高考物理压轴题-电磁场计算题
江苏高考复习专题-法拉第电磁感应计算(压轴题)
电磁感应计算题题型一、磁场强度变化（B变，S不变，注意此处公式为通用公式）1、线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为lΩ．规定线圈中感应电流/的正方向从上往下看是顺时针方向，如图(1)所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图(2)所示．则以下说法正确的是()A.在时间0-5s内，I的最大值为0.1AB.在第4s时刻，I的方向为顺时针方向C.前2s内，通过线圈某截面的总电量为0.01CD.第3s内，线圈的发热功率最大2、如题23-1图所示，边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，处于与水平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场磁感应强度B随时间t变化规律如题23-2图所示．求：（1）在t=0到t=t0时间内，通过导线框的感应电流大小；（2）在t=t0/2时刻，a、b边所受磁场作用力大小；（3）在t=0到t=t0时间内，导线框中电流做的功。
总结整理：3、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。
总结整理：2图甲图乙4.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，面积S=200cm2，电阻r=1Ω，在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，电阻的一端b与地相接，把线圈放入一个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的规律如图乙所示．试问（1）0～4s内，回路中的感应电动势；（2）从计时起，t=3s时刻穿过线圈的磁通量为多少？（3）a点的最高电势和最低电势各为多少？总结整理：题型二、线框转动（B不变，S变，线框转动）1、如图4-4-2所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题含答案
一、法拉第电磁感应定律1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R .【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】(1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为：10.02N F BIL ==可得：10.02A 0.2A 1.00.1F I BL ===⨯ 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒：Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯(2) 金属框拉出的过程中产生的热量：2Q I Rt=线框的电阻：3222.010Ω 1.0Ω0.20.05Q R I t -⨯===⨯2．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L =1m ，构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α=︒，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B =0.1T ．t =0时，将长度也为L =1m ，电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道足够长．重力加速度g =10m/s 2；不计空气阻力，轨道与地面绝缘． （1）求t =2s 时杆ab 产生的电动势E 的大小并判断a 、b 两端哪端电势高（2）在t =2s 时将与ab 完全相同的金属杆cd 放在MOO'M'上，发现cd 杆刚好能静止，求ab 杆的质量m 以及放上cd 杆后ab 杆每下滑位移s =1m 回路产生的焦耳热Q【答案】(1) 1V ；a 端电势高；(2) 0.1kg ； 0.5J 【解析】 【详解】解：(1)只放ab 杆在导轨上做匀加速直线运动，根据右手定则可知a 端电势高；ab 杆加速度为：a gsin α=2s t =时刻速度为：10m/s v at ==ab 杆产生的感应电动势的大小：0.1110V 1V E BLv ==⨯⨯=(2) 2s t =时ab 杆产生的回路中感应电流：1A 5A 220.1E I R ===⨯ 对cd 杆有：30mgsin BIL ︒=解得cd 杆的质量：0.1kg m = 则知ab 杆的质量为0.1kg放上cd 杆后，ab 杆做匀速运动，减小的重力势能全部产生焦耳热根据能量守恒定律则有：300.11010.5J 0.5J Q mgh mgs sin ==︒=⨯⨯⨯=3．如图（a ）所示，间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。
高考物理压轴题电磁场习题
25．如图所示，在第一象限有一均强电场，场强大小为E ，方向与y 轴平行；在x 轴下方有一均强磁场，磁场方向与纸面垂直。
一质量为m 、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x 轴的速度从y 轴上的P 点处射入电场，在x 轴上的Q 点处进入磁场，并从坐标原点O 离开磁场。
粒子在磁场中的运动轨迹与y 轴交于M 点。
已知OP=l ,l OQ 32 。
不计重力。
求（1）M 点与坐标原点O 间的距离；（2）粒子从P 点运动到M 点所用的时间。
25．(18分) 如图所示，在0≤x≤a 、o≤y≤2a 2a 范围内有垂直手xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
坐标原点0处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y 轴正方向的夹角分布在0～090范围内。
己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a ／2到a 之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。
求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小：(2)速度方向与y 轴正方向夹角的正弦。
10：带电粒子在组合场中的运动——电场中的加速、偏转；磁场中的圆周运动25．（18分）飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。
如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。
已知元电荷电量为e，a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。
不计离子重力及进入a板时的初速度。
⑴当a、b间的电压为U1时，在M、N间加上适当的电压U2，使离子到达探测器。
请导出离子的全部飞行时间与比荷K（K＝ne/m）的关系式。
⑵去掉偏转电压U2，在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b间所有离子质量均为m，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，a、b间的加速电压U1至少为多少？25.（18分）两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图1、图2所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。
高考物理压轴题集(磁场)
1如图12所示，PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ，一个质量为m =0．1 kg ，带电量为q =0．5 C 的物体，从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R 端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C 点，PC =L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s 2，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？ （2）物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 （3）磁感应强度B 的大小（4）电场强度E 的大小和方向2如图10所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右，其宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外；右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B 、方向垂直纸面向里。
一个带正电的粒子（质量m,电量q,不计重力）从电场左边缘a 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到了a 点，然后重复上述运动过程。
（图中虚线为电场与磁场、相反方向磁场间的分界面，并不表示有什么障碍物）。
（1）中间磁场区域的宽度d 为多大；（2）带电粒子在两个磁场区域中的运动时间之比；（3）带电粒子从a 点开始运动到第一次回到a 点时所用的时间t.3如图10所示，abcd 是一个正方形的盒子，在cd 边的中点有一小孔e ，盒子中存在着沿ad 方向的匀强电场，场强大小为E 。
一粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v 0，经电场作用后恰好从e 处的小孔射出。
现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B （图中未画出），粒子仍恰好从e 孔射出。
高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案
高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，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 Rθ==， 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 -=2．如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属制成的导轨，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U －t 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．【答案】（1）11.5U B d （2）2221934-mU mgL B d；（3）32B 1 方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】(1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势：1 1.52UE U R U R=+⋅= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得：111E B dv =计算得出:111.5Uv B d=. (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2，根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ，根据闭合电路的欧姆定律可得：12222B dv R U R R⋅=+ 计算得出：213Uv B d=；棒ab 从MN 到PQ ，根据动能定理可得： 222111sin 37cos3722mg L mg L W mv mv μ︒︒⨯-⨯-=-安根据功能关系可得产生的总的焦耳热 ：=Q W 总安根据焦耳定律可得定值电阻产生的焦耳热为：122RQ Q R R =+总联立以上各式得出：212211934mU Q mgL B d=-(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：221sin 37cos3702B d vmg mg Rμ︒︒--=计算得出：221mgRv B d =对cd 棒分析因为：2sin372cos370mg mg μ︒︒-⋅>故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下，根据左手定则可以知道磁感应强度B 2沿导轨平面向上，cd 棒也匀速运动则有：1212sin 372cos37022B dv mg mg B d R μ︒︒⎛⎫-+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭将221mgRv B d =代入计算得出：2132B B =. 答：(1)ab 棒刚进入磁场1B 时的速度大小为11.5UB d; (2)定值电阻上产生的热量为22211934mU mgL B d -;(3)2B 的大小为132B ，方向沿导轨平面向上.3．如图所示，一阻值为R 、边长为l 的匀质正方形导体线框abcd 位于竖直平面内，下方存在一系列高度均为l 的匀强磁场区，与线框平面垂直，各磁场区的上下边界及线框cd 边均磁场方向均与线框平面垂水平。
(完整版)高考物理压轴题之电磁学专题(5年)(含答案分析),推荐文档
建议收藏下载本文，以便随时学习！
建议收藏下载本文，以便随时学习！
２４.（１４分）2013新课标2
如图，匀强电场中有一半径为ｒ的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。
ａ、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。
一电荷为ｑ(q>０)的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Nａ和Ｎｂ不计重力，求电场强度的大小Ｅ、质点经过a点和b点时的动能。
建议收藏下载本文，以便随时学习！
由静止开始释放。
金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。
已知某时刻后两灯泡
我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
建议收藏下载本文，以便随时学习！
a在Ⅰ内做匀速圆周运动的圆心为（在y轴上），半径为R
，运动轨迹与两磁场区域边界的交点为，如图，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
由几何关系得∠PCP′ =θ
③
0～a。
高考物理压轴题电磁场汇编
1、在半径为R 的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B 。
一质量为m ，带有电量q 的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD 方向经P 点（AP ＝d ）射入磁场（不计重力影响）。
⑴如果粒子恰好从A 点射出磁场，求入射粒子的速度。
⑵如果粒子经纸面内Q 点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q 点切线方向的夹角为φ（如图）。
求入射粒子的速度。
解：⑴由于粒子在P 点垂直射入磁场，故圆弧轨道的圆心在AP 上，AP 是直径。
设入射粒子的速度为v 1211/2v m qBv d = 解得：12qBdv m = ⑵设O /是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心，连接O /Q ，设O /Q ＝R /。
由几何关系得： /OQO ϕ∠=由余弦定理得：2/22//()2cos OO R R RR ϕ=+-解得：[]/(2)2(1cos )d R d R R d ϕ-=+-设入射粒子的速度为v ，由2/v m qvB R=解出：[](2)2(1cos )qBd R d v m R d ϕ-=+-2、（17分） 如图所示，在xOy 平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y 轴向下；在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于纸面向外。
有一质量为m ，带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。
质点到达x 轴上A 点时，速度方向与x 轴的夹角为φ，A 点与原点O 的距离为d 。
接着，质点进入磁场，并垂直于OC 飞离磁场。
不计重力影响。
若OC 与x 轴的夹角也为φ，求：⑴质点在磁场中运动速度的大小；⑵匀强电场的场强大小。
解：质点在磁场中偏转90o ，半径qBmvd r ==φsin ，得mqBd v φsin =； 由平抛规律，质点进入电场时v 0=v cos φ，在电场中经历时间t=d /v 0，在电场中竖直位移221tan 2t mqE d h ⋅⋅==φ，由以上各式可得3、如图所示，在第一象限有一均强电场，场强大小为E ，方向与y 轴平行；在x 轴下方有一均强磁场，磁场方向与纸面垂直。
高考物理电磁感应现象压轴题知识点及练习题含答案
高考物理电磁感应现象压轴题知识点及练习题含答案一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，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。
垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场上下边缘的高度为L ，上边界距离滑轮足够远，线圈ab 边距离磁场下边界的距离也为L 。
现将物块由静止释放，已知线圈cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g ，求：（1）线圈刚进入磁场时ab 两点的电势差大小 （2）线圈通过磁场的过程中产生的热量【答案】（1）3245ab U BL gL =；（2）32244532m g R Q mgL B L =-【解析】 【详解】（1）从开始运动到ab 边刚进入磁场，根据机械能守恒定律可得214sin 30(4)2mgL mgL m m v =++，25v gL =应电动势E BLv =，此时ab 边相当于是电源，感应电流的方向为badcb ，a 为正极，b 为负极，所以ab 的电势差等于电路的路端电压，可得332445ab U E BL gL == （2）线圈cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动，所以线圈和物块均合外力为0，可得绳子的拉力为2mg ，线圈受的安培力为mg ，所以线圈匀速的速度满足22mB L v mg R=，从ab 边刚进入磁场到cd 边刚离开磁场，根据能量守恒定律可知2143sin 3(4)2m mg L mgL m m v Q θ=+++，32244532m g R Q mgL B L=-2．如图所示，足够长且电阻忽略不计的两平行金属导轨固定在倾角为α=30°绝缘斜面上，导轨间距为l =0.5m 。
沿导轨方向建立x 轴，虚线EF 与坐标原点O 在一直线上，空间存在垂直导轨平面的磁场，磁感应强度分布为1()00.60.8()0T x B x T x -<⎧=⎨+≥⎩（取磁感应强度B 垂直斜面向上为正）。
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题含详细答案
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题含详细答案一、法拉第电磁感应定律1．光滑平行的金属导轨MN 和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,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=2.0kg 的金属杆ab 垂直导轨放置,如图(a)所示．用恒力F 沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v−t 图象如图(b)所示.g=10m/s 2，导轨足够长．求： (1)恒力F 的大小；(2)金属杆速度为2.0m/s 时的加速度大小；(3)根据v−t 图象估算在前0.8s 内电阻上产生的热量．【答案】(1)18N(2)2m/s 2（3）4.12J 【解析】 【详解】（1）由题图知，杆运动的最大速度为4/m v m s =，有22sin sin mB L v F mg F mg Rαα=+=+安，代入数据解得F=18N ． （2）由牛顿第二定律可得：sin F F mg ma α--=安得222222212sin 182100.52/2/2B L v F mg R a m s m s m α⨯⨯----⨯⨯===， （3）由题图可知0.8s 末金属杆的速度为1 2.2/v m s =，前0.8s 内图线与t 轴所包围的小方格的个数约为28个，面积为28×0.2×0.2=1.12，即前0.8s 内金属杆的位移为 1.12x m =， 由能量的转化和守恒定律得：211sin 2Q Fx mgx mv α=--， 代入数据解得： 4.12J Q =． 【点睛】本题电磁感应与力学知识的综合，抓住速度图象的两个意义：斜率等于加速度，“面积”等于位移辅助求解．估算位移时，采用近似的方法，要学会运用．2．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B 。
纸面内有一正方形均匀金属线框abcd ，其边长为L ，总电阻为R ，ad 边与磁场边界平行。
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附答案
高考物理法拉第电磁感应定律- 经典压轴题附答案一、法拉第电磁感应定律1．如图，匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P 放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P 通过导线与阻值为R 的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。
当线圈P 所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m 、带电量为q 的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。
重力加速度为g，求：(1)匀强电场的电场强度(2)流过电阻R 的电流(3)线圈P 所在磁场磁感应强度的变化率答案】mg mgd(1) m q g(2) m q g R d(3)mgd (R r )NQRS解析】详解】(1)由题意得：解得qE=mgmg (2)由电场强度与电势差的关系得：由欧姆定律得：解得mgdqR (3)根据法拉第电磁感应定律得到：ENt根据闭合回路的欧姆定律得到： E I （R r ） 解得：B mgd （R r ） t NqRS2．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=0.8 Ω，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（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（3） 2mgs mv2Rt【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： mgsin F cos ， 根据安培力公式有： F BIL ，解得： v m 2 g 2Rsin 218.75 ；B L cos（2）由牛顿第二定律有： mg sin F cos ma ，I BLv cos 1A RF BIL 0.2N ，a 4.4m / s 2 ；（3）根据能量守恒有：根据欧姆定律有： IE BLv cos RR mgs22mv 2 I 02Rt， 2MN 、 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】 详解】（1）根据 ab 棒刚进入磁场 B 1 时电压传感器的示数为 U,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势：E 1 U 2U R R 1.5U根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得：E 1B 1dv 1计算得出 :v 1.5UB 1d .（2）设金属棒 ab 离开 PQ 时的速度为 v 2，根据图乙可以知道定值电阻两端电压为 2U ，根据闭合电路的欧姆定律可得：B 1dv22R 2U2R R解得： I 02mgs mv 2Rt3．如图甲所示，相距 d 的两根足够长的金属制成的导轨，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＝ 81 （其余部分摩擦不计8）．MN 、PQ 、GH 相距为 L ，U － t 关系如图乙所示． 答案】 1）1.5UB 1d1 2）mgL49B m 2Ud 2 ；（3）32B 1方向沿导轨平面向上；棒 ab 从 MN 到 PQ ，根据动能定理可得： B 1d1 2 1 2 mgsin37 L mg cos37 L W 安mv 2 mv 1 22根据功能关系可得产生的总的焦耳热根据焦耳定律可得定值电阻产生的焦耳热为：将 v m 2gR 2 代入计算得出： B 2 32B 1 . B 1 d答： (1)ab 棒刚进入磁场 B 1时的速度大小为 1.5U ; B 1d(2)定值电阻上产生的热量为 1mgL 9m 2U34B 12d(3)B 2的大小为 32B 1 ，方向沿导轨平面向上 .4． 如图所示，两条平行的金属导轨相距 L=lm ，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为 37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒 MN 和 PQ 的质量均为 m=0.2kg ，电阻分别为 R MN =1Ω和 R PQ =2Ω． MN 置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数 μ =0.5，PQ 置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从 t=0 时刻起， MN 棒在 水平外力 F 1的作用下由静止开始以 a=1m / s 2的加速度向右做匀加速直线运动， PQ 则在平行 于斜面方向的力 F 2作用下保持静止状态． t =3s 时， PQ 棒消耗的电功率为 8W ，不计导轨的3U计算得出： v 2Q 12R2R RQ总联立以上各式得出：1Q 1mgL 39mU 24B 12d 2 (3)两棒以相同的初速度进入场区匀速经过相同的位移，对 mg sin 37mg cos37ab 棒根据共点力的平衡可得：B 12d 2v2R 0mgR 计算得出： v B m 12g d R2对 cd 棒分析因为：2mg sin 372mg cos37 0故 cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下，根据左手定则可以知道磁感应强度 向上， cd 棒也匀速运动则有：B 2 沿导轨平面2mg sin 372mgcos37 B 2 12 B 21d R v d22电阻，水平导轨足够长， MN 始终在水平导轨上运动．求：1) 磁感应强度 B 的大小；2) t=0～3s 时间内通过 MN 棒的电荷量； 3) 求 t=6s 时 F 2 的大小和方向；4) 若改变 F 1的作用规律，使 MN 棒的运动速度 v 与位移 s 满足关系： v=0.4s ， PQ 棒仍20J 3解析】 【分析】t =3s 时， PQ 棒消耗的电功率为 8W ，由功率公式 P=I 2R 可求出电路中电流，由闭合电路欧姆定律求出感应电动势．已知 MN 棒做匀加速直线运动，由速度时间公式求出 t=3s 时的速 度，即可由公式 E=BLv 求出磁感应强度 B ；根据速度公式 v=at 、感应电动势公式 E=BLv 、闭 合电路欧姆定律和安培力公式 F=BIL 结合，可求出 PQ 棒所受的安培力大小，再由平衡条件 求解 F 2的大小和方向；改变 F 1的作用规律时， MN 棒做变加速直线运动，因为速度 v 与位 移x 成正比，所以电流 I 、安培力也与位移 x 成正比，可根据安培力的平均值求出安培力做 功，系统产生的热量等于克服安培力，即可得解． 【详解】(1) 当 t=3s 时，设 MN 的速度为 v 1， 则 v 1=at =3m/s 感应电动势为： E 1=BL v 1根据欧姆定律有： E 1=I(R MN + R PQ ) 根据 P=I 2 R PQ代入数据解得 ： B=2T(2) 当 t ＝6 s 时，设 MN 的速度为 v 2，则 速度为： v 2＝at ＝ 6 m/s 感应电动势为： E 2＝BLv 2＝12 V安培力为： F 安＝ BI 2L ＝ 8 N 规定沿斜面向上为正方向，对 PQ 进行受力分析可得：F 2＋ F 安cos 37 °＝mgsin 37 °代入数据得： F 2＝－ 5.2 N(负号说明力的方向沿斜面向下 ) (3)MN 棒做变加速直线运动，当 x ＝5 m 时， v ＝ 0.4x ＝ 0.4 ×5 m ＝/s2 m/s根据闭合电路欧姆定律 ： I 2E2RMNRPQ4A然静止在倾斜轨道上．求 MN 棒从静止开始到 s=5m 的过程中，系统产生的焦耳热．Q因为速度 v 与位移 x 成正比，所以电流 I 、安培力也与位移 x 成正比， 【点睛】本题是双杆类型，分别研究它们的情况是解答的基础，运用力学和电路．关键要抓住安培 力与位移是线性关系，安培力的平均值等于初末时刻的平均值，从而可求出安培力做功．5．如图所示足够长的光滑平行金属导轨 MN 、 PQ 组成的平面与水平面成 37°放置，导轨宽度 L=1m ，一匀强磁场垂直导轨平面向下，导轨上端 M 与 P 之间连接阻值 R=0.3Ω的电 阻，质量为 m=0.4kg 、电阻 r=0.1 Ω的金属棒 ab 始终紧贴在导轨上．现使金属导轨 ab 由静 止开始下滑，下滑过程中 ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离 x 与时间 t 的 关系如图乙所示，图像中的 OA 段为曲线， AB 段为直线，导轨电阻不计． g=10m/s 2，忽略(1) 磁感应强度 B 的大小；(2) 金属棒 ab 在开始运动的 2.0s 内，通过电阻 R 的电荷量；(3) 金属棒 ab 在开始运动的 2.0s 内，电阻 R 产生的焦耳热． 【答案】( 1) B 0.4T (2) q 6C (3) Q R 5.4J 【解析】(1) 导体棒在沿斜面方向的重力分力与安培力平衡：得 mgsin BIL导体棒切割磁感线产生的电动势为：E BLv 由闭合电路欧姆定律知：Rrx 3.6 v 6m/st 0.6 联立解得： B 0.4T(2) q It E t t BsL 6C R r t(R r) (R r) (R r)12安培力做功 ： W 安 1BL 2BLv230Jab 棒在运动过程中对原磁场的影响．求：3)由功能关系得：mgxsin 12 mv2 QQQ R R 5.4JRr综上所述本题答案是： (1) 0.4T (2)6C (3) 5.4J点睛：对于本题要从力的角度分析安培力作用下导体棒的平衡问题，列平衡方程，另外要借助于动能定理、功能关系求能量之间的关系．6．如图所示，两根相距d=1m 的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy 竖直面内，两金属导轨一端接有阻值为R=2Ω的电阻．在y>0 的一侧存在垂直纸面的磁场，磁场大小沿x轴均匀分布，沿y 轴大小按规律B 0.5 y 分布。
高考物理与法拉第电磁感应定律有关的压轴题含答案
一、法拉第电磁感应定律1．如图所示，面积为0.2m 2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 =（2+0.2t ）T ，定值电阻R 1=6 Ω，线圈电阻R 2=4Ω求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势。
（2）a 、b 两点间电压U ab 。
【答案】（1）0.04Wb/s 4V （2）2.4V 【解析】 【详解】（1）由B =（2+0.2t ）T 得磁场的变化率为0.2T/s Bt∆=∆ 则磁通量的变化率为：0.04Wb/s BS t t∆Φ∆==∆∆ 根据E nt∆Φ=∆可知回路中的感应电动势为： 4V BE nnS t t∆Φ∆===∆∆ （2）线圈相当于电源，U ab 是外电压，根据电路分压原理可知：1122.4V ab ER R R U =+=答：（1）磁通量变化率为0.04Wb/s ，回路的感应电动势为4V 。
（2）a 、b 两点间电压U ab 为2.4V 。
2．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L =1m ，构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α=︒，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B =0.1T ．t =0时，将长度也为L =1m ，电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道足够长．重力加速度g =10m/s 2；不计空气阻力，轨道与地面绝缘． （1）求t =2s 时杆ab 产生的电动势E 的大小并判断a 、b 两端哪端电势高（2）在t =2s 时将与ab 完全相同的金属杆cd 放在MOO'M'上，发现cd 杆刚好能静止，求ab 杆的质量m 以及放上cd 杆后ab 杆每下滑位移s =1m 回路产生的焦耳热Q【答案】(1) 1V ；a 端电势高；(2) 0.1kg ； 0.5J 【解析】 【详解】解：(1)只放ab 杆在导轨上做匀加速直线运动，根据右手定则可知a 端电势高；ab 杆加速度为：a gsin α=2s t =时刻速度为：10m/s v at ==ab 杆产生的感应电动势的大小：0.1110V 1V E BLv ==⨯⨯=(2) 2s t =时ab 杆产生的回路中感应电流：1A 5A 220.1E I R ===⨯ 对cd 杆有：30mgsin BIL ︒=解得cd 杆的质量：0.1kg m = 则知ab 杆的质量为0.1kg放上cd 杆后，ab 杆做匀速运动，减小的重力势能全部产生焦耳热根据能量守恒定律则有：300.11010.5J 0.5J Q mgh mgs sin ==︒=⨯⨯⨯=3．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度L ＝1 m ，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R ＝0.40 Ω的电阻，质量为m ＝0.01 kg 、电阻为r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g ＝10 m/s 2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)，求：(1) ab 棒1.5 s-2.1s 的速度大小及磁感应强度B 的大小； (2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，通过电阻R 的电荷量； (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量。
高考物理专题训练：电磁场的计算、实验设计(含答案)
高考物理专题训练：电磁场的计算、实验设计(含答案)1. 电磁场的计算电磁场是物理学中重要的概念之一，掌握其计算方法对于高考物理考试至关重要。
以下是一些电磁场的计算题目及其答案：题目 1已知某点距电荷 $Q$ 的距离 $r$，求该点处的电场强度 $E$。
答案：根据库仑定律，电场强度 $E$ 与电荷 $Q$ 的大小和距离 $r$ 的关系为 $E = \frac{1}{4πε}\frac{Q}{r^2}$，其中$ε$ 为真空介质常数。
题目 2在均匀磁场中，一个带电粒子受到的洛伦兹力为 $F = qvB$，其中 $q$ 为带电粒子的电荷量，$v$ 为带电粒子的速度，$B$ 为磁感应强度。
已知某带电粒子受到的洛伦兹力为 $F$，速度为 $v$，求磁感应强度 $B$。
答案：根据洛伦兹力的公式，$B = \frac{F}{qv}$。
2. 实验设计实验设计是物理实践的重要环节，它不仅能够帮助学生加深对物理概念的理解，还可以培养学生的实验操作能力。
以下是一个关于电磁场的实验设计示例：实验题目：测量磁感应强度的实验实验目的：测量给定磁场的磁感应强度，并验证洛伦兹力的大小与磁感应强度的关系。
实验步骤：1. 准备一根长直导线，通过导线通过电流使其产生磁场。
2. 在磁场中放置一个带电粒子，使其匀速运动。
3. 测量带电粒子受到的洛伦兹力和带电粒子的速度。
4. 根据洛伦兹力公式 $F = qvB$，通过实验数据计算磁感应强度。
实验要点：- 确保导线电流稳定，并且磁场均匀。
- 精确测量带电粒子的速度和受力情况。
- 进行多组实验，取平均值以提高测量准确性。
实验结果：根据实验数据计算得到的磁感应强度与实验给定的磁场相符，验证了洛伦兹力与磁感应强度的关系。
以上是一些关于电磁场的计算题目和实验设计示例。
希望以上内容对你在高考物理专题训练中有所帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
08全国
如图所示，在坐标系xOy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角φ=120°，在OC右侧有
一匀强电场。在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、
左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一带正
电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，
粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ＝30°，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面
内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后，在电场力的作用
下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次
离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求
（1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离；
（2）匀强电场的大小和方向；
（3）粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。
（08宁夏）24．(17分)
如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的
方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀
强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质
量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。
质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角，A点与原
点O的距离为d。接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。
不计重力影响。若OC与x轴的夹角为，求：
（1）粒子在磁场中运动速度的大小：
（2）匀强电场的场强大小。
答：（1）sinmqBdv；（2）23sincosqBdEm
x
y
φ
)θ
O
C
A
v
B
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× × ×
× ×
×
（07全国1）25．两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x
轴和y轴，交点O为原点，如图所示。在y＞0，0＜x＜a的区域有垂直于纸面向内的
匀强磁场，在y＞0，x＞a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强
度大小均为B。在O点处有一小孔，一束质量为m、带电量为q（q＞0）的粒子沿x轴
经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧
光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间
的各种数值。已知速度最大的粒子在0＜x＜a的区域中
运动的时间与在x＞a的区域中运动的时间之比为2︰
5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在
磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期。试求
两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。
在如图所示的直角坐标系中，x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场，场强
的大小为4102EV／m．x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大
小为TB2102. 把一个比荷为q/m=2×108C/kg的正电荷从坐标为（0，1）的A点处
由静止释放. 电荷所受的重力忽略不计，求：
（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t；
（2）电荷在磁场中运动轨迹的半径；
（3）电荷第三次到达x轴上的位置.
．如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿
y轴负方向的匀强电场；第四象限无电场和磁场。现有一质量为
m、电荷量为q的粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向
进入电场，不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点最后
又回到M点，设OM=L,ON=2L.求：
（1）带电粒子的电性，电场强度E的大小；
（2）带电粒子到达N点时的速度大小和方向；
（3）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；
（4）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用
的时间。
如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为
E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B
，方向垂直纸面
向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开
始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：
（1）中间磁场区域的宽度d；
（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用
时间t.
如图所示，竖直绝缘杆处于彼此垂直，大小分别为E和B的匀强电磁场中，电场方向水平
向右，磁场方向垂直纸面向外，一个质量为m，带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑，且
与杆的动摩擦因数为μ，问：
⑴小球速度多大时，小球加速度最大？是多少？
⑵小球下滑的最大速度是多少？
如图所示为一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，
细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环向右初速度v0，在以后的运动过程中，
圆环克服摩擦力所做的功可能为：( ABC )
A．0 B．2021mv C．22232221Bqgmmvo D．无法确定
2010·安徽·23如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为L1、L2），存在垂直纸
面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为E0，
B E
× × × × × ×
× × × × × ×
B
E>0表示电场方向竖直向上。t=0时，一带正电、质量为m
的微粒从左边界上的N1点以水平
速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界
上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。
(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；
(2)求电场变化的周期T；
(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。
山东省费县一中2010届高三第一次调研测试如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，
在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，
电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右
抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离
开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为。不
计空气阻力，重力加速度为g，求
(1) 电场强度E的大小和方向；
(2) 小球从A点抛出时初速度v0的大小；
(3) A点到x轴的高度h.
x
y
A
O
M
N
θ
v0
湖南省雅礼中学2010届高三上学期第五次月考如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀
强磁场区域，磁感应强度B=0.332T，磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd足够长，cd为厚
度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度E=3.32×105N/C；方向与金箔成37°
角.紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α
粒子，已知：α粒子的质量m=6.64×10－27kg，电荷量q = 3.2×10－19C，
初速度v = 3.2×106m/s。（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8）求：
（1）α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R；
（2）金箔cd被α粒子射中区域的长度L；
（3）设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子穿出金箔进入电场，
在电场中运动通过N点，SN⊥ab且SN = 40cm，则此α粒子从
金箔上穿出时，损失的动能△EK为多少？
(2009年安徽合肥35中高三物理第一次质量抽测试卷)如图所示，一足够长的矩形区域
abcd
内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场
向里射入一速度方向跟ad边夹角θ = 30°、大小为v0的带正电
粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，
粒子重力不计，
求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.
（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中
运动的最长时间.
N
a b c d S E
370
×
×
×
×
× ×
× ×
×
×
× ×
×
×
×
×
× ×
B
× × × ×
× × × ×
× × × ×
a b
c d
θ
O
v
0