必刷卷電磁感應(yīng)難題與綜合題(共17頁)

1、 .安培曾做過如圖所示的實(shí)驗(yàn):把絕緣導(dǎo)線繞制成線圈,在線圈內(nèi)部懸掛一個(gè)用薄銅片做成的圓環(huán),取一條形磁鐵置于銅環(huán)的右側(cè),條形磁鐵的右端為N極.閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后,發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動(dòng),安培由此錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì).實(shí)際上,在電路接通的瞬間（ ） A從左側(cè)看,銅環(huán)中有逆時(shí)針的感應(yīng)電流 B從左側(cè)看,銅環(huán)中有順時(shí)針的感應(yīng)電流 C銅環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵D 銅環(huán)會(huì)靠近磁鐵等離子氣流由左方連續(xù)以速度v0射入P1和P2兩板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab直導(dǎo)線與P1、P2相連接，線圈A與直導(dǎo)線cd連接。線圈A內(nèi)有隨圖乙所示變化的磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)B的正方向規(guī)定為向左，如圖甲所示，則下列敘述正

2、確的是（ ）A.01s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥B.12s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引C.23s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引D.34s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直規(guī)定垂直紙面向里方向?yàn)榇艌?chǎng)的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時(shí)間 t變化的規(guī)律如圖乙所示則 （ ）A從0到t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向先為adcba再為abcdaB從0到t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向始終為adcbaC從0到t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來越小D從0到t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框ab邊受到的安培力越來越小如圖甲所示,金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按正弦規(guī)

3、律變化,如圖乙所示.已知磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)面向里為正方向,則下列說法正確的是（ ）A、0時(shí)間內(nèi),環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先增大后減小時(shí)間內(nèi),環(huán)中感應(yīng)電流方向先沿順時(shí)針后沿逆時(shí)針C、0時(shí)間內(nèi),金屬圓環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢(shì),兩次擴(kuò)張趨勢(shì)D、時(shí)間內(nèi),環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小如圖所示，固定的豎直光滑U型金屬導(dǎo)軌，間距為L，上端接有阻值為R的電阻，處在方向水平且垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為k的固定輕彈簧相連放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。初始時(shí)刻，彈簧處于伸長狀態(tài)，其伸長量為，此時(shí)導(dǎo)體棒具有豎直向上的初速度.在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并

4、保持良好接觸則下列說法正確的（ ）BC A初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力大小F=B初始時(shí)刻導(dǎo)體棒加速度的大小a=2g+C導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)D導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=m+如圖甲,MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成=30°角固定,M、P之間接電阻箱R,導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T.質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,其接入電路的電阻值為r.現(xiàn)從靜止釋放桿ab,測(cè)得最大速度為.改變電阻箱的阻值R,得到與R的關(guān)系如圖乙所示.已知軌距為L=2m,重力加速度g取10m/,軌道足夠

5、長且電阻不計(jì).（1）當(dāng)R=0時(shí),求桿ab勻速下滑過程中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)E的大小及桿中的電流方向;(2)求金屬桿的質(zhì)量m和阻值r;如圖所示 , 兩根相距為 L 的足夠長的光滑導(dǎo)軌的一部分處于在同一水平面內(nèi) , 另一部分與水平面的夾角為 , 質(zhì)量均為 m 的金屬細(xì)桿 ab 、 cd 與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路 , 整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 , 當(dāng)桿 ab 在平

6、行于水平導(dǎo)軌的拉力 F 作用下以大小為 v 的速度沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) , 桿 cd 也恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度大小為 g, 下列說法正確的是（ ）A. 回路中的電流為 B. 桿 ab 所受拉力的大小為 mgsin C. 回路中電流的總功率為 mgvsin D. 回路的總電阻為 如圖所示，兩根光滑足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為R（最大阻值足夠大），導(dǎo)軌的寬度L=0.5m，空間有垂直于

7、導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=1T，電阻r=1的金屬桿在F=5N的水平恒力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，金屬桿的速度達(dá)到最大速度vm，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則有（    ）A. R越大，vm越大B. 金屬桿的最大速度大于或等于20m/sC. 金屬桿達(dá)到最大速度之前，恒力F所做的功等于電路中消耗的電能D. 金屬桿達(dá)到最大速度后，金屬桿中電荷沿桿方向定向移動(dòng)的平均速率ve與恒力F成正比如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌右端接有阻值為R的電阻。一根

8、質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，并與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)使金屬棒以某初速度向左運(yùn)動(dòng)，它先后經(jīng)過位置a、b后，到達(dá)位置c處剛好靜止。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒經(jīng)過a、b處的速度分別為v1、v2，a、b間距離等于b、c間距離，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。下列說法中正確的是（      ）A. 金屬棒運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)的加速度大小為B. 金屬棒運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)通過電阻R的電流方向由Q指向NC. 金屬棒在ab與bc過程中通過電阻R的電荷量相等D. 金屬棒在a處的速度v1是其在b處速度v2的倍(10分)如圖所示，平

9、行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，傾角=30°，導(dǎo)軌間的距離L=1.0m，電阻R=3.0，電容器電容C=2F，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直與導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，質(zhì)量m=0.4kg、電阻r=1.0的金屬棒垂直置于導(dǎo)軌上。現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小F=5.0N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導(dǎo)軌向上滑行。求：（1）金屬棒ab達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大?。╣取10m/）；（2）金屬棒ab從靜止開始到勻速運(yùn)動(dòng)的過程中通過電阻的電荷量。(16分)如圖所示,傾角為=37°的光滑斜面上存在間距為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直斜面向下,一個(gè)粗細(xì)均勻質(zhì)量為

10、m、電阻為R、邊長為l的正方形金屬線框abcd,開始時(shí)線框abcd的ab邊到磁場(chǎng)的上邊緣距離為l,將線框由靜止釋放,已知d>l,ab邊剛離開磁場(chǎng)的下邊緣時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)ab邊剛離開磁場(chǎng)的下邊緣時(shí),線框中的電流和cd邊兩端的電勢(shì)差各是多大?(2)線框abcd從開始至ab邊剛離開磁場(chǎng)的下邊緣過程中產(chǎn)生的熱量。如圖光滑平行金屬導(dǎo)軌abc、,導(dǎo)軌間距為,其中ab、段水平,長度足夠長,bc、的傾角為,在間接有阻值為R的電阻,邊上有一開始處于閉合狀態(tài)的開關(guān)K,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì).水平導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,

11、傾斜軌道所在處存在一垂直于軌道所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向未知.斜面軌道和水平軌道平滑連接,導(dǎo)體棒通過此處速度大小不會(huì)改變.已知兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,金屬棒MN和PQ質(zhì)量都m,阻值均為R,長度均等于,且都垂直放在導(dǎo)軌上. 開始吋用固定的兩根絕緣柱E和F擋在金屬棒MN的右側(cè)但不粘連.讓PQ從距離斜面底端為處靜止釋放,PQ沿著斜面軌道加速下滑,最后以穩(wěn)定的速度到達(dá)斜面底端,此過程中MN始終靜止不動(dòng).  (1)判斷斜面軌道所在處的磁場(chǎng)方向,求出PQ滑到軌道底端處的速度大小; (2)求PQ在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量; (3)當(dāng)PQ滑到斜面

12、底端進(jìn)入水平軌道時(shí)立即斷開上的開關(guān)K,假設(shè)PQ在達(dá)到最后穩(wěn)定速度之前沒有與絕緣柱EF接觸.求PQ從斜面軌道上開始運(yùn)動(dòng)到在水平軌道上剛好達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中通過MN上的電荷量.如圖所示,足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置.導(dǎo)軌所在平面傾角=37°.導(dǎo)軌間距L=1m,水平虛線的上方有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),水平虛線下方有平行于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,導(dǎo)體棒ab、cd垂直放置在導(dǎo)軌上,開始時(shí)給兩導(dǎo)體棒施加約束力使它們靜止在斜面導(dǎo)體棒的上,現(xiàn)給ab棒施加沿斜面向上的拉力F,同時(shí)撤去對(duì)兩導(dǎo)體棒的約束力,使ab沿斜面向上以a=1m/的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),c

13、d棒沿斜面向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)µ=0.5,導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m=0.1kg,兩導(dǎo)體棒組成的回路總電阻為R=2,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力, g取10m/sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: （1）當(dāng)cd棒運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大時(shí),ab棒受到的拉力大小; （2）當(dāng)回路中瞬時(shí)電功率為2W時(shí),在此過程中,通過ab棒橫截面的電量; （3）當(dāng)cd棒速度減為零時(shí),在此過程中,拉力F對(duì)ab棒的沖量大小.如圖所示,兩條平行的水平導(dǎo)軌FN、EQ的間距為L,導(dǎo)軌的左側(cè)

14、與兩條豎直固定、半徑為r的 1/4光滑圓弧軌道平滑相接,圓弧軌道的最低點(diǎn)與導(dǎo)軌相切,在導(dǎo)軌左邊寬度為d的EFHG矩形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且在磁場(chǎng)的右邊界、垂直導(dǎo)軌放有一金屬桿甲,右邊界處無磁場(chǎng).現(xiàn)將一金屬桿乙從1/4圓弧軌道的最高點(diǎn)PM處由靜止釋放,金屬桿乙滑出磁場(chǎng)時(shí),與金屬桿甲相碰(作用時(shí)間極短)并粘連一起,最終它們停在距磁場(chǎng)右邊界為d的虛線CD處.已知金屬桿甲、乙的質(zhì)量均為m,接入電路的電阻均為R,它們與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為µ,且它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌間垂直且接觸良好,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),重力加速度大小為g.求: (1)金屬

15、桿乙通過圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)受到的支持力大小N;  (2)整個(gè)過程中,感應(yīng)電流通過金屬桿甲所產(chǎn)生的熱量Q; (3)金屬桿乙通過磁場(chǎng)所用的時(shí)間t.答:(1)金屬桿乙通過圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)受到的支持力大小為3mg;  (2)整個(gè)過程中,感應(yīng)電流通過金屬桿甲所產(chǎn)生的熱量為; (3)金屬桿乙通過磁場(chǎng)所用的時(shí)間為如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF傾斜放置，間距為L，與水平方向夾角為。導(dǎo)軌的底端接有阻值為R電阻，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)。現(xiàn)有一垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為B，金屬桿ab長也為L，質(zhì)量為m，電阻為r，置于導(dǎo)軌底端。給金屬桿ab一平

16、行導(dǎo)軌向上的初速度，經(jīng)過一段時(shí)間后返回底端時(shí)恰好已經(jīng)勻速。金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：（1）金屬桿ab剛向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向；（2）金屬桿ab返回時(shí)速度大小及金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端過程中損失的機(jī)械能（4）金屬桿ab從底端出發(fā)到返回底端所需要的時(shí)間。如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌相距L1 m，金屬導(dǎo)軌的傾斜部分與水平方向的夾角為37°，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中金屬棒MN和PQ的質(zhì)量均為m0.2 kg，電阻分別為RMN1 和RPQ2 .MN置于水平導(dǎo)軌上，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5

17、，PQ置于光滑的傾斜導(dǎo)軌上，兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好從t0時(shí)刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由靜止開始以a1 m/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，PQ則在平行于斜面方向的力F2作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)t3 s時(shí)，PQ棒消耗的電功率為8 W，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，水平導(dǎo)軌足夠長，MN始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)t03 s時(shí)間內(nèi)通過MN棒的電荷量；(3)求t6 s時(shí)F2的大小和方向；(4)若改變F1的作用規(guī)律，使MN棒的運(yùn)動(dòng)速度v與位移 x滿足關(guān)系：v0.4x，PQ棒仍然靜止在傾斜軌道上求MN棒從靜止開始到x5 m的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量如圖所示，無限長的光滑絕緣傾角

18、為，在斜面底端固定一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的小滑塊P。整個(gè)裝置處在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出電場(chǎng)和磁場(chǎng)）中，電場(chǎng)水平向右、磁場(chǎng)垂直紙面向里，現(xiàn)在解除對(duì)P的鎖定，經(jīng)過一段時(shí)間t撤去電場(chǎng)，又經(jīng)過前一段時(shí)間的二倍2t小滑塊回到斜面底端，且回到斜面底端時(shí)的速度大小為v，求：（1） 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值不能超過多少？（2） 電場(chǎng)力對(duì)小滑塊所做的功？如圖所示傾角為=30°的平行金屬軌道固定在水平面上,導(dǎo)軌的頂端接有定值電阻R,長度與導(dǎo)軌寬度相等的導(dǎo)體棒AB垂直于導(dǎo)軌放置,且保持與導(dǎo)軌由良好的接觸.圖中虛線1和2之間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)給導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌

19、向上的初速度,使導(dǎo)體棒穿過磁場(chǎng)區(qū)域后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)到最高位置虛線3,然后沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)到底端.已知導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線1和2時(shí)的速度大小之比為2:1,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)由虛線2到1做勻速直線運(yùn)動(dòng),虛線2、3之間的距離為虛線1、2之間距離的2倍,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒所受的摩擦阻力恒為導(dǎo)體棒重力的,除定值電阻外其余部分電阻均可忽略,求: (1)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線2的速度與沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線2的速度的比值; (2)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)剛經(jīng)過虛線1和剛到達(dá)虛線2時(shí)的加速度大小之比; (3)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過磁場(chǎng)與沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中,定值

20、電阻R上產(chǎn)生的熱量之比:為多大.答:(1)：1 (2)2（2+2）：（2+） (3) :為10:1如圖甲所示,相距d的兩根足夠長的金屬制成的導(dǎo)軌,水平部分左端ef間連接一阻值為2R的定值電阻,并用電壓傳感器實(shí)際監(jiān)測(cè)兩端電壓,傾斜部分與水平面夾角為37°.長度也為d、質(zhì)量為m的金屬棒ab電阻為R,通過固定在棒兩端的金屬輕滑環(huán)套在導(dǎo)軌上,滑環(huán)與導(dǎo)軌上MG、NH段動(dòng)摩擦因數(shù)µ=(其余部分摩擦不計(jì)).MN、PQ、GH相距為L,MN、PQGH相距為L,MN、PQ間有垂直軌道平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 1 的勻強(qiáng)磁場(chǎng),PQ、GH間有平行于斜面但大小、方向未知的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

21、B 2,其他區(qū)域無磁場(chǎng),除金屬棒及定值電阻,其余電阻均不計(jì), , sin37°=0.6，cos37°=0.8,當(dāng)ab棒從MN上方一定距離由靜止釋放通過MN、QP區(qū)域(運(yùn)動(dòng)過程ab棒始終保護(hù)水平),電壓傳感器監(jiān)測(cè)到U-t關(guān)系如圖乙所示: (1)求ab棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)B 1 時(shí)的速度大小; (2)求定值電阻上產(chǎn)生的熱量Q 1; (3)多次操作發(fā)現(xiàn),當(dāng)ab棒從MN以某一特定速度進(jìn)入MNQP區(qū)域的同時(shí),另一質(zhì)量為2m、電阻為2R的金屬棒cd只要以等大速度從PQ進(jìn)入PQHG區(qū)域,兩棒均勻速同時(shí)通過各自場(chǎng)區(qū),試

22、求B 2的大小和方向.如圖所示,電阻不計(jì)的兩金屬導(dǎo)軌相距為l,固定在水平絕緣桌面上,斜面MNPQ與水平直軌道在最低點(diǎn)相切,水平直導(dǎo)軌部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,末端與桌面邊緣平齊,一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab從距水平桌面的高度為h處無初速度釋放,進(jìn)入水平直導(dǎo)軌后向右運(yùn)動(dòng),最后離開導(dǎo)軌落到水平地面上,落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離為x.已知斜面與水平面間的夾角為,PM處所接電阻的阻值也為R,且導(dǎo)體棒ab通過磁場(chǎng)的過程中通過它的電荷量為q,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為µ,桌面離地面的高度為H,重力加速度為g.求: (1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)和離

23、開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小; (2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中,回路產(chǎn)生的焦耳熱. （天一大聯(lián)考18分）如圖所示，在水平線MN上方區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)內(nèi)有一光滑絕緣平臺(tái)，平臺(tái)左側(cè)靠墻，平臺(tái)上有帶絕緣層的輕彈簧，其左端固定在墻上，彈簧不被壓縮時(shí)右側(cè)剛好到平臺(tái)邊緣，光滑絕緣平臺(tái)右側(cè)有一水平傳送帶，傳送帶A、B兩端點(diǎn)間距離L=1m，傳送帶以速率=4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)用一帶電小物塊向左壓縮彈簧，放手后小物塊被彈出，從傳送帶的B端飛出。小物塊經(jīng)過MN邊界上C點(diǎn)時(shí)，速度方向與水平方向成45°角，經(jīng)過MN下方水平線上的D點(diǎn)時(shí)，速度方向與水平方向成60°角，傳送帶B端距離M

24、N的豎直高度=0.4m，MN與平行，間距=1.6m，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，小物塊的質(zhì)量為m=0.1kg，帶電量q=0.01C，平臺(tái)與傳送帶在同一水平線上，二者連接處縫隙很小，不計(jì)小物塊經(jīng)過連接處的能量損失，重力加速度為g=10m/，=1.732，=2.236。求：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；（2）彈簧彈性勢(shì)能的最大值；（3）當(dāng)小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)因摩擦產(chǎn)生的熱量最大時(shí)，小物塊在傳送帶上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。答案（1）E=100N/C（2）1J（3）t=0.268s如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的線框用一根絕緣細(xì)線連接起來，掛在兩個(gè)高度相同的定滑輪上，已知線框電阻為R，橫

25、邊邊長為L，水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)上下邊界的距離、線框豎直邊長均為h。初始時(shí)刻，磁場(chǎng)的下邊緣和線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，線框穿出磁場(chǎng)前，若線框已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計(jì)。則下列說法中正確的是（   ）ACDA: 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為B: 線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為C: 線框通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量Q=8mgD: 線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，若某一時(shí)刻的速度為v，則加速度為a=g(18分)如圖所示，光滑水平軌道MN、PQ和光滑傾斜軌道NF、QE在Q、N點(diǎn)連接，傾斜軌道傾角為，軌道間路均為L.水平軌道間連接著阻值為R的電阻，質(zhì)量分別為M、m，電

26、阻分別為R、r的導(dǎo)體棒a、b分別放兩軌道上，導(dǎo)體棒均與軌道垂直，a導(dǎo)體棒與水平放置的輕質(zhì)彈簧通過絕緣裝置連接，彈簧另一端固定在整直墻壁上。水平軌道所在的空間區(qū)域存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，傾斜軌道空間區(qū)域存在垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)區(qū)域僅分布在QN和EF所間的區(qū)域內(nèi)，QN、EF路離為d，兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為、，以QN為分界線且互不影響。現(xiàn)在用一外力F將導(dǎo)體棒a向拉至某一位置處，然后把導(dǎo)體棒b從緊靠分界線QN處由靜上釋放，導(dǎo)體棒b在出磁場(chǎng)邊界EF前已達(dá)最大速度。當(dāng)導(dǎo)體棒b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，撤去作用在a棒上的外力后發(fā)現(xiàn)a棒仍能靜止一段時(shí)間，然后又來回運(yùn)動(dòng)并最終停下來。(傾斜軌道

27、足夠長，重力加速度為g)求： (1)導(dǎo)體棒b在傾斜軌道上的最大速度；(2)若兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，且導(dǎo)體棒電阻均為R，從b棒開始運(yùn)動(dòng)到a棒最終靜止的整個(gè)過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q，求彈簧最初的彈性勢(shì)能。設(shè)b桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)期間，電阻R上產(chǎn)生的熱量為，a桿振動(dòng)期間，電阻R上產(chǎn)生的熱量為,則有：Q=+；因?yàn)榍覍?dǎo)體棒電阻R=r可得到，b桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)期間，由能量守恒定律：；a桿振動(dòng)期間：；計(jì)算得出：(2013東北三校二模,25)(18分)如圖甲所示,一半徑為2l、電阻為r的帶有極窄縫隙的金屬圓環(huán)和一電阻為R的定值電阻構(gòu)成一閉合回路,有一板間距為d的平行板電容器和電阻并聯(lián)。金屬圓環(huán)內(nèi)存在一半徑為l的有界勻