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1、余杭高级中学高二物理专题复习一 电磁感应 班级 学号 姓名 1、如图所示，LOO / L / 为一折线，它所形成的两个角LOO / 和OO / L / 均为 45。折线的右边有一匀强磁场。其方向 垂直于纸面向里。一边长为 l 的正方形导线框沿垂直于 OO / 的方向以速度 v 作匀速直线运动，在 t 0 的刻恰好位 于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在上面四幅图中能够正确表示电流-时 （I-t ）关系的是 （时间以 I/v 为单位） （ ） 2、金属棒 ab 置于水平放 置的 U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B，磁场方向垂直导轨平 面向下，在 ef 左侧的无
2、磁 场区域 cdef 内有一半径很 小的金属圆环 L，圆环与 导轨在同一 平面内当 金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始向右运动后，圆环 L 有_( 填“收 缩”或“扩张”) 趋势，圆环内产生的感应电流_( 填“变大” 、 “变小”或“不变”) 3、(2009 年高考安徽理综卷)如图甲所示，一个电阻为 R ，面积为 S 的矩形导线框 abcd ，水平放置在匀强磁场中， 磁场的磁感应强度为 B ，方向与 ad 边垂直并与线框平面成 45角，o、o分别是 ab 边和 cd 边的中点现将线框右 半边 obco绕 oo 逆时针旋转 90 到图乙所示位置在这一过程中，导线
3、中通过的电荷量是( ) A. B. 2BS 2R 2BS R C. D 0 BS R 4、 （09 年海南物理）一长直铁芯上绕有一固定线 圈 M，铁芯右端与 一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环 N ，N 可在木质圆柱上无摩擦移动。M 连接在如图所示的电路中， 其中 R 为滑线变阻器， 1 E 和 2 E 为直流电源，S 为单刀双掷开关。下列情 况中，可观测到 N 向左运动的是( ) A在 S 断开的情况下，S 向 a 闭合的瞬间 B在 S 断开的情况下，S 向 b 闭合的瞬间 C在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 c 端移动时 D在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R
4、的滑动头向 d 端移动时 5、一理想变压器的原线圈连接一只电流表,副线圈接入电路的匝数可以通 图4过触头 Q 调节,如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻 R0 和滑动变阻器 R,在原线圈上加一电压为 U 的交流电, 则 ( ) A.保持 Q 位置不动,将 P 向上滑动时,变压器的输出电压变化 B.保持 Q 位置不动,将 P 向上滑动时,电流表的读数变大 C.保持 P 位置不动,将 Q 向上滑动时,电流表的读数变大 D.保持 P 位置不动,将 Q 向上滑动时,变压器的输出功率不变 6、 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，两导轨间距离为 L1m，定值 电阻
5、 R 1 3 ，R 2 1.5 ，导轨上放一质量为 m1kg 的金属杆，金属杆的电阻 r1，导轨的电阻不计，整个装 置处于磁感应强度为 B0.8T 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面竖直向下，现用一拉力 F 沿水平方向拉金 属杆，使金属杆由静止开始运动。图乙所示为通过电阻 R 1 中电流的平方随时间变化的 I 1 2 t 图线，求： （1）5s 末金属杆的动能。 （2）5s 末安培力的功率。 （3）5s 内拉力 F 做的功。 7、 如图所示，有上下两层水平放置的平行光滑导轨，间距是 L，上层导轨上搁置一根质量是 m 、电阻是 r 的金 属杆 ST，下层导轨末端紧接着两根竖立在竖直平面内的半径
6、为 R 的光滑绝缘半圆形轨道，在下层导轨末端处搁置 一质量也是 m、电阻也是 r 的金属杆 AB。上下两层平行导轨所在区域里有一个竖直向下的磁感应强度大小为 B 的 匀强磁场。当闭合开关 S 后，金属杆 AB 滑离下层导轨进入半圆形轨道并且刚好能通过半圆形轨道最高点 DF 后滑 上上层导轨。设上下两层导轨都足够长，电阻不计。试求： （1）金属杆 AB 刚进入绝缘半圆形轨道时的速度大小； （2）金属杆 AB 在上层导轨上滑动时，回路中的最大电流为多少; 8、 如图所示，两足够长平行光滑的金属 导轨 MN、PQ 相距 M 0 （ c m ） M P Q B a N b R 2 R 1 S R L为
7、 L，导轨平面与水平面夹角 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斜向上，长为 L 的金属棒 ab 垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为 m 、电阻为 R 。两金属导 轨的上端连接右端电路，电路中 R 2 为一电阻箱，已知灯泡的电阻 R L 4R，定值电阻 R 1 2R，调节电阻箱使 R 2 12R，重力加速度为 g，现将金属棒由静止释放，求： （1）金属棒下滑的最大速度 v m ； （2）当金属棒下滑距离为 s 0 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑 2s 0 的过程中，整个电路产生的电热； （3）改变电阻箱 R 2 的值，当
8、 R 2 为何值时，金属棒匀速下滑时 R 2 消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？9、 如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L 1 ，处在竖直向下、磁感应强度大小为 B 1 的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻 均为r、边长为L 2 的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小 为B 2 的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。(1)通过ab边的电流I ab 是多大?(2)导体杆ef的运动速度v是多大? 10、如图
9、所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感 应强度均为 B=0.5T, 两 边界间距 x=0.1m. 一边长 L=0.2m 的正方形线框 abcd 由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻 R=0.4.现使线框以 v =2m/s 的速度从位置匀速运动到位置.(1)求 cd 边未进入右方磁场时线框 所受安培力的大 小.(2)求整个过程中线框所产生的焦耳 热.(3)在坐标图中画出整个过程线框 a 、b 两点间的电 势差 Uab 随时间 t 变化的图线11、一个电阻为 r、边长为 L 的正方形线圈 abcd 共 N 匝,线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 OO 以如图所示的角速度 匀速转动,外电
10、路电阻为 R. (1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向. (2)转动过程中感应电动势的最大值是多少? (3)线圈平面与磁感线夹角为 60时的感应电动势多大? (4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机做多 少功? (5)从图示位置开始,线圈转过 60的过程中通过 R 的电荷量是多少? 12、 （20 分）用密度为 d、电阻率为 、横截面积为 A 的薄金属条制成边长为 L 的闭合正方形框 。如图所 abb a 示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。 设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的 边和 边都处在磁极之间， aa bb
11、 极间磁感应强度大小为 B。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力） 。 （1）求方框下落的最大速度 v m （设磁场区域在数值方 向足够长） ； （2）当方框下落的加速度为 时，求方框的发热功率 2 g P； （3）已知方框下落时间为 t 时，下落高度为 h，其速度为 v t （v t v m ） 。 若在同一时间 t 内，方框内产生的热与一恒定电流 I 0 在该框 内产生的热相 同，求恒定电流 I 0 的表达式。高二物理专题复习一 电磁感应答案 1、D2、答案：收缩 变小 3、A 4、答案：C 5、C 6、 （1）5s 末：I 1 A，电路中：I 1 :I 2 =R
12、2 :R 1 =1:2，干路电流 I3I 1 32=6A（2 分） 2 4 EBLvI(R 并 +r) （1 分） 金属杆的速度 m/s （1 分） 15 1 8 . 0 1 5 . 1 3 5 . 1 3 6 ) ( BL r R I v 并 5s 末金属杆的动能 J （1 分） 5 . 112 2 1 2 mv E k （2）解法一：F A BIL 0.861 = 4.8N （2 分）5s 末安培力的功率 P A F A v 4.815 = 72W （2 分） （3）W 1 = I 1 2 R 1 t，根据图线，I 1 2 t 即为图线与时间轴包围的面积 （1 分） 又 P 1 :P 2
13、:P r = 1:2:3 （1 分） 所以 W A 6W 1 J （1 分） 180 3 5 4 2 1 6 由动能定理，得 W F W A E k（1 分） 5s 内拉力 F 做的功 W F W A E k 180+112.5 = 292.5 J 7、解：（1）设金属杆 AB 进入半圆形轨道时的速度为 V 1 ，金属杆 AB 刚好能通过半圆形轨道最高点 DF ，设此时 速度为 V 2 ,则： （2 分） 2 2 V mg m R 又金属杆在运动过程中，机械能守恒： （3 分） 2 2 1 2 1 1 2 2 2 mV mV mg R 解得： ， （2 分） 1 5 V gR 2 V gR （
14、2）金属杆 AB 刚到上层导轨瞬间电动势最大即 （2 分） 2 m E BLV 则回路中电流最大： （2 分） 2 m m E I r 解得： （2 分） r Rg BL I m 2 8、 （1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有 mgsin F 安 （1 分） F 安 BIL （1 分） I （1 分） 其中 R 总 6R （1 分） BLvm R 总 所以 mgsin 解得最大速度 v m （1 分） B2L2vm R 总 3mgR B2L2 （2）由动能定理 W G Q mv m 2 （1 分） 得放出的电热 Q 2mgs 0 sin mv m 2 （1 分） 1 2 1 2 代入上面的 v m 值，可得 Qmgs 0 （2 分） 9m3g2R2 2B4L4 （3）R 2 上消耗的功率 P 2 U2 R2 其中 UIR 并 （1 分） R 并 又 mgsin （1 分） BLvR 并 3R R 并 4RR2 4R R2 B2L2v 3R R 并 解得 P 2 （1 分） m2g2sin2 B2L2 16R2R2 (4R R2)2 m2g2sin2 B2L2当 R 2 R L 4R 时，R 2 消耗的功率最大（1 分）最大功率 P 2m m2g2R 4B2L2 9、解：（1）设通过正方形金属
