高考物理100考点最新模拟题(电磁感应)专题07电磁感应
高考物理100考点最新模拟题(电磁感应)专题08电磁感应与电路解析版含解析
一.选择题1.(多选)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =kt (常量k >0)。
回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=R 02。
闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势,则()A.R 2两端的电压为U 7B.电容器的a 极板带正电C.滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为kL 2【参考答案】AC为R 2与R 的右半部并联,再与R 的左半部、R 1相串联,故R 2两端电压U 2=R 02×12R 0+R 02+R 02×12U =U 7,A 正确;设R 2消耗的功率为P =IU 2,则R 消耗的功率P ′=2I ×2U 2+IU 2=5P ,故C 正确。
2.如图1所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B。
电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计。
现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时()A.电容器两端的电压为零B.电阻两端的电压为BLvC.电容器所带电荷量为CBLvD.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为B2L2vR【参考答案】C3.(2016·广东中山二模)如图4所示,在水平桌面上放置两条相距为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、电阻也为R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,磁感应强度的大小为B。
导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,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c到aB.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2mgRB2l2D.通过电阻R的电荷量为BlhR【参考答案】AC二.计算题1.如图所示,间距L=1m的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着匀强磁场,其磁感应强度大小B=1T、方向垂直于纸面向里,导轨上有一金属棒MN与导轨垂直且在水平拉力F作用下以v=2m/s的速度水平向左匀速运动。
高三物理电磁感应专题复习题和答案
电磁感应1.平行闭合线圈的匝数为n ,所围面积为S ,总电阻为R ,在t ∆时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为∆Φ,则通过导线某一截面的电荷量为( )。
A .R ∆Φ B .R nS∆Φ C .tR n ∆∆Φ D .R n ∆Φ2.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( ) A .导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流 B .导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流C .闭合电路在磁场内作切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流D .穿过闭合线圈的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流。
3. 如图1所示的电路中,一个N 极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的方形导线框,下列判断正确的是 ( )A .磁铁经过图中位置1时,线框中感应电流沿abcd 方向,经过位置2时沿adcb 方向B .磁铁经过图中位置1时,线框中感应电流沿adcb 方向,经过位置2时沿abcd 方向C .磁铁经过位置1和2时,感应电流都沿abcd 方向D .磁铁经过位置1和2时,感应电流都沿adcb 方向4. 如图2所示,在同一铁心上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在1位置,现在它从1打向2,试判断此过程中,通过R 的电流方向是 ( ) A .先由P 到Q ,再由Q 到P B .先由Q 到P ,再由P 到Q C .始终是由Q 到P D .始终是由P 到Q5. 如图3所示中,L 1和L 2是两个相同灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R 相同,在开关S 接通的瞬间,下列说法正确的是 ( ) A .接通时L 1先达到最亮,断开时L 1后灭 B .接通时L 2先达到最亮,断开时L 2后灭 C .接通时L 1先达到最亮,断开时L 1先灭 D .接通时L 2先达到最亮,断开时L 2先灭6. 如图4所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab 可沿导轨滑动,原先S 断开,让ab 杆由静止下滑,一段时间后闭合S ,则从S 闭合开始记时,ab 杆的运动速度v 随时间t 的关系图不可能是下图中的哪一个? ( )图 1图 2图37. 如图6示,金属杆ab 以恒定的速率v 在光滑的平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R (恒定不变),整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,下列说法不正确的是 ( ) A .ab 杆中的电流与速率v 成正比B .磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成正比C .电阻R 上产生的电热功率与速率v 平方成正比D .外力对ab 杆做功的功率与速率v 的成正比8.由于地磁场的存在,飞机在一定高度水平飞行时,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端之间会有一定的电势差。
(完整版)高考物理必做电磁感应大题
高考复习物理 电磁感应大题1.(18分)如图所示,两根相同的劲度系数为k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧上端通过导线与阻值为R 的电阻相连,弹簧下端连接一质量为m ,长度为L ,电阻为r 的金属棒,金属棒始终处于宽度为d 垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,水平下降h 高时达到最大速度。
已知弹簧始终在弹性限度内,且弹性势能与弹簧形变量x 的关系为221kx E p ,不计空气阻力及其它电阻。
求:(1)此时金属棒的速度多大?(2)这一过程中,R 所产生焦耳热Q R 多少?2.(17分)如图15(a )所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L ,距左端L 处的中间一段被弯成半径为H 的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H 的水平面上。
圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B 0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B (t ),如图15(b )所示,两磁场方向均竖直向上。
在圆弧顶端,放置一质量为m 的金属棒ab ,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t 0滑到圆弧顶端。
设金属棒在回路中的电阻为R ,导轨电阻不计,重力加速度为g 。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?⑵求0到时间t 0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B 0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
3、(16分)t =0时,磁场在xOy 平面内的分布如图所示。
其磁感应强度的大小均为B 0,方向垂直于xOy 平面,相邻磁场区域的磁场方向相反。
每个同向磁场区域的宽度均为l 0。
整个磁场以速度v 沿x 轴正方向匀速运动。
⑴若在磁场所在区间,xOy 平面内放置一由n 匝线圈串联而成的矩形导线框abcd ,线框的bc 边平行于x 轴.bc =l B 、ab =L ,总电阻为R ,线框始终保持静止。
物理高三复习电磁感应规律及其应用专项练习题(带答案)-教学文档
物理2019-2019高三复习电磁感应规律及其应用专项练习题(带答案)电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势,下面是电磁感应规律及其应用专项练习题,请考生认真练习。
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~8题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.(2019新课标全国卷,15)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。
当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。
已知bc边的长度为l。
下列判断正确的是()A.UaUc,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl2,金属框中无电流D.Ubc=Bl2,金属框中电流方向沿a-c-b-a2.(2019重庆理综,4)图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S。
若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差b(A.恒为B.从0均匀变化到C.恒为-D.从0均匀变化到-3.(2019安徽理综,19)如图所示,abcd为水平放置的平行形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。
已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。
则()A.电路中感应电动势的大小为B.电路中感应电流的大小为C.金属杆所受安培力的大小为D.金属杆的发热功率为4.(2019福建理综,18)如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。
一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。
高三物理电磁感应练习题及答案
高三物理电磁感应练习题及答案一、选择题1. 电磁感应的基本规律是()。
A. 磁场的变化引起感应电动势B. 电流的变化引起感应电动势C. 磁场的存在引起感应电动势D. 磁感线交变引起感应电动势2. 一根长度为 l 的匀速运动的导体杆,速度为 v,以角度θ 进入磁感应强度为 B 的磁场中,电导率为η,杆的两端接有外电路,两端电势差为 E。
那么 E=A. vBB. vBηC. vBηlD. vBηlθ3. 在变压器中,输入电压和输出电压之比等于输入回路匝数和输出回路匝数之比,这是因为()。
A. 圈数定理B. 电流连续性定律C. 磁感应定律D. 能量守恒定律4. 变压器的变压原理是利用()。
A. 磁感应定律B. 赫兹实验C. 磁通连续性定律D. 电磁感应现象5. 在变压器中,两个线圈的磁链总是连续的,是因为()A. 电流连续性定律B. 磁通连续性定律C. 安培环路定理D. 磁场的无源性二、解答题1. 一个单匝方形线圈边长为 a,在边长的延长线上有一个磁感应强度为 B 的磁场,线圈绕垂直于磁场的轴转动。
当匝数 N=2,转动的圈数 n=3,转动的时间 t=2s 时,求感应电动势的大小。
解:由磁感应定律可知,感应电动势 E=-NBAcosθ,其中θ 为磁感应线与匝数法线的夹角。
在该题目中,磁感应线与匝数法线的夹角θ=90°,cosθ=0。
所以感应电动势 E=-NBAcosθ=-NBA×0=0。
2. 一个半径为 R 的导体圆盘匀速地绕通过圆盘轴心的轴旋转。
当轴线与一个磁感应强度为 B 的磁场成 60°角时,求导体圆盘两端的感应电动势。
解:设导体圆盘的角速度为ω,那么导体圆盘所受的安培力 F=BIA×sinθ。
由于导体圆盘匀速旋转,所以安培力 F 和感应电动势 E 处于动平衡状态,故 F=0。
则BIA×sinθ=0,解得感应电动势 E=0。
由此可知,导体圆盘两端的感应电动势为 0。
高三高考物理复习专题练习:电磁感应
电磁感应1.[多选]如图甲所示,电阻R1=R, R 2=2 R,电容为C的电容器,圆形金属线圈半径为广2,线圈的电阻为R半径为r1(r1<r2)的圆形区域内存在垂直线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t 变化的关系图象如图乙所示,t「12时刻磁感应强度分别为B「B2,其余导线的电阻不计,闭合开关S,至11时刻电路中的电流已稳定,下列说法正确的是 ()图甲图乙A.电容器上极板带正电B.11时刻,电容器的带电荷量为:孙而C.11时刻之后,线圈两端的电压为;D.12时刻之后,R1两端的电压为■ ■2.[多选]如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和M W是匀强磁场区域的水平边界并与线框的bc 边平行,磁场方向与线框平面垂直现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象.已知金属线框的质量为m,电阻为R,当地的重力加速度为g,图象中坐标轴上所标出的匕、v2、v3、t p 12、13、14均为已知量(下落过程中线框abcd始终在竖直平面内,且bc边始终水平).根据题中所给条件,以下说法正确的是()图甲图乙A.可以求出金属线框的边长B.线框穿出磁场时间(t4-t3)等于进入磁场时间(t2-t1)C.线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同D.线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等3.[多选]如图所示,x轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度大小相同,现有四分之一圆形线框。
〃乂绕。
点逆时针匀速转动,若规定线框中感应电流/顺时针方向为正方向,从图示时刻开始计时,则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图正确的是()A BCD4.[多选]匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正方向,磁感应强度B随时间t的变化规律如图甲所示.在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示.令11、12、13分别表示Oa、ab、bc段的感应电流工、力、力分别表示感应电流为11、12、13时,金属环上很小一段受到的安培力.则()A.11沿逆时针方向,12沿顺时针方向B.12沿逆时针方向,13沿顺时针方向C f1方向指向圆心石方向指向圆心D外方向背离圆心向外右方向指向圆心5.[多选]如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里, 质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时线框的速度大小为%方向与磁场边界所成夹角为45°,若线框的总电阻为凡则()A.线框穿进磁场的过程中,框中电流的方向为D T C T B T A T DB AC刚进入磁场时线框中感应电流为一,镇铲。
高考电磁感应专题汇编(含答案)
磁场对电流的作用1. 如图所示,两根长直通电导线互相平行,电流方向相同,它们的截面处于一个等边三角形abc 的顶点a 、b 处。
两通电导线在c 处的磁场的磁感应强度的值都是B ,则 c 处磁场的总磁感应强度是( ) A 、2B B 、B C 、0 D 、B 32. 如图所示,垂直纸面放置的两根直导线a 和b 的位置固定并通有相等的电流I 。
在a 、b 连线的中垂线上放有另一直导线c ,导线c 与导线a 、b 所在的平面垂直,c 可以自由运动。
当c 中通入电流I 1时,c 并未发生运动,则可以判定a 、b 中的电流 ( ) A 、方向相同,都向里 B 、方向相同,都向外 C 、方向相反D 、只要a 、b 中有电流,c 就不可能静止3. 如图3,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ’,并处于匀强磁场中。
当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ。
则磁感应强度的方向和大小可能为( )A .z 正向,mgIL tan θ B .y 正向,mgILC .z 负向,mgILtan θD .沿悬线向上,mgILsin θ4. 如图所示,ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为e/m 的电子以速度v 0从A 点沿AB 方向射入,现欲使电子能经过BC 边,则磁感应强度B 的取值应为( )A .B>3mv 0ae B .B<2mv 0aeC .B<3mv 0ae D .B>2mv 0ae5. 如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直。
a 、b 、c 三个质子先后从S 点沿垂直于磁场的方向射入磁场,它们的速度大小相等,b 的速度方向与SS′垂直,a 、c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分别为,且。
三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S′,则下列说法中正确的有( )αβ、αβ>A .三个质子从S 运动到S′的时间相等B .三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO′轴上C .若撤去附加磁场,a 到达SS′连线上的位置距S 点最近D .附加磁场方向与原磁场方向相同6. 如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域,一质量为m 、电荷量为e 的电子从y 轴上a(0,L)点以初速度v 0平行于x 轴正方向射入磁场,经磁场偏转后从x 轴上的b 点射出磁场,此时速度的方向与x 轴正方向的夹角为60°,且此磁场区域恰好是满足此电子偏转的最小圆形磁场区域(此最小圆形磁场未画出),下列说法正确的是:( ) A .此圆形磁场区域边界不会经过原点OB .电子在磁场中运动的时间为2πL 3v 0C .该圆形磁场区域的圆心坐标为(3L 2,L 2) D .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L) 7. 两个电荷量分别为q 和-q 的带电粒子分别以速度v a 和v b 射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,磁场宽度为d,两粒子同时由A 点出发,同时到达B 点,如图6所示,则()A.a 粒子带正电,b 粒子带负电B.两粒子轨道半径之比R a ∶R bC.两粒子质量之比m a ∶m b =1∶2D.两粒子的速度之比v a ∶v b =1∶28. 有两根长直导线a 、b 互相平行放置,图所示为垂直于导线的截面图。
高中物理【电磁感应】高考必考题(后附答案解析)
1
B.
2
如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻
中的感应电流逐渐减小
3
时,线圈中的电流改变方向
一个周期内,线圈产生的热量为
4
、总电阻为的正
边与磁场边界平行,如图(a)所示,已知导线框一直向右做匀速
时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感
左转轴上侧绝缘漆挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉左转轴上下两侧绝缘漆都挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
5
D.
和.圆形匀强磁场的边缘恰好与线圈重合,则穿6
7
磁场的方向;
答案B.
1
A 2
中的感应电流逐渐减小3
时,线圈中的电流改变方向
一个周期内,线圈产生的热量为
,所以线圈平面平行于磁感线,故A正确;
和,故B错误;
C.在交变电流产生的过程当中,磁通量最大时,感应电动势以及感应电流最小,故C 4
5
左转轴上侧绝缘漆挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
左转轴上下两侧绝缘漆都挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
6
D.
7
磁场的方向;第6页(共7页)
第7页(共7页)。
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案解析
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案解析一、选择题1.在图中,EF 、GH 为平行的金属导轨,其电阻不计,R 为电阻,C 为电容器,AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆.有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A .匀速滑动时,I 1=0,I 2=0B .匀速滑动时,I 1≠0,I 2≠0C .加速滑动时,I 1=0,I 2=0D .加速滑动时,I 1≠0,I 2≠02.两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m 、电荷量+q 的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,tφ∆=dmg nq B .磁感应强度B 竖直向下且正增强,tφ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,tφ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,tφ∆=()dmgr R r nqR + 3.如图所示,用粗细均匀的铜导线制成半径为r 、电阻为4R 的圆环,PQ 为圆环的直径,在PQ 的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,但方向相反,一根长为2r 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆心O 以角速度ω顺时针匀速转动,金属棒与圆环紧密接触。
下列说法正确的是( )A .金属棒MN 两端的电压大小为2B r ωB .金属棒MN 中的电流大小为22B r Rω C .图示位置金属棒中电流方向为从N 到MD .金属棒MN 转动一周的过程中,其电流方向不变4.如图所示,A 、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100匝。
半径A B 2R R =,内有以B 线圈作为理想边界的匀强磁场。
若磁场均匀减小,则A 、B 环中感应电动势A B :E E 与产生的感应电流A B :I I 分别是( )A .AB :2:1E E =;A B :1:2I I =B .A B :2:1E E =;A B :1:1I I =C .A B :1:1E E =;A B :2:1I I =D .A B :1:1E E =;A B :1:2I I =5.如图所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻为r ,电感L 的电阻不计,电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值,在0t =时刻闭合开关S ,经过一段时间后,在1t t =时刻断开S ,下列表示灯D 中的电流(规定电流方向A B →为正)随时间t 变化的图像中,正确的是( )A .B .C .D .6.如图所示,两块水平放置的金属板间距离为d ,用导线与一个n 匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。
高考物理电磁感应练习题及答案
高考物理电磁感应练习题及答案1. 单选题:(1) 当穿过一根金属导线的电流方向改变时,导线中的电磁场磁感应强度的变化过程是:A. 逐渐增大,然后逐渐减小B. 逐渐减小C. 总是不变D. 逐渐增大答案:D(2) 一个圆形回路平面内以T/秒的速度向外运动,一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于回路平面。
圆形回路中的恒定磁通量的大小等于:A. BTB. BπT^2C. B/TD. B/T^2答案:B(3) 一根长度为l的匀强磁场中有一导线,导线以v的速度作匀速运动。
如果导线与磁感线的夹角为α,则磁感应强度大小的变化率为:A. l/vcosαB. vcosα/lC. v/lcosαD. v/(lcosα)答案:A2. 多选题:(1) 关于法拉第电磁感应定律的描述,下列说法中正确的是:A. 在一个闭合电路中,当磁通量发生变化时,电路中会产生感应电流B. 直流电流产生的磁感应强度可以通过法拉第电磁感应定律计算C. 在一个闭合电路中,当磁感应强度发生变化时,电路中会产生感应电流D. 电流在导体中流动会产生磁场,这是法拉第电磁感应定律的基础答案:A、B(2) 以下哪些现象可以用电磁感应来解释?A. 电动机的工作原理B. 发电机的工作原理C. 变压器的工作原理D. 电磁铁的吸铁石的原理答案:A、B、C3. 计算题:(1) 一根直导线的长度为0.2m,电流强度为2A。
将这根导线竖直放置在一个垂直于地面的匀强磁场中,磁感应强度为0.5T。
求导线上电流产生的磁场的磁感应强度大小。
解答:根据安培定律,导线产生的磁场的磁感应强度大小与电流强度和导线与磁感应强度之间的夹角有关。
在这个问题中,导线与磁场方向垂直,所以夹角为90°。
由于导线长度为0.2m,电流强度为2A,根据毕奥-萨伐尔定律,我们可以使用以下公式来计算导线上电流产生的磁场的磁感应强度大小:磁感应强度大小= (μ0/4π) * (I/l)其中,μ0是真空中的磁导率,其数值为4π * 10^-7 T·m/A,I是电流强度,l是导线长度。
电磁感应综合问题(解析版)--2024年高考物理大题突破优选全文
电磁感应综合问题1.掌握应用动量定理处理电磁感应问题的思路。
2.掌握应用动量守恒定律处理电磁感应问题的方法。
3.熟练应用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决问题。
4.会分析电磁感应中的图像问题。
5.会分析电磁感应中的动力学与能量问题。
电磁感应中的动力学与能量问题1(2024·河北·模拟预测)如图甲所示,水平粗糙导轨左侧接有定值电阻R =3Ω,导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B =1T ,导轨间距L =1m 。
一质量m =1kg ,阻值r =1Ω的金属棒在水平向右拉力F 作用下由静止开始从CD 处运动,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,金属棒的v -x 图像如图乙所示,取g =10m/s 2,求:(1)x =1m 时,安培力的大小;(2)从起点到发生x =1m 位移的过程中,金属棒产生的焦耳热;(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中,拉力F 做的功。
【答案】(1)0.5N ;(2)116J ;(3)4.75J 【详解】(1)由图乙可知,x =1m 时,v =2m/s ,回路中电流为I =E R +r =BLv R +r=0.5A安培力的大小为F 安=IBL =0.5N (2)由图乙可得v =2x金属棒受到的安培力为F A =IBL =B 2L 2v R +r=x2(N )回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功,从起点到发生x =1m 位移的过程中,回路中产生的焦耳热为Q =W 安=F A x =0+0.52×1J =0.25J金属棒产生的焦耳热为Q 棒=r R +rQ =116J(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中,根据动能定理有W F -W 安-μmgx =12mv 2解得拉力F 做的功为W F =4.75J1.电磁感应综合问题的解题思路2.求解焦耳热Q 的三种方法(1)焦耳定律:Q =I 2Rt ,适用于电流恒定的情况;(2)功能关系:Q =W 克安(W 克安为克服安培力做的功);(3)能量转化:Q =ΔE (其他能的减少量)。
高考物理电磁感应现象习题知识点及练习题附答案
高考物理电磁感应现象习题知识点及练习题附答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 倾斜放置,两导轨间距离为L ,导轨平面与水平面间的夹角θ,所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上,质量为m 的金属棒ab 垂直于导轨放置,导轨和金属棒接触良好,不计导轨和金属棒ab 的电阻,重力加速度为g .若在导轨的M 、P 两端连接阻值R 的电阻,将金属棒ab 由静止释放,则在下滑的过程中,金属棒ab 沿导轨下滑的稳定速度为v ,若在导轨M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器,仍将金属棒ab 由静止释放,金属棒ab 下滑时间t ,此过程中电容器没有被击穿,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B 的大小为多少? (2)金属棒ab 下滑t 秒末的速度是多大? 【答案】(1)2sin mgR B L vθ=2)sin sin t gvt v v CgR θθ=+ 【解析】试题分析:(1)若在M 、P 间接电阻R 时,金属棒先做变加速运动,当加速度为零时做匀速运动,达到稳定状态.则感应电动势E BLv =,感应电流EI R=,棒所受的安培力F BIL =联立可得22B L v F R =,由平衡条件可得F mgsin θ=,解得2mgRsin B L vθ(2)若在导轨 M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器,将金属棒ab 由静止释放,产生感应电动势,电容器充电,电路中有充电电流,ab 棒受到安培力. 设棒下滑的速度大小为v ',经历的时间为t则电容器板间电压为 U E BLv ='= 此时电容器的带电量为Q CU = 设时间间隔△t 时间内流经棒的电荷量为Q则电路中电流Q C U CBL v i t t t ∆∆∆===∆∆∆,又va t∆=∆,解得i CBLa = 根据牛顿第二定律得mgsin BiL ma θ-=,解得22mgsin gvsin a m B L C v CgRsin θθθ==++所以金属棒做初速度为0的匀加速直线运动,ts 末的速度gvtsin v at v CgRsin θθ'==+.考点:导体切割磁感线时的感应电动势;功能关系;电磁感应中的能量转化【名师点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,关键要会推导加速度的表达式,通过分析棒的受力情况,确定其运动情况.2.如图所示,质量为4m 的物块与边长为L 、质量为m 、阻值为R 的正方形金属线圈abcd 由绕过轻质光滑定滑轮的绝缘细线相连,已知细线与斜面平行,物块放在光滑且足够长的固定斜面上,斜面倾角为300。
高考物理100考法最新模拟精选:感应电流方向的判断(电磁感应,含答案)
2017高考物理100考法最新模拟题精选训练第一部分选择题第7题(A)电磁感应考法1 感应电流方向的判断1.(2017广西崇左摸底)如图A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置.当A线圈中通有如图(a)所示的变化电流i,则()A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸力最大【参考答案】ABC在t2时刻,线圈A中的电流最小,而磁通量的变化率是最大的,所以线圈B感应电流也是最大,但A、B间的相互作用力最小,故D错误;2.(2016·广东华附、广雅、省实、深中四校联考)如图1所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。
在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是( )A.如图甲所示,保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动B.如图乙所示,保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动C.如图丙所示,线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D.如图丁所示,线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动【参考答案】C3.(2016福建质检)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。
如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针。
实验中可能观察到的现象是A.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转C.线圈A和电池连接瞬间,小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不偏转【参考答案】.C4.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面垂直于磁场方向,下列运动能够使穿过线圈的磁通量发生变化的是A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做变速运动C. 线圈绕任一直径匀速转动D. 线圈绕任一直径变速转动【参考答案】CD【名师解析】:线圈沿自身所在的平面匀速还是变速运动,穿过线圈的磁通量都不发生变化,选项AB错误。
高考物理电磁学知识点之传感器专项训练及答案(7)
高考物理电磁学知识点之传感器专项训练及答案(7)一、选择题1.如图所示是测定位移x的电容式传感器,其工作原理是某个量的变化,造成其电容的变化,这个量为()A.电介质进入极板的长度B.两极板的间距C.两极板的正对面积D.电介质的种类2.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻(光照增强电阻变小),R2为定值电阻,A、B接监控装置.则()①当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压A.①③B.①④C.②③D.②④3.科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而变小,如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻,R和为滑动变阻器,和为定值电阻,当开关和闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.则A.只调节电阻,当向下端移动时,电阻消耗的电功率不变B.只调节电阻,当向下端移动时,带电微粒向下运动C.只调节电阻R,当向右端移动时,电阻消耗的电功率变小D.只调节电阻R,当向右端移动时,带电微粒向下运动4.电视机遥控器是用传感器将光信号转化为电流信号。
下列属于这类传感器的是A.走廊中的声控开关 B.红外防盗装置C.热水器中的温度传感器 D.电子秤中的压力传感器5.自从2011年5月1日“酒驾新规”推行后,“醉驾入刑”深入人心.交通警察检测酒驾的最简单的方法就是用酒精测试仪.酒精测试仪的工作原理如图所示,其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感器电阻r′与酒精气体的浓度C成反比,R0为定值电阻,下列关于电压表的示数(U)与酒精气体的浓度(C)之间关系的图像,其中正确的是()A.B.C.D.6.下列说法中正确的是( )A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B.测温仪中的测温元件可以是热敏电阻C.机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线,输出不连续的电脉冲D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态,有烟雾时呈现高电阻状态7.近年来,酒驾几乎成为一种“社会公害”, 2011年我国首次将醉酒驾车规定为犯罪,并于5月1日正式实施。
高考物理100考法最新模拟精选:专题03-电磁感应图象(电磁感应,有答案)
2019高考物理100考法最新模拟题精选训练第一部分选择题第7题(A)电磁感应考法3 电磁感应图象1.(2017云贵川百校大联考)如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,具有一定电阻的正方形金属线框的右边与磁场的边界重合.在外力作用下,金属线框从O时刻由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场.若规定顺时针方向为感应电流i的正方形,则感应电流i、外力大小为F,线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间变化的关系正确的是()【参考答案】ACD.【名师解析】由线框进入磁场中切割磁感线,根据运动学公式可知速度与时间关系;由法拉第电磁感应定律E=BLv,可得出产生感应电动势与速度关系,由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小,并由安培力公式可确定其大小与时间的关系;由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系;最后得出电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系.线框做匀加速运动,其速度v=at,感应电动势E=BLv,感应电流 i==,i与t成正比,故A正确.线框进入磁场过程中受到的安培力FB=BiL=,由牛顿第二定律得:F﹣FB=ma,得 F=ma+,F ﹣t图象是不过原点的倾斜直线,故B错误.线框的位移x=at2,电荷量q=It△t===∝t2,故q﹣t图象应是开口向上,过原点的抛物线.故C正确;线框的电功率 P=i2R=∝t2,故D正确.2. (2016江西南昌市一模)如图a所示,在水平面上固定有平行直金属导轨ab、cd,bd端接有电阻R。
导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上,导轨电阻不计。
导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场,且磁感应强度B随时间t的变化规律如图b所示。
在t=0时刻,导体棒以速度v0从导轨的左端开始向右运动,经过时间2t0开始进入磁场区域,取磁场方向竖直向下为磁感应强度的正方向,导体回路中顺时针为电流正方向,则导体回路中的电流,随时间t的变化规律图像可能是【参考答案】.A【命题意图】本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、电流图象及其相关的知识点。
高考物理电磁感应现象习题专项复习附答案
高考物理电磁感应现象习题专项复习附答案一、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 xq 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 =--=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 。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应专项训练及答案
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应专项训练及答案一、选择题1.如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场,则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径),小球( )A.整个过程都做匀速运动B.进入磁场过程中球做减速运动,穿出过程中球做加速运动C.整个过程都做匀减速运动D.穿出时的速度一定小于初速度2.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动。
下列四个图中能产生感应电流的是A.B.C.D.3.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9 s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则( )A.W1<W2,q1<q2B.W1<W2,q1=q2C.W1>W2,q1=q2D.W1>W2,q1>q2 4.如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下。
一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行,飞机机身长为a,翼展为b;该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1,竖直分量为B2;驾驶员左侧机翼的端点用A表示,右侧机翼的端点用B表示,用E表示飞机产生的感应电动势,则A.E=B2vb,且A点电势高于B点电势B.E=B1vb,且A点电势高于B点电势C.E=B2vb,且A点电势低于B点电势D.E=B1vb,且A点电势低于B点电势5.如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
下面说法正确的是()A.闭合开关S瞬间,A、B灯同时亮,且达到正常B.闭合开关S瞬间,A灯比B灯先亮,最后一样亮C.断开开关S瞬间,P点电势比Q点电势低D.断开开关S瞬间,通过A灯的电流方向向左6.如图所示两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
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一、选择题
1.(2016洛阳一模)如图9所示,水平放置的光滑平行金属导轨,左端通过开关S 与内阻不计、电动势为E 的电源相连,右端与半径为L =20 cm 的光滑圆弧导轨相接,导轨电阻均不计。
导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T 。
一根质量m =60 g 、电阻R =1 Ω、长为L 的导体棒ab ,用长也为L 的绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触。
当闭合开关S 后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,最后导体棒摆角最大时,细线与竖直方向的夹角θ=53°, sin 53°=0.8,g =10 m/s 2则( )
A .磁场方向一定竖直向上
B .电源电动势E =8.0 V
C .导体棒在摆动过程中所受安培力F =8 N
D .导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J
2. (多选)如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L =0.2 m 的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U =4 V 的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度大小B =5 T 、方向垂直斜面向上的匀强磁场。
今将一根长为2L 、质量m =0.2 kg 、电阻r =1.0 Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25,已知金属棒下滑到速度稳定时,小灯泡恰能正常发光,重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则(
)
图9
A.金属棒刚开始运动时的加速度大小为3 m/s2
B.金属棒刚开始运动时的加速度大小为4 m/s2
C.金属棒稳定下滑时的速度大小为9.6 m/s
D.金属棒稳定下滑时的速度大小为4.8 m/s
3.(2016·山东莱州一中期末)如图10所示,两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α,导轨电阻不计,图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨面向上。
两质量均为m、长均为l、电阻均为R 的金属杆垂直于导轨放置,且与导轨接触良好。
开始时金属杆ab处在与磁场上边界相距l的位置,金属杆cd处在导轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住。
现将金属杆ab由静止释放,金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则()
A.金属杆ab进入磁场时的感应电流方向为由b到a
B.金属杆ab进入磁场时的速度大小为2gl sin α
C.金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为mgR sin α
Bl
D.金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零
4.(多选)如图所示,足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。
金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的部分的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中()
A.a 点的电势高于b 点的电势
B.ab 棒中产生的焦耳热小于ab 棒重力势能的减少量
C.下滑的位移大小为qR BL
D.受到的最大安培力大小为B 2L 2v R sin θ
二、计算题
1.如图所示,足够长的固定平行粗糙金属双轨MN 、PQ 相距d =0.5 m ,导轨平面与水平面夹角α=30°,处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B =0.5 T 的匀强磁场中。
长也为d 的金属棒ab 垂直于导轨MN 、PQ 放置,且始终与导轨接触良好,棒的质量m =0.1 kg ,电阻R =0.1 Ω,与导轨之间的动摩擦
因数μ=36,导轨上端连接电路如图所示。
已知电阻R 1与灯泡电阻R 2的阻值均
为0.2 Ω,导轨电阻不计,取重力加速度大小g =10 m/s 2。
(1)求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a ;
(2)假若棒由静止释放并向下加速运动一段距离后,灯L 的发光亮度稳定,求此时灯L 的实际功率P 和棒的速率v 。
2. 如图所示,竖直平面内有一宽L =1 m 、足够长的光滑矩形金属导轨,电阻不计。
在导轨的上、下边分别接有电阻R 1=3 Ω和R 2=6 Ω。
在MN 上方及CD 下
方有垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小均为B=1 T。
现有质量m =0.2 kg、电阻r=1 Ω的导体棒ab,在金属导轨上从MN上方某处由静止下落,下落过程中导体棒始终保持水平,与金属导轨接触良好。
当导体棒ab下落到快要接近MN时的速度大小为v1=3 m/s。
不计空气阻力,g取10 m/s2。
(1)求导体棒ab快要接近MN时的加速度大小;
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后,棒中的电流大小始终保持不变,求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h;
(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移,使导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小变为v2=9 m/s,要使棒在外力F作用下做a=3 m/s2的匀加速直线运动,求所加外力F随时间t变化的关系式。
3.如图所示,光滑斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1 m,bc边的边长l2=0.6 m,线框的质量m=1 kg,电阻R=0.1 Ω,线框通过细线与重物相连,重物质量M=2 kg,斜面上ef(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间做匀速运动,ef和gh的距离s=11.4 m,(取g=10 m/s2),求:
(1)线框进入磁场前重物的加速度大小a;
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度大小v;
(3)ab边由静止开始到运动到gh处所用的时间t。
4.(2016·河南洛阳模拟)如图8所示,两完全相同的金属棒垂直放在水平光滑导轨上,其质量均为m=1 kg,导轨间距d=0.5 m,现两棒并齐,中间夹一长度不计的轻质压缩弹簧,弹簧弹性势能为E p=16 J。
现释放弹簧(不拴接),弹簧弹开后,两棒同时获得大小相等的速度开始反向运动,ab棒进入一随时间变化的磁场,已知B=2+0.5t(单位:T),导轨上另有两个挡块P、Q,cd棒与之碰撞时无能量损失,开始时挡块P与cd棒之间的距离为16 m,ab棒与虚线MN之间的距离为16 m,两棒接入导轨部分的电阻均为R=5 Ω,导轨电阻不计。
若从释放弹簧时开
始计时(不考虑弹簧弹开两棒的时间,即瞬间就弹开两棒),在ab棒进入磁场边界的瞬间,对ab棒施加一外力F(大小和方向都可以变化),使之做加速度大小为a=0.5 m/s2的匀减速直线运动,求:
(1)ab棒刚进入磁场时的外力F的大小和方向;
(2)ab棒速度为零时所受到的安培力。