΔU:例1：一平行板电容器C ，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路。

(完整版)电磁感应中的动量守恒经典题

电磁感应中的动量守恒经典题1。

如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨间的距离为L ，导轨上平行放置两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路。

已知两根导体棒的质量均为m 、电阻均为R ，其它电阻忽略不计，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行。

开始时，导体棒cd 静止、ab 有水平向右的初速度v 0，两导体棒在运动中始终不接触。

求： (1）开始时，导体棒ab 中电流的大小和方向；（2）从开始到导体棒cd 达到最大速度的过程中，矩形回路产生的焦耳热；（3）当ab 棒速度变为43v 0时，cd 棒加速度的大小.【解析】：（12分）（1）ab 棒产生的感应电动势 0=BLv E ab ，（1分）ab 棒中电流 RBLv R E I ab 2=2=0，（1分）方向由b a → （1分）（2）当ab 棒与cd 棒速度相同时，cd 棒的速度最大，设最大速度为v由动量守恒定律 mv mv 2=0（1分）∴ 012v v = （1分）由能量守恒关系 Q ＝21mv 20－21（2m ）v 2 （1 分）∴ Q ＝41mv 20 (1分）（3）设ab 棒的速度为034v 时， cd 棒的速度为v ′由动量守恒定律：v m v m mv ′+43=00（1分）041=′∴v v 。

043=v BL E ab ；041=v BL E cd ；I ＝R E E cd ab 2-=R v v BL 2)4143(00- ∴I＝RBLv 40（2分）cd 棒受力为 2204B L v F IBL R==（1分)；此时cd 棒加速度为 2204B L v F a m Rm==（1分）ba cdBRMN PQL Ib a cdBRMN PQ2。

如图，相距L 的光滑金属导轨,半径为R 的1/4圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面,MNQP 范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场．金属棒ab 和cd 垂直导轨且接触良好，cd 静止在磁场中，ab 从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd 没有接触．已知ab 的质量为m 、电阻为r ，cd 的质量为3m 、电阻为r ．金属导轨电阻不计，重力加速度为g ．（1）求：ab 到达圆弧底端时对轨道的压力大小 (2)在图中标出ab 刚进入磁场时cd 棒中的电流方向（3）若cd 离开磁场时的速度是此刻ab 速度的一半,求：cd 离开磁场瞬间,ab 受到的安培力大小【解析】：（1)设ab 到达圆弧底端时受到的支持力大小为N ，ab 下滑机械能守恒，有：221mv mgR ⨯= …① 由牛顿第二定律：Rmvmg N 2=-…②；联立①②得：mg N 3=…③由牛顿第三定律知：对轨道压力大小为mg N 3='…④（2）如图(2分）(如用文字表达，正确的照样给分。

高三物理总复习电磁感应中动量守恒定律和动量定理和电学实验专题复习

绝密★启用前2019-2020学年度???学校11月月考卷试卷副标题考试范围：xxx ；考试时间：100分钟；命题人：xxx注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题)请点击修改第I 卷的文字说明一、单选题1．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度为L 的区域内，现有一个边长为a （a ﹤L ）的正方形闭合线圈以初速度v 0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v ﹤v 0)，那么线圈A ．完全进入磁场中时的速度大于（v 0+v ）/2B ．完全进入磁场中时的速度等于（v 0+v ）/2C ．完全进入磁场中时的速度小于（v 0+v ）/2D ．以上情况均有可能2．如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN 、PQ ，导轨间距为d ，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B ，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。

它们的电阻均为R ，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。

杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为：（）A ．1:1B ．1:2C ．2:1D ．1:1第II 卷（非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明试卷第2页，总18页二、实验题3．(1)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：在使用多用电表测量时，指针的位置如图甲所示，若选择开关拨至“×1”挡，则测量的结果为________ Ω；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为________ mA ．(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为E 、内阻为r ，R 0为调零电阻，R g 为表头内阻，电路中电流I 与待测电阻的阻值R x 关系图象如图丙所示，则该图象的函数关系式为__________________；(3)下列根据图丙中I －R x 图线作出的解释或判断中正确的是________. A ．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大 B ．欧姆表调零的实质是通过调节R 0使R x ＝0时电路中的电流I ＝I gC ．R x 越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏D ．测量中，当R x 的阻值为图丙中的R 2时，指针位于表盘中央位置的右侧4．已知G 表的内阻R g 为990 Ω，满偏电流I g ＝100 μA ．用它改装成如图所示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或倍率). 1、2两个挡位为电流表挡位，其中的大量程是小量程的10倍.(1)关于此多用电表，下列说法错误的是__________. A ．当转换开关S 旋到位置4时，是电阻挡 B ．当转换开关S 旋到位置6时，是电压挡C ．转换开关S 旋到5的量程比旋到6的量程大D ．A 表笔为红表笔，B 表笔为黑表笔(2)图中电源电动势均为3.5 V ，当把选择开关S 旋到位置4，在AB 之间接3 500 Ω电阻时，表头G 刚好半偏，该测量过程操作的顺序和步骤都正确无误，则R 1＝____ Ω，R 2＝______ Ω.5．使用理想电压表、理想电流表、滑动变阻器、直流电源等仪器，研究一只小灯泡完整的伏-安特性，测得I-U 图象如图所示．已知滑动变阻器滑动片的有效移动长度为30cm ，变阻器的最大阻值为22．5Ω，电源电动势为6V ，内阻不计．（1）在如图的虚线框内，不改变滑动变阻器和电源的位置，补上电压表、电流表、灯泡，画出完整的电路图．要求滑动变阻器的滑动片向左滑动时，灯泡的电压增大．（2）根据I-U 图象可知：从A 到B 的过程中灯泡的电阻逐渐______（选填“增大”、“减小”），改变的阻值为______Ω．（3）在获得A→B 段图线数据的过程中，滑动变阻器的滑动片向左移动了______cm 的长度．6．某待测电阻R x 的阻值在80～100 Ω之间，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：A ．电流表A 1(量程30 mA ，内阻r 1＝10 Ω)B ．电流表A 2(量程150 mA ，内阻r 2约为30 Ω)C ．电压表V(量程15 V ，内阻约为10 kΩ)D ．定值电阻R 0＝20 ΩE.滑动变阻器R (最大电阻约10 Ω)F.电源E (电动势为4 V)G.开关S 和导线若干(1)如果用图甲来测量R x ，测得的电阻将________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)；试卷第4页，总18页(2)如果用图乙来测量R x ，测量电流表A 1和A 2的读数分别为I 1和I 2，则R x ＝________； (3)根据提供的器材要完成此实验，甲、乙两同学分别设计了如图甲、乙两种电路，你认为图________更合适.7．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A ．被测干电池一节B ．电流表：量程0～0.6A ，内阻为0.3ΩC ．电流表：量程0～3A ，内阻约为0.1ΩD ．电压表：量程0～3V ，内阻未知E ．电压表：量程0～15V ，内阻未知F ．滑动变阻器：0～10Ω，2AG ．滑动变阻器：0～100Ω，1AH ．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻 (1)在上述器材中请选择适当的器材：____________________（填写选项前的字母）； (2)实验电路图应选择图中的__________________（填“甲”或“乙”）；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I 图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=________V ，内电阻r=_______________Ω．8．.某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值.实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为3 V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干.(1)先测电阻R 1的阻值.请将该同学的操作补充完整：A ．闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.B ．保持电阻箱示数不变，__________，读出电压表的示数U 2.C ．则电阻R 1的表达式为R 1＝__________.(2)该同学已经测得电阻R 1＝3.2 Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值，其做法是：闭合S 1，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的－图线，则电源电动势E ＝____ V ，电阻R 2＝_____ Ω.9．甲同学利用如图所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材有： A ．干电池两节，每节电动势约为1.5 V ，内阻未知 B ．直流电压表V 1、V 2，内阻很大 C ．直流电流表A ，内阻可忽略不计 D ．定值电阻R 0，阻值未知，但不小于5 Ω E.滑动变阻器 F.导线和开关(1)请根据所给电路图，以笔画线代表导线，在下图的实物图上将所缺导线画上. (2)甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，导致一只电压表始终没有读数，因此只记录了一只电压表和电流表的示数，如下表所示：试卷第6页，总18页利用表格中的数据在图12中作出U －I 图象.(3)由图象可知，两节干电池总电动势为________ V ，总内阻为________ Ω.由计算得到的数据可以判断，能够示数的电压表应为表________(选填“V 1”或“V 2”).10．某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E ，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC 热敏电阻R t (PTC 线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t 的关系为R t ＝a ＋kt ，a ＞0，k ＞0).设计电路如图所示，并按如下步骤进行操作：(1)按电路图连接好实验器材；(2)将滑动变阻器滑片P 滑到a 端，单刀双掷开关S 掷于c 端，调节滑片P 使电流表满偏，并在以后的操作中保持滑片P 位置不动，设此时电路总电阻为R ，断开电路； (3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准电流表的示数下降5 ℃，就将开关S 置于d 端，并记录此时的温度t 和对应的电流表的示数I ，然后断开开关，请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式I ＝__________(用题目中给定的符号)； (4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表，根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________侧(填“左”或“右”)，刻度线分布是否均匀？________(填“是”或“否”).11．某实验小组设计了如图甲所示的电路，其中RT 为热敏电阻，电压表量程为3 V ，内阻RV 约10 kΩ，电流表量程为0.5 A ，内阻RA ＝4.0 Ω，R 为电阻箱．(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验．闭合开关，调节电阻箱，记录不同情况下的电压表示数U1、电流表示数I和电阻箱的阻值R，在I －U坐标系中，将各组U1、I的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线，如图乙中曲线所示．为了完成该实验，应将导线c端接在________(选填“a”或“b”)点；(2)利用(1)中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压U2，U2的计算式为________；(用U1、I、R和RA表示)(3)实验小组利用(2)中的公式，计算出各组的U2，将U2和I的数据也描绘在I－U坐标系中，如图乙中直线所示，根据图象分析可知，电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω；(4)实验中，当电阻箱的阻值调到8.5 Ω时，热敏电阻消耗的电功率P＝________ W．(保留两位有效数字)12．在探究规格为“4.0 V 2.0 W”的小灯泡L的伏安特性曲线实验中，可供选用的器材如下：小灯泡L：“4.0 V 2.0 W”；电流表A1：量程3.0 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2：量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω；电压表V：量程3.0 V，内阻R V＝9.0 kΩ；定值电阻R1：阻值2.0 kΩ；定值电阻R2：阻值4.5 kΩ；定值电阻R3：阻值12.0 kΩ；定值电阻R4：阻值18.0 kΩ；滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω；学生电源E：电动势6.0 V，内阻不计；开关S及导线若干.试卷第8页，总18页(1)电流表应选____，定值电阻选________(在R 1、R 2、R 3、R 4中选一个). (2)在方框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.(3)小雨同学采用同样的方法进行实验，检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下，检查电路故障，应使用多用电表________(选填“欧姆×10”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)挡，检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“＋”、“－”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是______________________.13．为了测定一段由均匀材料制成的圆柱体的电阻率(电阻在200～250 Ω之间)，现给定电压表V(量程6 V 、内阻约为5 kΩ)、电流表A(量程30 mA 、内阻约为40 Ω)、滑动变阻器R (0～15 Ω)、电源(E ＝6 V)、开关S 及导线若干.(1)设计测量圆柱体电阻R x 的电路图，并画在虚线框内___________；(2)如图所示中的6个点分别表示实验中测得的6组电压表U 和电流表I 的值，试根据图求出圆柱体电阻R x ＝________ Ω(结果保留2位有效数字)；(3)用50分度的游标卡尺测得该圆柱体的长度l 如图甲所示，则l ＝________ mm ；用螺旋测微计测圆柱体的直径d 如图乙所示，则d ＝________ mm.(4)由以上数据求出ρ＝___________ Ω·m(保留两位有效数字).14．一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数，量程、内电阻未知的电流表A x ，为了测量电流表A x 的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下： A ．电源(电动势约4 V ，内电阻忽略不计) B ．待测电流表A x (量程和内电阻未知) C ．标准电流表A 0(量程0.6 A ，内电阻未知) D ．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω) E.滑动变阻器(阻值为0～20 Ω) F.滑动变阻器(阻值为0～20 kΩ) G.开关S 和导线若干该同学的实验操作过程为：(1)将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器R 0应选________(选填仪器前的字母序号);(2)将电阻箱R 1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P 移至某一位置，闭合开关S ；接着调节电阻箱，直至电流表A x 满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A 0的示数； (3)移动滑片P 至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R 1直至电流表A x 满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A 0的示数； (4)重复步骤(3)3～5次；(5)该同学记录了各组标准电流表A 0的示数I 和电阻箱的阻值R 1的数据，并作出I －图线；(6)根据图图线可以求得电流表A x 的量程为______ A ，内电阻为________ Ω.将电流表A x 与一个阻值为________ Ω的电阻串联就可以组成量程为3 V 的电压表. 15．二极管是一种半导体元件，它的符号为，其特点是具有单向导电性，即电流试卷第10页，总18页从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大.(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线.因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻.其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小.然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断________端为二极管的正极.(选填“左”或“右”)(2)厂家提供的伏安特性曲线如图所示，为了验证厂家提供的数据，该小组对加反向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有： A ．直流电源E ：电动势5 V ，内阻忽略不计 B ．直流电源E ：电动势50 V ，内阻忽略不计 C ．滑动变阻器：0～20 ΩD ．电压表V 1：量程45 V 、内阻约500 kΩ E.电压表V 2：量程3 V 、内阻约20 kΩ F.电流表A ：量程0.6 A 、内阻约400 Ω G.电流表mA ：量程50 mA 、内阻约5 Ω H.待测二极管DI.单刀单掷开关S ，导线若干①为了提高测量结果的准确度，选用的器材为_________.(填序号字母) ②为了达到测量目的，请在图10虚线框内画出正确的实验电路原理图.③为了保护二极管，反向电压不要达到40 V ，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：_________________________________________________________________________. 16．已知某电阻的阻值约为300 Ω，现提供两套相同的实验器材分甲、乙两小组利用伏安法测量其阻值。

电磁感应与动量、能量相关的计算题专题

电磁感应与动量、能量相关的计算题专题1.如图所示，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，导轨间距为L，电阻不计，两轨道间接一电容为C的电容器，磁感应强度为B的磁场垂直于轨道平面竖直向下。

导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。

现给导体棒ab 一个向右的初速度v，求导体棒从开始运动到达到稳定状态时电容器带的电荷量。

2.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。

电磁轨道炮示意如图所示，图中直流电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计。

炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。

首先开关S 接至1，使电容器完全充电。

然后将S接到2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动。

当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。

问：（1）磁场的方向；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。

（4）安培力对“炮弹”所做的功。

【延伸题】3.（12分）如图所示，阻值为R、质量为m、边长为L的正方形金属框位于光滑绝缘的水平面上。

金属框的ab边与磁场边缘平行，并以初速度v进人磁场区域，运动方向与磁场边缘垂直。

竖直虚线之间有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直水平面向下，在金属框运动方向上的长为3L。

已知金属框完全通过磁场后恰好静止，求：（1）金属框进入磁场的过程中通过ab边的电荷量；（2）从金属框完全进入磁场区域到金属框的ab边刚出磁场区域所经历的时间。

4.（14分）如图所示，有一足够大的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为1=B T，方向与水平放置的平行金属导轨所在的平面垂直，导轨光滑且足够长，宽度为2=L m，右端接有一电阻，其阻值Ω=3R。

高中物理电磁感应现象习题复习题附答案

高中物理电磁感应现象习题复习题附答案一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，两根光滑、平行且足够长的金属导轨倾斜固定在水平地面上，导轨平面与水平地面的夹角37θ=︒，间距为d =0.2m ，且电阻不计。

导轨的上端接有阻值为R =7Ω的定值电阻和理想电压表。

空间中有垂直于导轨平面斜向上的、大小为B =3T 的匀强磁场。

质量为m =0.1kg 、接入电路有效电阻r =5Ω的导体棒垂直导轨放置，无初速释放，导体棒沿导轨下滑一段距离后做匀速运动，取g =10m/s 2，sin37°=0.6，求：（1）导体棒匀速下滑的速度大小和导体棒匀速运动时电压表的示数；（2）导体棒下滑l =0.4m 过程中通过电阻R 的电荷量。

【答案】（1）20m/s 7V （2）0.02C 【解析】【详解】（1）设导体棒匀速运动时速度为v ，通过导体棒电流为I 。

由平衡条件sin mg BId θ=①导体棒切割磁感线产生的电动势为E =Bdv ②由闭合电路欧姆定律得EI R r=+③ 联立①②③得v =20m/s ④由欧姆定律得U =IR ⑤联立①⑤得U =7V ⑥（2）由电流定义式得Q It =⑦由法拉第电磁感应定律得E t∆Φ=∆⑧B ld ∆Φ=⋅⑨由欧姆定律得EI R r=+⑩ 由⑦⑧⑨⑩得Q =0.02C ⑪2．如图()a ，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距0.5L m =，导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻，导体棒ab 质量0.1m kg =，与导轨间的动摩擦因数0.1μ=，导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处，导轨和导体棒电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，0t =时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示，不计感应电流磁场的影响.当3t s =时，突然使ab 棒获得向右的速度08/v m s =，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F ，保持ab 棒具有大小为恒为24/a m s =、方向向左的加速度，取210/g m s =．()1求0t =时棒所受到的安培力0F ；()2分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式；()3从0t =时刻开始，当通过电阻R 的电量 2.25q C =时，ab 棒正在向右运动，此时撤去外力F ，此后ab 棒又运动了2 6.05s m =后静止.求撤去外力F 后电阻R 上产生的热量Q ．【答案】(1)00.025F N =，方向水平向右(2) ()0.01252?f t N =-(3) 0.195J 【解析】【详解】解：()1由图b 知：0.20.1T /s 2B t == 0t =时棒的速度为零，故回路中只有感生感应势为： 0.05V BE Ld t tΦ=== 感应电流为：0.25A EI R== 可得0t =时棒所受到的安培力：000.025N F B IL ==，方向水平向右；()2ab 棒与轨道间的最大摩擦力为：00.10.025N m f mg N F μ==>=故前3s 内导体棒静止不动，由平衡条件得： f BIL = 由图知在03s -内，磁感应强度为：00.20.1B B kt t =-=- 联立解得： ()0.01252(3s)f t N t =-<；()3前3s 内通过电阻R 的电量为：10.253C 0.75C q I t =⨯=⨯=设3s 后到撤去外力F 时又运动了1s ，则有：11BLs q q I t R RΦ-=== 解得：16m s =此时ab 棒的速度设为1v ，则有：221012v v as -= 解得：14m /s v =此后到停止，由能量守恒定律得：可得：21210.195J 2Q mv mgs μ=-=3．图中装置在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动。

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电磁感应、变压器、动量守恒期末专题复习（计算题）
一、电磁感应计算
1.如图所示，圆形线圈和框架都处于竖直平面内，线圈面积S ＝
1.0×104 cm 2，B 1是均匀变化的，质量m ＝4 g 、长度L ＝10 cm 的导体棒
ab 可在框架上无摩擦滑动，若B 2＝0.2 T ，闭合回路总电阻R ＝0.5 Ω，则
当ΔB 1Δt
为何值时，导体棒可静止于线框上？B 1应增强还是减弱？(g 取10 m/s 2)
2.如图所示，水平桌面上有两个质量均为m ＝5.0×10－
3kg 、边长均为L ＝0.2 m 的正方形线框A 和B ，电阻均为R ＝0.5 Ω，用绝缘细线相连静止于宽为d ＝0.8
m 的匀强磁场的两边，磁感应强度B ＝1.0 T ，现用水平恒力F ＝0.8 N 拉
线框B ，不计摩擦，线框A 的右边离开磁场时恰好做匀速运动，求：
(1)线框匀速运动的速度．
(2)线框产生的焦耳热．
3.如图所示，宽度为L ＝0.2 m 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=1.0Ω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 = 0.2 T 。

一根质量为m=10g 的导体棒MN 放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。

现用垂直MN 的水平拉力F 拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v = 5.0 m/s ，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。

求：
（1）在闭合回路中产生感应电流的大小I ；
（2）作用在导体棒上拉力的功率P ；
（3）当导体棒移动50cm 时撤去拉力，求整个过程中电阻R 上
产生的热量Q 。

4.如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L ＝1m ，上端接有电阻R 1＝3Ω，下端接有电阻R 2＝6Ω，虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m ＝0.1kg 、电阻不计的金属杆ab ，从OO ′上方某处垂
直导轨由静止释放，杆下落0.2m 过程中始
终与导轨保持良好接触，加速度a 与下落
距离h 的关系图象如图乙所示.求：
(1)磁感应强度B ；
(2)杆下落0.2m 过程中通过电阻R 2的电
荷量q .
5. 两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻
的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同
为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强
度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用
下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距
离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：
(1)ab运动速度v的大小；
(2)电容器所带的电荷量q.
二、交变电流和电压器
6.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴
以502rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相接．求：
(1)S断开时，电压表示数；
(2)开关S合上时，电压表和电流表示数；
(3)为使R正常工作，R的额定电压是多少？
(4)通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是
多少？
7.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1n2＝，原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压U后，输入电压U和B两之比是多少？
端电压U
8.如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1＝3300 V，副线圈的输出电压U2＝220 V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0＝2 V，求：
(1)原、副线圈的匝数各是多少？
(2)当S断开时，A2的示数I2＝5A，那么A1的示数是多少？
(3)当S闭合时，A2的示数如何变化？A1的示数如何变化？
9.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如下图甲所示。

已知发电机线圈内阻为5.0Ω，则外接一只电阻为95.0Ω的灯
泡，如下图乙所示。

求：（1）电压表的示数；
（2）发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热；
（3）若发电机是单匝线圈，通过线圈的最大磁通量。

10．如下图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器。

已知R1=R3=20Ω，R2=40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P=35W，已知通过R1的正弦交流电如下图
乙所示。

求：（1）原线圈输入电压；
（2）电阻R2的电功率；
（3）电容器C流过的电流。

三、动量守恒
11．如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?（g取10 m/s2
12.如图Z－4所示，一辆质量为M的平板小车在光滑水平面上以速度v做直线运动，今在车的前端轻轻地放上一质量为m的物体，物体放在小车上时相对于地面的速度为零，设物体与车之间的动摩擦因数为μ，为使物体不致从车上滑跌下去，车的长度最短为多少？
图Z－4 13．如图(十六)－12所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝
1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑上小
车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。

物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求
(1)物块在车面上滑行的时间t；
(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0
不超过多少。

14．如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为m2的挡板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端O点。

A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：
(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小；
(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能E p(设弹簧处于原长时
弹性势能为零)。

15.如图1所示，质量为M的足够长木板置于光滑水平地面上，一质量为m的木块以
v滑上长木板，已知木块与木板之间的摩擦因数为，求：
水平初速度
（1）m的最终速度v；
（2）m与M相对滑动产生的焦耳热Q；
（3）m在M上相对滑动的距离L。

16.如图4－7所示，一定长度的木板静止在光滑的水平地面上，其质量为M＝1.8 kg。

木板左端放一木块，其质量为m＝190 g，木板与木块间动摩擦因数μ＝0.4。

质量为m0＝10 g 的子弹以v0＝200 m/s的速度水平打入木块并留在其中，最后木块恰好到达木板的右端。

求：
(1)木块到达木板右端所用的时间；
(2)木板的长度。