高考物理2.3探究感应电动势的大小专题1

高考物理2.3探究感应电动势的大小专题1

2020.03

1,如图a，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，匝数n，面积S，磁感应强度B，角速度ω都已

知。（1）试根据图b推导出从中性面开始计时电动势瞬时值的表达式；（2）若线圈的面积1×102 cm2，共100匝。处在B=0.5T的匀强磁场中，以200rad/s的角速度匀速转动，已知线圈电阻为1Ω，外接电阻为9Ω，那么：

1）K合上后以图示位置为计时零点，写出电流的表达式。

2）求线圈从中性面开始转过120°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。

3）K合上后电阻R上消耗的功率是多少？

2,如图所示，为某一装置的俯视图，PQ、MN为竖直放置的很长的平行金属薄板，两板间有匀强磁场，它的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，金属棒AB搁置在两板上缘，并与两板垂直，现有质量为m、带电量大小为q，其重力不计的粒子，以初速度v0水平射入两板问．问：

①金属棒AB应朝什么方向、以多大的速度运动，可以使带电粒子做匀速运动?

②若金属棒运动停止，带电粒子在磁场中继续运动时，位移第一次到达mv0/qb时的时间间隔是多少？

3,如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽l＝0.5 m，框的电阻

不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2）

4,水平放置的金属框架abcd，宽度为0.5m，匀强磁场与框架平面成30°角，如图所示，磁感应强度为0.5T，框架电阻不计，金属杆MN置于框架上可以无摩擦地滑动，MN的质量0.05kg，电阻0.2Ω，试求当MN的水平速度为多大时，它对框架的压力恰为零，此时水平拉力应为多大?

5,半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计

（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。

（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻

转90º，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt=4T/s，求L1的功率。

6,如图，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，导体棒ab和cd跨在导轨上，ab电阻大于cd电阻。当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时，ab 在外力F1作用下保持静止，则ab两端电压U ab，和cd两端电压相比，

U ab______U cd，外力F1和F2相比，F1_____F2（填＞、=或＜）。

7,如图所示，一闭合线圈a悬吊在一个通电长螺线管的左侧，如果要使线圈中产生图示方向的感应电流，滑动变阻器的滑片P应向_____滑动。要使线圈a保持不动，应给线圈施加一水平向____的外力。

8,两根金属导轨平行放置在倾角为θ=300的斜面上，导轨左端接有电阻R=10Ω，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度2m/s，求此过程中电阻中产生的热量？

9,如果大气压为P,已知水下某一深度为h处,有一个气泡,该气泡的半径

为在水面时半径的1/2,可知该气泡距水面的深度h= .

10,如图所示，I、III为两匀强磁场区，I区域的磁场方向垂直纸面向里，III区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度均为B，两区域中间为宽为s的无磁场区II。有一边长为L（L>s），电阻为R的正方形金属框abcd 置于I区域，ab边与磁场边界平行。现拉着金属框以速度v向右匀速移动。

（1）分别求出当ab边刚进入中央无磁场区II和刚进入磁场区III时，

通过ab边的电流的大小和方向；

（2）把金属框从区域I完全拉入区域III过程中拉力所做的功。

c

d

b

a

I I II

11,

如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线过程中，线框中感应电流的方向是

12,如图，导体棒ab质量100g，用绝缘细线悬挂后，恰好与宽度为50cm 的光滑水平导轨良好接触．导轨上还放有质量200g的另一导体棒cd．整个装置处于竖直向上的B=0.2T的匀强磁场中，现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放．当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到

0.45m高，试：

(1)cd棒获得的速度大小；

(2)此瞬间通过ab棒的电荷量；

(3)此过程回路产生的焦耳热．

13,如图所示，矩形线圈从匀强磁场中，第一次以速度

v匀速拉出，第二次以速度2v匀速拉出，则第一、二次外力做功之比为

____________，功率之比为__________．电量之比

答案

1, （1）e=nBSωsinωt

(2) 1)i=10cos200t

2)q=0.075C

3)450W

2, （1）V=V0

（2）t=πm/QB

3, Q=3.2J

4, V=3.69m/s

F=0.29m/s

5, （1）E=0.8V I=0.4V

(2) 0.126W

6, = =

7, 左右

8, Q=1 J

9,

10, （1）I1=BLV/R I2=2LV/R

(2)w=2B2L2V(2L-S)/R

11, 先顺后逆再顺

12, （1）V=0.5m/s

(2)q=1C

(3)Q=0.325J

13, 1：2