2020屆高三物理電磁感應(yīng)類綜合問題專題復(fù)習(xí)

2020屆高三物理《電磁感應(yīng)類綜合問題》一、往年浙江高考題(2015.10)如圖1所示，質(zhì)量m=3.0X10-3kg的“I~1”型金屬細(xì) .框豎直放置在兩水銀槽中，'“一1”型框的水平細(xì)桿CD長l=0.20m,處于「,磁感應(yīng)強度大小耳=1.0T、方向水平向右的勻強磁場中，有一匝數(shù)n=300匝、面積S=0.01m2的線圈通過開關(guān)K與兩水銀槽相連。線圈處于與線圈平面垂直的、沿豎直方向的勻強磁場中，其磁感應(yīng)強度耳的大小隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示。 2(1)求0?0.10s線圈中的感應(yīng)電動勢大??；(2)t=0.22s時閉合開關(guān)K,若細(xì)桿CD所受安培力方向豎直向上，判斷CD中的電流方向及磁感應(yīng)強度8"勺方向；(3)t=0.22s時閉合開關(guān)K,若安培力遠(yuǎn)大于重力，細(xì)框跳起的最大高度h=0.20m,求通過細(xì)桿CD的電荷量。(2016.4)某同學(xué)設(shè)計了一個電磁推動加噴氣推動的火箭發(fā)射裝置，如圖所示.豎直固定在絕緣底座上的兩根長直光滑導(dǎo)軌，間距為L.導(dǎo)軌間加有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場B.絕緣火箭支撐在導(dǎo)軌間，總質(zhì)量為m,其中燃料質(zhì)量為m,,燃料室中的金屬棒EF電阻為R,并通過電刷與電阻可忽略的導(dǎo)軌良好接觸.引燃火箭下方的推進劑，迅速推動剛性金屬棒CD(電阻可忽略且和導(dǎo)軌接觸良好)向上運動，當(dāng)回路CEFDC面積減少量達到最大值A(chǔ)S,用時At,此過程激勵出強電流，產(chǎn)生電磁推力加速火箭.在At時間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱使燃料燃燒形成高溫高壓氣體.當(dāng)燃燒室下方的可控噴氣孔打開后，噴出燃?xì)膺M一步加速火箭.(1)求回路在At時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值及通過金屬棒EF的電荷量，并判斷金屬棒EF中的感應(yīng)電流方向；(2)經(jīng)At時間火箭恰好脫離導(dǎo)軌，求火箭脫離時的速度V。(不計空氣阻力)(3)火箭脫離導(dǎo)軌時，噴氣孔打開，在極短的時間內(nèi)噴射出質(zhì)量為m,的燃?xì)猓瑖姵龅娜細(xì)庀鄬姎馇盎鸺乃俣葹閡,求噴氣后火箭增加的速度Av.(提示：可選噴氣前的火箭為參考系)22.(2016?10)為了探究電動機轉(zhuǎn)速與彈簧伸長量之間的關(guān)系，小明設(shè)計了如圖所示的裝置.半徑為l的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，一根長也為1、電阻為R的金屬棒ab一端與導(dǎo)軌接觸良好，另一端固定在圓心處的導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸00,上，由電動機A帶動旋轉(zhuǎn).在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面，大小為耳、方向豎直向下的勻強磁場.另有一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒cd用輕質(zhì)彈簧懸掛在豎直平面內(nèi)，并與固定在豎直平面內(nèi)的“小'型導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌間距為1,底部接阻值也為R的電阻，處于大小為耳、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場中.從圓形金屬導(dǎo)軌引出導(dǎo)線和通過電刷從轉(zhuǎn)軸引出導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)S與“「’型導(dǎo)軌連接.當(dāng)開關(guān)S斷開，棒cd靜止時，彈簧伸長量為x°；當(dāng)開關(guān)S閉合，電動機以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，棒cd再次靜止時，彈簧伸長量變?yōu)閤(不超過彈性限度).不計其余電阻和摩擦等阻力，求此時：(1)通過棒cd的電流1cd(2)電動機對該裝置的輸出功率P；(3)電動機轉(zhuǎn)動角速度3與彈簧伸長量x之間的函數(shù)關(guān)系.

22.(2017.4)間距為l的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成，如圖所示.傾角為0的導(dǎo)軌處于大小為耳、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場區(qū)間I中.水平導(dǎo)軌上的無磁場區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3m的“聯(lián)動雙桿”(由兩根長為l的金屬桿cd和ef,用長度為L的剛性絕緣桿連接構(gòu)成)，在“聯(lián)動雙桿”右側(cè)存在大小為耳、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場區(qū)間H,其長度大于L.質(zhì)量為m、長為l的金屬桿ab從傾:斜導(dǎo)軌上端釋放，達到勻速后進入水平導(dǎo)軌(無能量損失)，X.fn桿ab與“聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞，碰后桿ab和cd合在一起形個底1區(qū)/?/■^\"一廠^成“聯(lián)動三桿”.“聯(lián)動三桿”繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進入磁場區(qū) ：間H并從中滑出.運動過程中，桿ab、cd和ef與導(dǎo)軌始終 ?「 " 1接觸良好，且保持與導(dǎo)軌垂直.已知桿ab、cd和ef電阻均為R=0.02Q,m=0.1kg,l=0.5m,L=0.3m,0=30°,B]=0.1T,B2=0.2T.不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，忽略磁場邊界效應(yīng).求：(1)桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運動時的速度大小V0；(2)“聯(lián)動三桿”進入磁場區(qū)間H前的速度大小V；“聯(lián)動三桿”滑過磁場區(qū)間H產(chǎn)生的焦耳熱Q.(2017-11)如圖所示，匝數(shù)N=100、截面積S=1.0X10-2m2、電阻r=0.15Q的線圈內(nèi)有方向垂直于線圈平面向上的隨時間均勻增加的勻強磁場耳，其變化率k=0.80T/s.線圈通過開關(guān)S連接兩根相互平行、間距d=0.20m的豎直導(dǎo)軌，，下端連接阻值R=0.50Q的電阻.一根.：丁君|L阻值也為0.50Q、質(zhì)量m=1.0X10-2kg的導(dǎo)體棒ab擱置在等高的擋條上.在豎直導(dǎo)軌間的區(qū)域僅有垂直紙面的不隨時間變化的勻強磁場B2.接通開關(guān)S后，棒對擋條的壓力恰好為 ?~~零.假設(shè)棒始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻.(1)求磁感應(yīng)強度耳的大小，并指出磁場方向；(2)斷開開關(guān)S后撤去擋條，棒開始下滑，經(jīng)t=0.25s后下降了卜=0.29m,求此過程 .棒上產(chǎn)生的熱量.(20184)圖所示，在豎直平面內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，在0WxW0.65m、yW0.40m范圍內(nèi)存在一具有理想邊界、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域.一邊長l=0.10m、質(zhì)量m=0.02kg、電阻R=0.40Q的勻質(zhì)正方形剛性導(dǎo)線框abcd處于圖示位置，其中心的坐標(biāo)為(0,0.65m).現(xiàn)將線而框以初速度v0=2.0m/s水平向右拋出,線框在進入磁場過程中速度保持不變，你_然后在磁場中運動，最后從磁場右邊界離開磁場區(qū)域，完成運動全過程.線框上入在全過程中始終處于xOy平面內(nèi)、其ab邊與x軸保持平行,空氣阻力不計,g取10m/s2.求：⑴磁感應(yīng)強度B的大??；⑵線框在全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q;⑶在全過程中,cb兩端的電勢差Ucb與線框中心位置的x坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系.22.(2018.11)如圖所示,在間距L=0.2m的兩光滑平行水平金屬導(dǎo)軌間存在方向垂直于紙面(向內(nèi)為正)的磁場,磁感應(yīng)強度的分布沿y方向不變，沿x方向如下：1T%>0.2mB=5xT-0.2m<%<0.2m-1Tx<-0.2m導(dǎo)軌間通過單刀雙擲開關(guān)S連接恒流源和電容C=1F的未充電的電容器，恒流源可為電路提供恒定電流I=2A,電流方向如圖所示.有一質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌靜止放置于x0=0.7m處.開關(guān)S擲向1,棒ab從靜止開始運動,到達x3=-0.2m處時,開關(guān)S擲向2.已知棒ab在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直.求：(提示:可以用F-x圖像下的“面積”代表力F所做的功)⑴棒ab運動到x「0.2m時的速度vj⑵棒ab運動到x2=-0.1m時的速度v2;⑶電容器最終所帶的電荷量Q.22.(2019.4)如圖所示，傾角。=37。、間距l(xiāng)=0.1m的足夠長金屬導(dǎo)軌底端接有阻值R=0.1Q的電阻，質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)u=0.45。建立原點位于底端、方向沿導(dǎo)軌向上的坐標(biāo)軸x。在0.2mWxW0.8m區(qū)間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場。從t=0時刻起，棒ab在沿x軸正方向的外力F作用下從x=0處由靜止開始沿斜面向上運動，其速度與位移x滿足v=kx(可導(dǎo)出a=kv)k=5s-1。當(dāng)棒ab運動至x=0.2m處時，電阻R消耗的電功率P=0.12W,運動至x=0.8m處時撤去外力F,止匕1 2后棒ab將繼續(xù)運動，最終返回至x=0處。棒ab始終保持與導(dǎo)軌垂直，不計其它電阻，求：(提示：可以用F-x圖象下的“面積”代表力F做的功 ”一/(1)磁感應(yīng)強度B的大小 .廣(2)外力F隨位移x變化的關(guān)系式； 「人二.?(3)在棒ab整個運動過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。 .：亡-一1…：曲a21.(2020.1)如圖甲所示，在xOy水平面內(nèi)，固定放置著間距為l的兩平行金屬直導(dǎo)軌，其間連接有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器(內(nèi)阻可視為無窮大)，可動態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導(dǎo)軌間存在大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場。t=0時一質(zhì)量為m、長為l的導(dǎo)體棒在外力F作用下從x=x°位置開始做簡諧運動，觀察到示波器顯示的電壓隨時間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取x=-UmT.。 2人Bl則簡諧運動的平衡位置在坐標(biāo)原點O.不計摩擦阻力和其它電阻，導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌運動。(提示:可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功)(1)求導(dǎo)體棒所受到的安培力fa隨時間t的變化規(guī)律；(2)求在0至0.25T時間內(nèi)外力F的沖量；(3)若t=0時外力F「1N,l=1m,T=2ns,m=1kg,R=1Q,Um=0.5V,B=0.5T,求外力與安培力大小相等時棒的位置坐標(biāo)和速度。 m第2］第2］題圖甲 第豕題一圖乙出刀出刀24.(2016.理綜)小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50m,傾角0=53°,導(dǎo)軌上端串接一個0.05Q的電阻。在導(dǎo)軌間長d=0.56m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=2.0T。質(zhì)量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉動GH桿，CD棒由靜止開始運動，上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s,sin53°=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。求CD棒進入磁場時速度v的大?。籆D棒進入磁場時所受的安培力FA的大??；在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。

24.（2015.理綜）小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m，豎直邊長H=0.3m，匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B0=1.0T，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0?2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使得天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量。（重力加速度取g=10m/s2）第24題圖I——二衛(wèi)X+....^-:-m-第24題圖I——二衛(wèi)X+....^-:-m--■'（2）進一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2=100匝、形狀相同的線圈，總電阻R=10Q，不接外電流，兩臂平衡，如圖2所示，保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪=0.1m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時，一 N B天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率方。24.（2014理綜）某同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線，下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面TOC\o"1-5"\h\z向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T。a點與導(dǎo)軌相連，b點通過電刷與 'O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋一。 -4-4 ~* i放，下落h=0.3m時，測得U=0.15V。（細(xì)線與圓盤間沒有滑動國，金屬棒、 —、/一導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s2）（1）測U時，a點相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？（2）求此時鋁塊的速度大??；（3）求此下落過程中鋁塊機械能的損失。⑺C3)(4)從進入?yún)^(qū)域到鎖定過程.金展桿我上產(chǎn)生的焦耳熱:電容器充電完畢后所帶的電荷量.<- H(IG2、如圖所示，在粗糙的水平面上有一滑板滑板上固定著一個用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成的正方形砒圈匝數(shù)N=10,邊長⑺C3)(4)從進入?yún)^(qū)域到鎖定過程.金展桿我上產(chǎn)生的焦耳熱:電容器充電完畢后所帶的電荷量.<- H(IG2、如圖所示，在粗糙的水平面上有一滑板滑板上固定著一個用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成的正方形砒圈匝數(shù)N=10,邊長L=1m,總電阻R=1Q,滑板和線圈的總質(zhì)量=2kg滑板與地面間的動摩擦因麴=0.1。前方有一長2.5L,高L的矩形區(qū)域，其下邊界與線圈中心等高，區(qū)域內(nèi)有垂直線圈平面向里的水平勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為1T,現(xiàn)給線圈施加一水平拉力，使線圈以速度v=0.4m/s勻速進入矩形磁場t=0時刻，線圈右側(cè)恰好開始進入磁場。g=10m/2求：二、好題精選發(fā).（］。分）【加試題】如圖所示，有兩光滑平三勰寺器蕾室:薩鬻S包將第級不導(dǎo)電，導(dǎo)軌的間距Q1皿左側(cè)接電容敦r露震空2史那非J"8區(qū)域、區(qū)域N左側(cè)均存在垂直于平面,里警誓露北警噂&XS8區(qū)域.EFGH區(qū)域?qū)挾染鶠橛?.4m.FG的右道固友二里翳磐工鬻T的質(zhì)量均為m=0.1kg,電阻分別為『3d小口，虐黑陋蟋落鬻'誓奸a障止在造麻區(qū)域,電容器的電容ao』F,電羋密電皆、既勤澄吃’經(jīng)過一段時間金屬桿”獲得恒定的速度滑入M4、刖二空當(dāng)2名￡呼氏卜，產(chǎn)桿6發(fā)生彈性碰撞，畿后金屬桿力壓縮彈簧.彈黃形變量最大時彈簧被迨無（金屬樣由靜止）.彈簧儲存的彈性勢能為0.2J,則求， 口(1)線圈剛進入磁場時線圈中通過的電流;(2)線圈全部進入磁場區(qū)域前的瞬間所需拉力的大小;(3)將線圈從磁場外勻速拉進磁場的過程中拉力F做的功。電容器上極板的電性（科正電"或"負(fù)電"）并就明理由：金屬桿b機要離開EFGII區(qū)域磁場瞬間，(1)線圈剛進入磁場時線圈中通過的電流;(2)線圈全部進入磁場區(qū)域前的瞬間所需拉力的大小;(3)將線圈從磁場外勻速拉進磁場的過程中拉力F做的功。3.如圖所示，絕緣斜面與水平面成30。角，其上固定兩根不平行的且粗糙程度不均勻的金屬導(dǎo)軌ab與dc,Nabe=Ndcf=60°。，導(dǎo)軌底端be間接有一個阻值為R的電阻。且bc邊與斜面底邊平行。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直斜面向上(覆蓋整［斜面)，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒平行bc邊放置在導(dǎo)軌上，給予一個垂直導(dǎo)體棒沿斜面向上的初速度v°。導(dǎo)體棒運動伊始，處于導(dǎo)軌間的長度為L°,此后導(dǎo)體棒向上運動過程中，電阻R的熱功率不變。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻、導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻均不計，求：(1)回路中b、C兩點的電勢，哪點高？(2)導(dǎo)體棒開始運動后，沿導(dǎo)軌上滑x°距離所花時間t；(3在滿足(2)的條件下，導(dǎo)體棒所受摩擦阻力做的功。4.如圖所示，有傾角。二30。、間距l(xiāng)=0.1m的足夠長金屬導(dǎo)軌間連接有不帶電的電容器，其電容C=1F和阻值R=0.1Q的電阻。一質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置。建立坐標(biāo)原點位于底端、方向沿導(dǎo)軌向上的坐標(biāo)軸x。在兩導(dǎo)軌間存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場。從t=0時刻起，棒ab在沿x軸方向的外力F作用下，從x=0處由靜止開始沿斜面向上運動，其速度v與位移x滿足v=kx(可導(dǎo)出a=kv),k=5s-i.當(dāng)棒ab運動至xj0.2m處時，電阻R消耗的電功率P=0.1W。棒ab始終保持與導(dǎo)軌垂直，不計導(dǎo)軌和金屬棒電阻和摩擦阻力，求：(1)磁感應(yīng)強度B的大?、仆饬隨x變化的關(guān)系式；⑶金屬棒ab在運動至x2=1m處時，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q和電容器存儲的電能E。5.如圖所示，在傾角長10°的絕緣斜面上固定著兩條粗細(xì)均勻且相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌DE和GH，間距d=1m，每條金屬導(dǎo)軌單位長度的電阻r0=0.5Q/m，DG連線水平，且DG兩端點接了一個阻值R=2Q的電阻。以DG中點O為坐標(biāo)原點，沿斜面向上平行于GH方向建立x軸，在DG連線沿斜面向上的整個空間存在著垂直于斜面向上的磁場，且磁感應(yīng)強度大小B與坐標(biāo)x滿足關(guān)系B=（0.6+0.2x）T，一根長l=2m，電阻r=2Q，質(zhì)量m=0.1kg的粗細(xì)均勻的金屬棒MN平行于DG放置，在拉力F作用下以恒定的速度v=1m/s從x=0處沿x軸正方向運動，金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸良好。g取10m/s2,sin10°=0.18，不計其它電阻。（提示：可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功）求： ：「￡制⑴金屬棒通過x=1m處時的電流大小；（2）金屬棒通過x=1m處時兩端的電勢差UMN；（3）金屬棒從x=0到x=2m過程中，外力F做的功。21.（10分）如圖I所示，在光滑的水平面上.有一質(zhì)量"『1kg、足夠長的U型金屬導(dǎo)軌〃加d間距-電阻值R=05G的細(xì)導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,并被固定在水平面上的兩立柱擋住，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)片0.3在切，N兩端接有一理想電壓表（圖中未畫出L在U型導(dǎo)軌能邊右側(cè)存在垂直向下、大小5T的勻強磁場（從上向下看）：在兩立柱左側(cè)U型金屬導(dǎo)軌內(nèi)存在方向水平向左，大小為月的勾強磁場。以U型導(dǎo)軌尻邊初始位置為原點U建立坐標(biāo)了軸。片。時，U型導(dǎo)軌乩邊在外力產(chǎn)作用靜止開始運動時,測得電壓與時間的關(guān)系如圖2所示口經(jīng)過時間『尸2s.撤去外力K直至U型導(dǎo)軌靜止.已知*內(nèi)外力F做功甲=I4,4J,不計其他電阻，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，忽略導(dǎo)體棒時州的重力口求：⑴在區(qū)內(nèi)外.力F隨時間I的變化蜘律；（2）在整個運動過程中，電路消耗的焦耳熱0:（3）在整個運動過程中，U型導(dǎo)軌兒邊速度與僮置坐標(biāo)二的函數(shù)關(guān)系式。822.

822.7、如圖所示，水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，固定在桌面上，寬度為L,處在磁感應(yīng)強度為B,豎直向下的勻強磁場中。桌子離開地面的高度為H初始時刻，質(zhì)量為m的桿ab與導(dǎo)軌垂直且處于靜止，距離導(dǎo)軌邊緣為d。質(zhì)量同為m的桿cd與導(dǎo)軌垂直，以初速度、進入磁場區(qū)域。最終發(fā)現(xiàn)兩桿先后落在地面上。已知兩桿的電阻均為R，導(dǎo)軌電阻不計，兩桿落地點之間的距離為s。求:T?一桿從磁場邊緣射出時的速度大小二，桿射出時，cd桿運動的距離.在兩根桿相互作用的過程中，回路中產(chǎn)生的電能8.如圖為二根傾角片300的平行金屬導(dǎo)軌，上端有一個電動勢為E=5V、內(nèi)阻為r=1Q的電源，以及一個本1R西圖電容為C的電容器，導(dǎo)軌通過單刀雙擲開關(guān)可分別與1、2相連。導(dǎo)軌中間分布有兩個相同的有界磁場AA,CC及DD‘FF），磁場方向垂直導(dǎo)軌向下，磁場內(nèi)外邊界距離等于導(dǎo)軌間距L,L=1m,磁場的上下邊界距離如圖所示均為d=2m,CC到DD’的距離也為d。除電源內(nèi)阻外，其它電阻忽略不計，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌光滑接觸。初始時刻，開關(guān)與1相連，一根質(zhì)量為m=1kg的導(dǎo)體棒恰好能靜止在導(dǎo)軌上AA’位置，導(dǎo)體棒處于磁場之中。當(dāng)開關(guān)迅速撥向2以后，導(dǎo)體棒開始向下運動，它在AA’CC,、本1R西圖兩個區(qū)域運動的加速度大小之比為4/5。（1）求磁感應(yīng)強度B的大小；（2）求導(dǎo)體棒運動至DD’時的速度大小v2；（3）求電容C的值；（4）當(dāng)導(dǎo)體棒接近DD’時，把開關(guān)迅速撥向1,求出導(dǎo)體棒到達FF’的速度v3。一C2分）期圖所示，水平放置的兩平行金屬尋軌間距虛線8左例的軌道光滑，右惻程轅士導(dǎo)就右‘側(cè)網(wǎng)-端點:與印數(shù)N=2。。、橫截面翔5=lQtk：E，總電阻kU.25G的統(tǒng)陶相連，另再一僉聞棒尸口靠尊擱置在導(dǎo)軌上，距離8為5￡加；垂直放置在導(dǎo)軌左端的金屆捧A/沖通過水平能編把桿固定于兩金屬棒的質(zhì)量均為加=&Jk*電阻典為R=0.3CliM?/DC區(qū)域存在豎直向上的勻強磁場，檄礴應(yīng)端度取=057.在上。時刻，閉會電健&同時金屬棒FQ以1mA的初速度向左運動，同時線圈內(nèi)磁場的磁撼應(yīng)強度回隨時間E的變化將「Q4<T）Q<^2s臺以下規(guī)律iR=J .兩金隔格與導(dǎo)軌始鍛■攜觸良好，P0棒與導(dǎo)L1302（T）2s.y4s軌之間的動摩擦因數(shù)附=0一，導(dǎo)軌電阻不計口（1>項過定量訐算分析4s內(nèi)導(dǎo)體種RQ的運動情況；⑺計算4s內(nèi)通過金屬棒尸儀的電荷建大小.6NTs內(nèi)維縹輕桿右端蹙到的彈力大小和方向T*L3題國19.門5分）加園所示，豎直平面存在寬度均為￡=Om的勻曲電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小衛(wèi)=。.5「電場的下邊界與磁場的上邊界相隨也為金電徜量g=2.5義10-y、質(zhì)量m=0,02kg的帶正電小呼（視為質(zhì)點;通過長度為3.5五的維縫輕桿與邊長為上、電阻Rh。.01口的正方形線框相連?統(tǒng)框質(zhì)量.二0.08kg,開始時，線框下邊與磁場的上邊界重合，現(xiàn)將該裝置由靜止釋放，當(dāng)線框下邊剛離開磁場時恰好做勻速運動；當(dāng)小球剛要運動到電場的下邊界時■恰好返回，裝置在運動過程中空氣阻力不計，求;（1）線松下功剛離開磁場時地勻速運動的速度大?。?lt;2）線框從靜止釋放到線框上邊勻速離開磁場所需要的St間,<3）經(jīng)足夠長時間后，小球能到達的星低點與電場上邊界的距離；C4）整個運動過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的總熱量. c 2.5ZR T L（第19隨圖）10

20.（14分）如圖所示，有兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌水平放置，右惻用一小段光滑圓弧和另一對豎直光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌間距L=lm.細(xì)金屬棒ab和cd垂直于導(dǎo)軌靜止放置，它們的質(zhì)量用均為1越，電阻R均為150cd棒右側(cè)im處有一垂直于導(dǎo)軌平面 第2。題圖向下的矩形勻強硼場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B7T,磁場區(qū)域長為弱以cd棒的初始位置為原點，向右為正方向建立坐標(biāo)系”現(xiàn)用向右的水平變力F作用于ab棒上，力隨時間變化的規(guī)律為F=（0,25HDM,作用4秒后撤去F。撤去F之后2棒與M棒發(fā)生完全彈性碰撞，cd棒向右運動。金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)抗電阻不計，空氣阻力不計。求?（1）撤去力F的瞬間，曲棒的速度大??；[2）若s=lm,求cd棒滑上右惻豎直導(dǎo)軌，距高水平導(dǎo)軌的最大高度恃G）若可以通過調(diào)節(jié)磁場右邊界的位置來改變s的大小，求棒最后靜止時的位置乂與$的關(guān)系。13.02分）如圖所示,固定的傾角為「的斜面上裝配“口"形的光滑軌道,兩平行易物的間距為〃軌道電阻不計口面積為&的月48矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直于斜面的均勻分布的磁場.其磁應(yīng)強度大小的變化率為亂EF0H矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直于斜面的恒定勻強磁場，磁感或強度為因中成塞為府.電阻為無、長度恰為五的金屬棒勃始時植于CD邊界強，棒中同栓一根給球輕地，卵子^過光滑的小滑輪.另一端與滑輪正下方的酶置于地面的質(zhì)量也為m的小物塊相連r開始時r繩子娃于松弛狀態(tài)*棒明瞭止痔放,沿斜面下揩,當(dāng)其運動到茄F邊界的瞬間，繩子恰好地爨.此時⑷?近＞區(qū)域內(nèi)的磁場撤去.繩子蚓緊后棒以大小為〉的速度進入F尸GH區(qū)域，在磁場中繼續(xù)造在一小段距離厘后金屬棒速度減為也棒在運動的過程中始終與導(dǎo)軌垂直，棒與滑粕同的細(xì)子在密案時與我畫平行.求CO金屬棒MN由8邊界運動到以邊界的時間:C2）金屬棒MN剛進入?yún)^(qū)域時律上電流方向、兩端電壓小曲.及其加速度的大小。C3）金屬棒MV從釋放到速度減為0的過程產(chǎn)生的羔耳熟,11

1113、如圖所示，間距L=0.2m的兩平行水平金屬導(dǎo)軌在x=0.1m處通過一厚度可不計的絕緣介質(zhì)(起阻斷電流作用)平滑連接起來。兩導(dǎo)軌間存在方向垂直導(dǎo)軌平面的磁場，在xN0.1m區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小B.=0.5T,在xW0.lm區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小沿y方向不變，隨x變化。在導(dǎo)軌右側(cè)連接有阻值R=0.10的電阻，導(dǎo)軌左側(cè)通過開關(guān)S連接恒流源，為電路提供1=2A的恒定電流，方向如圖所示。一質(zhì)量m=0.5kg、阻值r=0.1Q的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌靜止放置于x=-0,2m處。接通開關(guān)s,棒開始運動，從x=-0.2m至x=0.1m區(qū)間，其運動方程為x=0.2cos(2t+n)，其中時間t單位為s,x單位為m。已知棒ab在運動過程中始終垂直導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻和摩擦戶口3。求：(1)在-0.2mWxW0.1m區(qū)域，磁感應(yīng)強度B與x的關(guān)系(設(shè)磁場垂直紙面向外為正)。(2)在xN0.1m區(qū)域，棒ab運動的速度v與x的關(guān)系。(3)恒流源為電路提供的電能。(3)恒流源為電路提供的電能。(13分)如圖所示，無窮大光滑絕緣水平支撐面內(nèi)有N(N足夠大)個寬度均勻增大、長度足夠長的條形區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葟淖笸乙来螢長,2L.3L...kL,其中L=0.2m,且k為奇數(shù)區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T,以第一個磁場區(qū)域左邊界處為坐標(biāo)原點向右建立x軸。一個質(zhì)量m=0.25kg、邊長l=0.1m、電阻R=0.1Q的單匝正方形線框abed,初始時bc邊位于第一個磁場左邊界，現(xiàn)給線框一個大小為Vo=V2m/s,方向與磁場邊界成45°的初速度，使其進人磁場區(qū)域求：(1)線框剛進人左邊第一個磁場時的加速度大小。(2)線框全過程產(chǎn)生的焦耳熱Q。(3)線框bc邊坐標(biāo)x的最大值。(4)線框進入第一個磁場區(qū)域過程中，電勢差Uab與be邊位置坐標(biāo)x之間的關(guān)系。M!4L ■ TOC\o"1-5"\h\zIXXXX* IXXXXX； \XXXXXJ IXX X X X； IXX X X x' I*I Ix- _一 ：乂xxl!xx xxx| :xxx> !xx x x x! ? xI 1 I IXX； \XX X X X| J X12

.如圖1所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為0.5T,其方向垂直于傾角0為300的斜面向上。絕緣斜面上固定有“A”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN（電阻忽略不計），MP和NP長度均為2.5m。MN連線水平，長為3m。以MN的中點O為原點、OP為x軸建立一坐標(biāo)系Ox。一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD長度d為3m，質(zhì)量m為1kg，電阻R為0.3Q，在拉力F的作用下，從MN處以恒定的速度v=1m/s在導(dǎo)軌上沿x軸正向運動（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好）。g取10m/s2。圖1（1）求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運動到x=0.8m電勢差UCD；圖1（2）推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖2中畫出F-關(guān)系圖象;（