37(05天津)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨...

37(05天津)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨... 历届高考物理——电磁感应 37((05天津)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨～间距l为0.40m～电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m -3为6.0×10kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨～并与其保持光滑 接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R。当杆ab达到1 R1 匀速下滑～整个电路消耗的电功率为0.27W～重力加速稳定状态时以速率vP MP 2度取10m/s～试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R。 2 ab v B R 2 QN l 38((05广东)如图3所示～两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水 平面～导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒 的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧～两棒的中间用细线绑住～它们的 电阻均为R～回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向 下的匀强磁场。开始时～导体棒处于静止状态。剪断细线后～导体棒在运动过 程中 ,(回路中有感应电动势 a c ,(两根导体棒所受安培力的方向相同 ,(两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒～机械能守恒 ,(两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒～机械能不守恒 b d 图3 39((05广东)如图13所示～一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场～磁场方向垂直于 导线框所在平面～导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板～两板间的距离 为d～板长为l～t=0时～磁场的磁感应强度B从B开始均匀增大～同时～在板2的左端0 且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电量为-q的液滴以初速度v水平向右射入两板0 间～该液滴可视为质点。 ?要使该液滴能从两板间射出～磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件, ?要使该液滴能从两板间右端的中点射出～磁感应强度B与时间t应满足什么关系, 1 d B 2 图13 40((05上海)如图所示～处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距01m～导轨平面与水平面成θ=37角～下端连接阻值为R的电阻(匀强磁场方向与导轨平面垂直～质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上～棒与导轨垂直并保持良好接触～ 1 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 它们之间的动摩擦因数为0.25( ,1,求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小, ,2,当金属棒下滑速度达到稳定时～电阻R消耗的功率为8W～求该速度的大小, ,在上问中～若R=2Ω～金属棒中的电流方向由a到b～求磁感应强度的大小与方,3200向(,g=10m/s～sin37=0.6～c0s37=0.8, 2 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 【参考答案】 1.解:(1)当两金属杆都以速度v匀速滑动时,每条金属杆中产生的感应电动势分别为 ε=ε=Bdv ?由闭合电路的欧姆定律,回路中的电流强度因拉力与安培力平衡,作用1 于每根金属杆的拉力的大小为 F=F=IBd ?由???式并代入数据得(2)设两金12 -2属杆之间增加的距离为?L,则两金属杆共产生的热量代入数据得 Q=1.28×10焦 2.B 3. x (0?l) i,i 0 (l?2l) i,0 (2l?3l)如图～且x,3l处i?I 04、C 、,1,ε=0.02,伏, 5I=1.0,安,～方向从a到b ,2,f=0.1t～方向垂直斜面向上ab M=f〃bc=0.02 t fab M=mg〃bc〃cosα+mg〃cd〃sinα=mg〃bc〃,cosα+sinα,=0.028,牛〃米,G 令M=m～0.02t=0.028～t=1.4,秒, fG 6. B,D e 7、AD d ,,2f ,,,kl,tM 8、,1,感应电动势 ?a c 2kl,b ,,,B α rr感应电流 ?N 方向如图:逆时针方向 ,2,t=t秒时～B=B+kt ?F=Blv ? 101 3Blkl0F(Bkt),，B,012rl，vt所以 ?总磁通量不变Bl(l+vt)=Bl ?所以?0 22,(lB)2l9(,5分, 5分, 1R E,na,10(已知感应电动势的最大值 1 ?mm 设线圈在磁场中转动的周其为T～则有 2, 2 ,,?T 根据欧姆定律～电路中电流的最大值为 EmI, 4 ?mR，r 设交流电流的读数I～它是电流的有效值～根据有效值与最大值的关系～有 3 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 1I,I 4 ?m2 ,,1由题给的图线可读得 -2 5 ,,1.0，10Wb?m ,2 6 T,3.14，10B? 解以上各式～并代入数据～得 7 ? 22V(LB)2L11. 1R 13(B、C 14(B、C 15解:,1,ε,B2av,0.2×0.8×5,0.8V ? 1 I,ε/R,0.8/2,0.4A ? 112,2,ε,ΔФ/Δt,0.5×πa×ΔB/Δt,0.32V ? 222P,(ε/2)/R,1.28×10W ? 12 16. .(01春 17. A 17. D 18.取轴Ox垂直于磁感强度～线框转角为,如图所示,～线框长边垂直于纸面～点A、B,表示线框长边导线与纸面的交点～O点表示转轴与纸面的交点。线框长边的线速度为 ,l2v, ? 2 ,l2l一根长边导线产生的电动势为〃〃～一匝导线框所产生的感应电动势Bsin,12 E,ll,Bsin,为 ?N匝线框产生的电动势应为 112，E,NE,Nll,Bsin,t ?磁极换成钕铁硼永磁体时～设匝数为N～则有N112 ,E,Nll,KBsin,tE,E ?由可得 ,,N12NN N,N, ? K 22,,sin2vBR19.F = ,(,,,), 20.B F,F21(,1,金属棒匀速运动 ? I=ε/R? F,,BLv总 外外安 RR,2212R,,8/3(,)=BIL=BLv/R ? ? ?L,2sin,2(m)总总maxR，R212 22 ? ? F,0.2，2，5.0，3/8,0.3(N)max2222222P,,/R,BLv/R,0.2，2，5.0/4,1(W) ,2, ?111 4 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 , ,3,金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化 且 x,vt,L,2sin(x)(m)3 ,,,Bv35I,,,2sin(vt),sin(t)(A)～? ,,BLvRR343总总 22. ,1,重力mg～竖直向下支撑力N～垂直斜面向上安培力F～沿斜面向上 ,2,当ab杆速度为v时～感应电动势～此时电路中电流E,Blv EBlv I,,RR 22BLvFBIL,, ab杆受到安培力 R 根据牛顿运动定律～有 22BLv,,ma,mgsin,F,mgsin,R 22BLv,sin,,agmR 22BLvv,mgsin, ,3,当时～ab杆达到最大速度 mR mgRsin, ,vm22BL 23. D 24(A 25(,1,粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P到P的时间为t～电场12 强度的大小为E～粒子在电场中的加速度为a～由牛顿第二定律及运动学有 qE , ma ? y vt , 2h ?0 12at,h ?P 12 由?、?、?式解得 h 2x mv02h 0 P 2E, ?θ 2qhC 2h ,2,粒子到达P时速度沿x方向的分量仍为v～以v表示速201v 度沿y方向分量的大小～v表示速度的大小～θ表示速度和x轴的 P 3夹角～则有 2v,2ah ?1 22v,v，v ? 10 5 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 v1 ? tan,,v0 由?、?、?式得v,v ? 10 v,2v ? ?由?、?、?式得 ,,45:0 ,3,设磁场的磁感应强度为B～在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动～由牛顿第 2v,qvBm ?是圆周的半径。此圆周与轴和轴的交点分别二定律 rxyr 为,45?～由几何关系可知～连线P、P。因为OP,OP～θPP为圆轨道的直径～由此232323可求得 r, ? 2h mv0由?、?、?可得 ? B,qh 26(解:设杆向上运动的速度为v～因杆的运动～两杆与导轨构成的回路的面积减少～从 而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律～回路中的感应电动势的大小 ,,B(l,l)v ? 21 ,回路中的电流 ? I,R xy 电流沿顺时针方向。两金属杆都要受到安培力作用～作用于杆的安培力为11 f,BlI ? 11 xyf,BlI方向向上～作用于杆的安培力 ? 2222 方向向下。当杆作为匀速运动时～根据牛顿第二定律有 F,mg,mg，f,f,0 ? 1212 F,(m，m)g12I,解以上各式～得 ? B(l,l)21 F,(m，m)g12vR, ? 22Bll(,)21 P,(m，m)gv作用于两杆的重力的功率的大小 ?12 2Q,IR电阻上的热功率 ? F,(m，m)g12P,R(m，m)g由?、?、?、?式～可得 ?1222B(l,l)21 F,(m，m)g21211Q,[]R ?B(l,l)21 27(,1,不存在磁场时～由力的平衡得 F,ab,p v,2,设磁场存在时的气体流速为～则磁流体发电机的电动势E,Bav 22BavBavI,F回路中的电流 电流I受到的安培力,安aa,,R，R，LLblbl 6 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 ,Fv,F设为存在磁场时的摩擦阻力～依题意 ,Fv0 ,ab,p,F，F存在磁场时～由力的平衡得 安 Bav0E,根据上述各式解得 2Bav01，,ab,p(R，)Lbl,3,磁流体发电机发电导管的输入功率 P,abv,p abv,p0,由能量守恒定律得 故 P,P,EI，Fv2Bav01，,a,(，)bpRLbl28. A 29(解法一:设杆2的运动速度为v～由于两杆运动时～两杆间和导轨构成的回路中的磁 ,,Bl(v,v)通量发生变化～产生感应电动势 ? 0 , ? 感应电流 I,R，R12 BlI,,mg杆2作匀速运动～它受到的安培力等于它受到的摩擦力～ ?2 P,,mgv导体杆2克服摩擦力做功的功率 ? 2 mg,2解得 P,mg[v,(R，R)] ? ,201222Bl 解法二:以F表示拖动杆1的外力～以I表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流～ F,,mg,BIl,0达到稳定时～对杆1有 ? 1 P,FvBIl,,mg,0对杆2有 ? 外力F的功率 ?F02 2以P表示杆2克服摩擦力做功的功率～则有 ?P,P,I(R，R),,mgvF1210 mg,gP,mg[v,(R，R)]由以上各式得 ? ,201222Bl30(D 31(BC 32(,1,变速运动,或变加速运动、加速度减小的加速运动～加速运动,。 ,2,感应电动势 ? ,,vBL 22vBL,F,IBL,感应电流 ?安培力 ? ,IMRR 由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用～匀速时合力为零。 22vBLRF,，f ? ?？v,(F,f)22RBL 7 吉林二中物理组编辑 第 页 历届高考物理试题——电磁感应 R？B,,1 由图线可以得到直线的斜率k=2～,T, ?2kL ,3,由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f～f=2,N, ? 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力～由截距可求得动摩擦因数 ?,,0.4 33.D 34.C 35(B 36(B (4.5m/s～6.0Ω 37 38(A D 222mvdmgdmgd039(? ,,，K2222,,,rqrqrql 22,,mvdmgd0,,?B,B，，t 0222,,,,rqrql,, 40(,1,金属棒开始下滑的初速为零～根据牛顿第二定律 mgsinθ,μmgcosθ=ma ? 22由?式解得 a=10×,0.6,0.25×0.8,m/s=4m/s ? ,2,设金属棒运动达到稳定时～速度为v～所受安培力为F～棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ,μmgcosθ,F=0 ? 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率 Fv=P ? 由?、?两式解得 P8 ? v,,m/s,10m/sF0.2，10，(0.6,0.25，0.8) ,3,设电路中电流为I～两导轨间金属棒的长为l～磁场的磁感应强度为B vBl I, ? R2 ? P,IR PR8，2B,,,0.4T由?、?两式解得 ? vl10，1 磁场方向垂直导轨平面向上( 8 吉林二中物理组编辑 第 页