高考物理一輪復習講練析學案之 電磁感應電磁感應定律的綜合應用

1、2011年高考物理一輪復習講練析精品學案之第10章 電磁感應 第3講 電磁感應定律的綜合應用一、考情直播1.考綱解讀考綱內(nèi)容能力要求考向定位1電磁感應中的電路問題2電磁感應中的圖象問題3電磁感應中的力與運動問題4電磁感應中的能量及動量問題1、理解安培力做功的實質(zhì)。2能熟練掌握電磁感應中的電路問題、圖象問題、力與運動問題的分析方法與技巧。電磁感應定律的綜合應用主要表現(xiàn)在以下幾方面：1電磁感應問題與電路問題的綜合，解決這類電磁感應中的電路問題，一方面要考慮電磁學中的有關規(guī)律如右手定則、法拉第電磁感應定律等；另一方面還要考慮電路中的有關規(guī)律，如歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)等，有時可能還會用到力學的知識

2、2電磁感應中切割磁感線的導體要運動，感應電流又要受到安培力的作用，因此，電磁感應問題又往往和力學問題聯(lián)系在一起，解決電磁感應中的力學問題，一方面要考慮電磁學中的有關規(guī)律；另一方面還要考慮力學中的有關規(guī)律，要將電磁學和力學的知識綜合起來應用2考點整合考點一 電磁感應中的圖像問題電磁感應中常涉及、和隨時間t變化的圖像，即B-t圖像、-t圖像、E-t 圖像和I-t圖像等。對于切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的情況還常涉及感應電動勢E和感應電流I隨線圈位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像。這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關圖像分析電磁感應過程

3、，求解相應的物理量。不管是何種類型，電磁感應中的圖像問題常需利用、和等規(guī)律分析解決。特別提醒 在分析電磁感應中的圖像問題時，如果是在分析電流方向問題時一定要緊抓住圖象的斜率，圖象斜率的正負代表了電流的方向；另外還要注意導體在磁場中切割磁感線時有效長度的變化與圖象相結合的問題在近幾年的高考中出現(xiàn)的頻率較高，在分析這類問題時除了運用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等規(guī)律外還要注意相關集合規(guī)律的運用。例1、(08上海)如圖12-1-1所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動，經(jīng)過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，導體棒中的感應電動勢e與導體棒位置x關系的圖像是（ ）解析：在x

4、=R左側，設導體棒與圓的交點和圓心的連線與x軸正方向成角，則導體棒切割有效長度L=2Rsin，電動勢與有效長度成正比，故在x=R左側，電動勢與x的關系為正弦圖像關系，由對稱性可知在x=R右側與左側的圖像對稱。答案：A。 規(guī)律總結處理圖象問題，可從以下六個方面入手分析：一要看坐標軸表示什么物理量；二要看具體的圖線，它反映了物理量的狀態(tài)或變化；三要看斜率，斜率是縱坐標與橫坐標的比值，往往有較豐富的物理意義；四要看圖象在坐標軸上的截距，它反映的是一個物理量為零時另一物理量的狀態(tài)；五要看面積，如果縱軸表示的物理量與橫軸表示的物理量的乘積，與某個的物理量的定義相符合，則面積有意義，否則沒有意義；六要看（

5、多個圖象）交點考點二、電磁感應與電路的綜合關于電磁感應電路的分析思路其步驟可歸納為“一源、二感、三電”，具體操作為：對于電磁感應電路的一般分析思路是：先電后力，具體方法如下：先做“源”的分析：分離出電路中由電磁感應所產(chǎn)生的，并求出電源的和電源的。在電磁感應中要明確切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路相當于，其他部分為。接著用右手定則或楞次定律確定感應電流的。在電源（導體）內(nèi)部，電流由（低電勢）流向電源的（高電勢），在外部由正極流向負極。再做路的分析：分析電路的結構，畫出，弄清電路的，再結合閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)求出相關部分的，以便計算。然后做力的分析：分離力學研究對象（通常是電

6、路中的桿或線圈）的受力分析，特別要注意力與力的分析。接著運動狀態(tài)的分析：根據(jù)力與運動狀態(tài)的關系，確定物體的。最后做能量的分析：找出電路中能量的部分結構和電路中能量部分的結構,然后根據(jù)能的轉化與守恒建立等式關系.【例2】如圖12-1-2所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B=0.5 T，并且以=0.1 T/s在變化，水平軌道電阻不計，且不計摩擦阻力，寬0.5 m的導軌上放一電阻R0=0.1 的導體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量M=0.2 kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4 ，圖中的l=0.8 m，求至少經(jīng)過多長時間才能吊起重物.解析：由法拉第電磁感應定律可求出回路感應電動勢：E=由閉合電

7、路歐姆定律可求出回路中電流I=由于安培力方向向左，應用左手定則可判斷出電流方向為順時針方向（由上往下看）.再根據(jù)楞次定律可知磁場增加，在t時磁感應強度為： B =（B·t） 此時安培力為：F安=BIlab； 由受力分析可知 F安=mg由式并代入數(shù)據(jù)：t=495 s規(guī)律總結錯解分析：（1）不善于逆向思維，采取執(zhí)果索因的有效途徑探尋解題思路；（2）實際運算過程忽視了B的變化，將B代入F安=BIlab，導致錯解.考點三、電磁感應中的動力學問題：感應電流在磁場中受到的作用，因此電磁感應問題往往跟學問題聯(lián)系在一起。解決這類問題需要綜合應用電磁感應規(guī)律（法拉第電磁感應定律）及力學中的有關規(guī)律（牛

8、頓運動定律、動量守恒定律、動量定理、動能定理等），分析時要特別注意、速度v達的特點。電磁感應中產(chǎn)生的感應電流在磁場中將受到安培力的作用，從而影響導體棒的受力情況和運動情況。這類問題的分析思路如下：合外力運動導體所受的安培力F=BIL感應電流確定電源（E，r）臨界狀態(tài)態(tài)v與a方向關系運動狀態(tài)的分析a變化情況F=ma為零不為零處于平衡狀態(tài)例3如圖12-1-3所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP放置在水平面內(nèi).MO間接有阻值為R=3的電阻.導軌相距d=lm，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感強度B=0.5T.質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=l的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸良好，現(xiàn)用平行于 MN的恒

9、力F=1N向右拉動CD，CD受摩擦阻力f恒為0.5N.求(1)CD運動的最大速度是多少?(2)當CD達到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少?(3)當CD的速度為最大速度的一半時，CD的加速度是多少?解析：（1）對于導體棒CD，由安培定則得：F0=BId根據(jù)法拉第電磁感應定律有：E=Bdv在閉合回路CDOM中，由閉合電路歐姆定律得：I=E/(R+r)當v=vmax時，有:F=F0+f由以上各式可解得：（2）當CD達到最大速度時有E=Bdvmax，則可得Imax=Emax/(R+r)由電功率公式可得Pmax=I2maxR由以上各式可得電阻R消耗的電功率是：(3)當CD的速度為最大速度的一半時1分

10、回路中電流強度為：I=E/(R+r) ，CD受到的安培力大小由牛頓第二定律得：F合=F-F/-f，代入數(shù)據(jù)可解得：a=2.5m/s2規(guī)律總結分析綜合問題時，可把問題分解成兩部分電學部分與力學部分來處理電學部分思路：先將產(chǎn)生電動勢的部分電路等效成電源，如果有多個，則應弄清它們間的（串、并聯(lián)或是反接）關系再分析內(nèi)、外電路結構，作出等效電路圖，應用歐姆定律理順電學量間的關系力學部分思路：分析通電導體的受力情況及力的效果，并根據(jù)牛頓定律、動量、能量守恒等規(guī)律理順力學量間的關系分析穩(wěn)定狀態(tài)或是某一瞬間的情況，往往要用力和運動的觀點去處理注意穩(wěn)定狀態(tài)的特點是受力平衡或者系統(tǒng)加速度恒定，穩(wěn)定狀態(tài)部分（或全部

11、）物理量不會進一步發(fā)生改變非穩(wěn)態(tài)時的物理量，往往都處于動態(tài)變化之中，瞬時性是其最大特點而“電磁感應”及“磁場對電流的作用” 是聯(lián)系電、力兩部分的橋梁和紐帶，因此，要緊抓這兩點來建立起相應的等式關系考點四、電磁感應中的能量問題：電磁感應的過程實質(zhì)上是的轉化過程，電磁感應過程中產(chǎn)生的感應電流在磁場中必定受到力的作用，因此，要維持感應電流的存在，必須有“外力”克服力做功。此過程中，其他形式的能量轉化為能?！巴饬Α笨朔才嗔ψ隽硕嗌俟?，就有多少其他形式的能轉化為能。當感應電流通過用電器時，能又轉化為其他形式的能量。安培力做功的過程是的過程。安培力做了多少功就有多少電能轉化為其他形式的能。解決這類問題的

12、方法是：1. 用法拉第電磁感應定律和緊接著要學到的楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。2. 畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率的表達式。3. 分析導體機械能的變化，用能量守恒關系得到機械功率的改變所滿足的方程。例4、如圖12-1-4所示，abcd為靜止于水平面上寬度為L而長度很長的U形金屬滑軌，bc邊接有電阻R，其它部分電阻不計。ef為一可在滑軌平面上滑動、質(zhì)量為m的均勻金屬棒。今金屬棒以一水平細繩跨過定滑輪，連接一質(zhì)量為M的重物。一勻強磁場B垂直滑軌面。重物從靜止開始下落，不考慮滑輪的質(zhì)量，且金屬棒在運動中均保持與bc邊平行。忽略所有摩擦力。則：（1）當金屬棒作勻速運動時，其速率是多少？

13、（忽略bc邊對金屬棒的作用力）。（2）若重物從靜止開始至勻速運動時下落的總高度為h，求這一過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。解析：視重物M與金屬棒m為一系統(tǒng)，使系統(tǒng)運動狀態(tài)改變的力只有重物的重力與金屬棒受到的安培力。由于系統(tǒng)在開始一段時間里處于加速運動狀態(tài)，由此產(chǎn)生的安培力是變化的，安培力做功屬于變力做功。系統(tǒng)的運動情況分析可用簡圖表示如下：棒的速度v棒中產(chǎn)生的感應電動勢E通過棒的感應電流I棒所受安培力棒所受合力棒的加速度a當a=0時，有，解得題設情況涉及到的能量轉化過程可用簡圖表示如下：電流做功安培力做負功重力做功M的重力勢能系統(tǒng)等速時的動能被轉化的動能電能能能由能量守恒定律有解得【方法規(guī)律】從求焦

14、耳熱的過程可知，此題雖屬變化的安培力做功問題，但我們不必追究變力、變電流做功的具體細節(jié)，只需弄清能量的轉化途徑，用能量的轉化與守恒定律就可求解。在分析電磁感應中的能量轉換問題時常會遇到的一個問題是求回路中的焦耳熱,對于這個問題的分析常有三種思路：、若感應電流是恒定的，一般利用定義式Q=I2Rt求解。、若感應電流是變化的，由能的轉化與守恒定律求焦耳熱（不能取電流的平均值由Q=I2Rt求解）。、既能用公式Q=I2Rt求解，又能用能的轉化與守恒定律求解的，則可優(yōu)先用能的轉化與守恒定律求解。二、高考熱點探究 真題1（2006廣東高考）如圖12-3-5所示，在磁感應強度大小為B、方向垂直向上的勻強磁場中

15、，有一上、下兩層均與水平面平行的“U”型光滑金屬導軌，在導軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿A1和A2，開始時兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直設兩導軌面相距為H，導軌寬為L，導軌足夠長且電阻不計，金屬桿單位長度的電阻為r現(xiàn)有一質(zhì)量為m/2的不帶電小球以水平向右的速度v0撞擊桿A1的中點，撞擊后小球反彈落到下層面上的C點C點與桿A2初始位置相距為S求：回路內(nèi)感應電流的最大值；整個運動過程中感應電流最多產(chǎn)生了多少熱量；當桿A2與桿A1的速度比為13時，A2受到的安培力大小剖析對小球和桿A1組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得： 又 svt 三式聯(lián)立解得： 回路內(nèi)感應電動勢的最大值 回路內(nèi)

16、感應電流的最大值 三式聯(lián)立解得： 對兩棒組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得：由能量守恒定律，整個運動過程中感應電流最多產(chǎn)生熱量為：由動量守恒定律得： 又，A2受到的安培力大小 名師指引此題將電磁感應、電路、動量及能量守恒、受力分析及平拋運動等知識巧妙地結合在一起，既考查了穩(wěn)定狀態(tài)，又考查了穩(wěn)定前的瞬時分析，是一道經(jīng)典好題本題是廣東卷將不同考點的知識有機的組合在一起的典例，也代表著廣東卷命題的一個新趨勢新特點，考生應在平時多加訓練，培養(yǎng)將題目還原的能力。新題導練如圖12-1-6所示，一個很長的豎直放置的圓柱形磁鐵，產(chǎn)生一個中心輻射的磁場（磁場水平向外），其大小為（其中r為輻射半徑），設一個與磁鐵同軸的

17、圓形鋁環(huán)，半徑為R（大于圓柱形磁鐵的半徑），而彎成鋁環(huán)的鋁絲其橫截面積為S，圓環(huán)通過磁場由靜止開始下落，下落過程中圓環(huán)平面始終水平，已知鋁絲電阻率為，密度為0，試求：（1）圓環(huán)下落的速度為v時的電功率（2）圓環(huán)下落的最終速度（3）當下落高度h時，速度最大，從開始下落到此時圓環(huán)消耗的電能.答案：（1）由題意知圓環(huán)所在處在磁感應強度B為 圓環(huán)的有效切割長度為其周長即 ，圓環(huán)的電阻R電為當環(huán)速度為v時，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為，電流為故圓環(huán)速度為v時電功率為P=I2R電，聯(lián)立以上各式解得（2）當圓環(huán)加速度為零時，有最大速度vm此時由平衡條件 而聯(lián)立解得（3）由能量守恒定律， 解得（考點參考答案考點一

18、 磁感應強度B、磁通量、感應電動勢E、感應電流I，右手定則，楞次定律，法拉第電磁感應定律?？键c二、電源，電動勢E，內(nèi)阻r，電源，外電路，方向，負極，正極。等效電路圖，連接方式，電流大小，安培力；摩擦，安培；運動性質(zhì)；提供，消耗考點三、安培力，力，a =0，最大值考點四、能量，安培，安培，電，電，電，電能轉化為其它形式能三、搶分頻道限時基礎訓練（20分鐘）班級 姓名 成績bNdcaRMv圖11、（廣州2008屆第一次六校聯(lián)考）如圖1所示，兩根相距為L的平行直導軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計，MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R，整個裝置處于勻強磁

19、場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以v（如圖）做勻速運動，令U表示MN兩端電壓的大小，則（ ）A、U=vBL/2，流過固定電阻R的感應電流由b到dB、U=vBL/2，流過固定電阻R的感應電流由d到bC、U=vBL，流過固定電阻R的感應電流由b到dD、U=vBL，流過固定電阻R的感應電流由d到b1、答案：A。Fab電阻圖22.如圖2所示，位于一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌所在的平面，導軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導軌上并與導軌垂直?，F(xiàn)用一平行于導軌的恒力F拉ab，使它由

20、靜止開始向右運動。桿和導軌的電阻、感應電流產(chǎn)生的磁場均可不計。用E表示回路中的感應電動勢，i表示回路中的感應電流，在i隨時間增大的過程中，電阻消耗的功率（ ）A.等于F的功率 B.等于安培力的功率的絕對值C.等于F與安培力合力的功率 D.小于iE2.答案：B。解析安培力的功率就是電功率；F和安培力的合力做功增加ab的動能。3、（北京宣武區(qū)2008屆期末考）一環(huán)形線圈放在勻強磁場中，設第1s內(nèi)磁感線垂直線圈平面（即垂直于紙面）向里，如圖3所示。若磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖4所示，那么第3s內(nèi)線圈中感應電流的大小與其各處所受安培力的方向是（ ）A大小恒定，沿順時針方向與圓相切B大小恒定，沿

21、著圓半徑指向圓心C逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心D逐漸增加，沿逆時針方向與圓相切3、答案：C4（2007江蘇模擬）如圖5所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為W1，通過導線截面的電量為q1；第二次用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2，通過導線截面的電量為q2，則（）AW1W2，q1q2 BW1W2，q1=q2CW1W2， q1=q2 DW1W2， q1q24C 依題意第1次的速度是第2次的3倍而電荷量取決于5如圖6甲所示，光滑導軌水平放置在與水平方向夾角斜向下的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)

22、定斜向下為正方向），導體棒ab垂直導軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止狀態(tài)。規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力的正方向，則在0t時間內(nèi)，能正確反映流過導體棒ab的電流i和導體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是( )5、答案：D。6(陜西西工大附中2008年高三第四次模擬)如圖7所示，當金屬棒a在處于磁場中的金屬軌道上運動時，金屬線圈b向右擺動，則金屬棒a ( ) A向左勻速運動 B向右減速運動 C向左減速運動 D向右加速運動6、答案：BC。解析：根據(jù)楞次定律可知穿過線圈的磁通量在減少，可見金屬棒a向左減速運動或向右減速運動。7、

23、如圖12-3-20所示，有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感強度為B，一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm，則（ ）A如果B增大，vm將變大 B如果變大，vm將變大C如果R變大，vm將變大 D如果m變小，vm將變大7、答案：B、C。解析： 金屬桿下滑過程中受力情況如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律得：所以金屬桿由靜止開始做加速度減小的加速運動，當時，即，此時達最大速度vm，可得：，故由此式知選項B、C正確8、（北京西城區(qū)2008年4月抽樣）如圖9所示，兩根間距為d的平行光

24、滑金屬導軌間接有電源E，導軌平面與水平面間的夾角=30°。金屬桿ab垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好。整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中。當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)。若將磁場方向改為豎直向上，要使金屬桿仍保持靜止狀態(tài)，可以采取的措施是（ ）A減小磁感應強度BB調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小C減小導軌平面與水平面間的夾角D將電源正負極對凋使電流方向改變8、答案：C。9如圖9所示，通電導體棒AC靜止于水平導軌上，并和導軌垂直，棒的質(zhì)量為m，有效長度為L，通過的電流為I。整個裝置處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向和導軌平面的夾角為。試求： AC棒受到

25、的摩擦力的大小和方向 導軌受到AC棒的壓力的大小12。 f = ILBsin 水平向右 N = mg-ILBcos15如圖所示，在勻強磁場中，與磁感應強度B成30°角放置一矩形線圈，線圈長l1=10cm、寬l2=8cm，共100匝，線圈電阻r=1.0，與它相連的電路中，電阻R1=4.0，R2=5.0，電容C=50F，磁感應強度變化如圖乙所示，開關S在t0=0時閉合，在t2=1.5s時又斷開，求：(1)t=1.0s時，R2中電流的大小及方向；(2)S斷開后，通過R2的電量。15(1)=0.2V；R2中電流大小為：=0.02A，電流方向通過R2時向左。(2)通過R2的電荷量：=5

26、5;10-6C?；A提升訓練0Btt乙甲bcdaBPQ1（2008學年度第一學期寶山區(qū)高三物理期末測試）如圖12-1-7甲所示，光滑導體框架abcd 水平放置，質(zhì)量為m的導體棒PQ平行于c放在ab、cd上，且正好卡在垂直于軌道平面的四枚光滑小釘之間?；芈房傠娮铻镽，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁場的磁感強度B隨時間t的變化情況如圖乙所示（規(guī)定磁感強度方向向上為正），則在間0t內(nèi)，關于回路內(nèi)的感應電流I及小釘對PQ的彈力N，下列說法中正確的是（ ）AI的大小是恒定的；BI的方向是變化的；CN的大小是恒定的；圖12-1-7DN的方向是變化的。1、答案：AC。解析：圖象的斜率沒發(fā)生變化

27、，因此I的方向和大小都不變，因此A對B錯，磁感強度在均勻減小，則桿受的安培力變小，則C錯；N開始向右后向左，則D錯。2、某同學在實驗室里熟悉各種儀器的使用他將一條形磁鐵放在轉盤上，如圖12-1-8甲所示，磁鐵可隨轉盤轉動，另將一磁感強度傳感器固定在轉盤旁邊，當轉盤（及磁鐵）轉動時，引起磁感強度測量值周期性地變化，該變化與轉盤轉動的周期一致經(jīng)過操作，該同學在計算機上得到了如圖乙所示的圖像該同學猜測磁感強度傳感器內(nèi)有一線圈，當測得磁感強度最大時就是穿過線圈的磁通量最大時按照這種猜測（ ）A、在t=0.1s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的方向發(fā)生了變化B、在t=0.15s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的方向

28、發(fā)生了變化C、在t=0.1s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的大小達到了最大值D、在t=0.15s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的大小達到了最大值2、答案：A C。解析：在t=0.1s時刻，圖象的斜率方向發(fā)生了變化，因此線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的方向發(fā)生了變化，A對；從0.1s到0.15s時間內(nèi)曲線上各點的斜率方向趨向相同，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的方向不發(fā)生了變化因此B錯；在t=0.1s時刻，曲線的斜率斜率最大，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的大小達到了最大值因此C對，在t=0.15s時刻，曲線的斜率最小，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的大小為0，所以D錯。3（豫南七校2008-2009學年度上期期末聯(lián)考）如圖12-1-9所示，

29、垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?，磁感應強度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在下圖中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動距離的關系圖象正確的是（ ）3、答案：D4（2006上海物理）如圖12-1-10所示，平行金屬導軌與水平面成角，導軌與固定電阻R1和R2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面有一導體棒ab，質(zhì)量為m，導體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為V時，受到安培力的大小為F。此時( )A電阻R1消耗的熱功率為Fv/3B電阻 R1消耗的熱功

30、率為Fv/6C整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個裝置消耗的機械功率為（Fmgcos）v4、答案。BCD。解析：由法拉第電磁感應定律得，回路總電流，安培力，所以電阻R1的功率，B選項正確。由于摩擦力，故因摩擦而消耗的熱功率為，整個裝置消耗的機械功率為，故CD兩項也正確。即本題應選BCD。5、（上海青浦區(qū)08-09學年上學期高三期末質(zhì)量抽查考試物理試卷）如圖12-1-11所示，光滑的“”型金屬導體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好。磁感應強度分別為B1、B2的有界勻強磁場方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域?，F(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當金屬

31、棒進入磁場B1區(qū)域后，恰好作勻速運動。以下說法中正確的有（ ）A若B2=B1，金屬棒進入B2區(qū)域后將加速下滑；B若B2=B1，金屬棒進入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑；C若B2<B1，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先加速后勻速下滑；D若B2>B1，金屬棒進入B2區(qū)域后可能先減速后勻速下滑。5、答案：BD。能力提升訓練1在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場，如圖12-1-13所示PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大。一個半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從如圖所示位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為v/2，

32、則下列說法正確的是（ ）A此時圓環(huán)中的電功率為B此時圓環(huán)的加速度為C此過程中通過圓環(huán)截面的電量為D此過程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv21、答案：AC。解析：當圓環(huán)直徑剛好與邊界線PQ重合時，回路中的感應電動勢為：E=2B2av/2=2Bav?；芈分械碾娏鞔笮椋篒=2Bav/R，此時圓環(huán)中的電功率為P=EI=4(Bav)2/R，則A對；圓環(huán)受的安培力為F=8B2a2v/R，此時圓環(huán)的加速度為a=F/m=8B2a2v/Rm，則B錯；當圓環(huán)直徑剛好與邊界線PQ重合時，回路中變化的磁通量為=BS/2-（- BS/2）=Ba2,根據(jù)感應電量q=/R可得此過程中通過圓環(huán)截面的電量為Ba2/R，則C對；

33、此時回路中產(chǎn)生的電能為：Q=0.375 mv2，則D錯。2、兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為斜角上，導軌的左端接有電阻R，導軌自身的電阻可忽略不計。斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m，電阻可不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力作用下沿導軌勻速上滑，并上升h高度，如圖所示。在這過程中( ）FRBab圖12-1-15A、作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于零；B、作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和；C、金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱；D、恒力F與重力的合力所作的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱2、答案：ACD。解析：

34、由力的平衡知答案A對；由安培力做功的特點知金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱，則C對；由力的合成可知恒力F與重力的合力大小等于安培力的大小，因此D對。圖12-1-163（2007山東濟南）如圖12-1-16所示，水平放置的光滑平行金屬導軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab.導軌地一端連接電阻R，其他電阻均不計，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面向下，金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止起向右運動則（）A隨著ab運動速度的增大，其加速度也增大B外力F對ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C當ab做勻速運動時，外力F做功的功率等于電路中的電功率D無論ab做何種運動，它克服安培力做的功一定等于電路

35、中產(chǎn)生的電能3答案：C、D 。解析：速度增大安培力增大，加速度減小，F(xiàn)所做的功還增加了動能，安培力做功全部轉化為電能4.如圖12-1-17所示，質(zhì)量為M的條形磁鐵與質(zhì)量為m的鋁環(huán)，都靜止在光滑的水平面上，當在極短的時間內(nèi)給鋁環(huán)以水平向右的沖量I，使環(huán)向右運動，則下列說法不正確的是( )圖12-1-17A在鋁環(huán)向右運動的過程中磁鐵也向右運動B磁鐵運動的最大速度為I/(M+m)C鋁環(huán)在運動過程中，能量最小值為ml2/2(M+m)2D鋁環(huán)在運動過程中最多能產(chǎn)生的熱量為I2/2m4.答案：D。解析：鋁環(huán)向右運動時，環(huán)內(nèi)感應電流的磁場與磁鐵產(chǎn)生相互作用，使環(huán)做減速運動，磁鐵向右做加速運動，待相對靜止后，

36、系統(tǒng)向右做勻速運動，由I=(m+M)v，得v=I/(m+M)，即為磁鐵的最大速度，環(huán)的最小速度，其動能的最小值為m/2·I/(m+M)2，鋁環(huán)產(chǎn)生的最大熱量應為系統(tǒng)機械能的最大損失量，I2/2m-I2/2(m+M)=MI2/2m(m+M)5（上海市部分重點中學2008年高三第二次聯(lián)考）間距為l的水平平行金屬導軌間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B0，導軌足夠長且電阻不計。完全相同的兩根金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m、電阻均為R，靜止放在導軌上，間距也為l。t=0時刻起，cd桿的外力作用下開始向右勻加速直線運動，加速度大小保持a，t1時刻，ab桿開始運動。求：（1）認為導軌與金屬桿之間

37、最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，則最大靜摩擦力多大？B0llabcd圖12-3-21（2）t1時刻外力的功率多大？（3）若在t=0時刻起，B從B0開始隨時間變化，可保持金屬桿中沒有感應電流，求出B隨時間變化關系。5解析：1）ab開始運動時，受到的安培力等于摩擦力2）3）經(jīng)過任意t時間，都應滿足，解得abcdBF圖12-3-226、（北京豐臺區(qū)2008年一模）如圖12-3-22所示，在與水平方向成=30°角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計。空間存在著勻強磁場，磁感應強度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上。導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好

38、構成閉合回路，每根導體棒的質(zhì)量m=2.0×10-2kg、電阻r=5. 0×10-2，金屬軌道寬度l=0.50m?，F(xiàn)對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之沿軌道勻速向上運動。在導體棒ab運動過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上。g取10m/s2，求：（1）導體棒cd受到的安培力大??；（2）導體棒ab運動的速度大??；（3）拉力對導體棒ab做功的功率。6、解析：（1）導體棒cd靜止時受力平衡，設所受安培力為F安，則F安=mgsin，解得F安=0.10N （2）設導體棒ab的速度為v時，產(chǎn)生的感應電動勢為E，通過導體棒cd的感應電流為I，則：E=Blv ，I=F安=Bil，聯(lián)立

39、上述三式解得v= ，代入 數(shù)據(jù)得：v=1.0m/s（3）設對導體棒ab的拉力為F，導體棒ab受力平衡，則：F=F安+mgsin，解得：F=0.20N，拉力的功率P=Fv ，解得：P = 0.20W 7(上海市寶山區(qū)2008年高考模擬)如圖12-3-23甲所示，質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒a從高h=0.2m處由靜止沿光滑的弧形導軌下滑，然后進入寬l=0.5m的光滑水平導軌, 水平導軌處于豎直向下、磁感強度B=0.2T的廣闊勻強磁場中。在水平導軌上原先另有一靜止的金屬棒b，其質(zhì)量與金屬棒a質(zhì)量的相等。已知金屬棒a和b的電阻分別是0.1，導軌的電阻不計，整個水平導軌足夠長。（1）金屬棒a進入磁場的瞬間，金屬棒b的