1、电磁感应1、南京市2005届高三物理第二次调研性测试试卷如图所示，一根长导线弯曲成“”，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内。在电流I增大的过程中，下列叙述正确的是（BCD）A金属环中无感应电流产生B金属环中有逆时针方向的感应电流C悬挂金属环C的竖直线中拉力变大D金属环C仍能保持静止状态2徐州市20042005学年度高三第二次质量检测如图所示，ab、cd为两根水平放置且相互平行的金 属轨道，相距L，左右两端各连接一个阻值均为R 的定值电阻，轨道中央有一根质量为m的导体棒 MN垂直放在两轨道上，与两轨道接触良好，棒及轨 道的电阻不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁
2、场中，磁感应强度大小为B棒MN在外驱动力作用下做简谐运动，其振动周期为T，振幅为A，通过中心位置时的速度为v0 .则驱动力对棒做功的平均功率为（B）A. B. C D 3（南京市2005届高三物理第二次调研性测试试卷）如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直。ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒。棒cd用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f 。棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动，求：（1）线断以前水平
3、拉力F随时间t的变化规律；（2）经多长时间细线将被拉断。3、（1）在时刻t，棒的速度 va t棒中感应电动势为 EB L vB L a t 棒中的感应电流为 I （4分）由牛顿第二定律 FBILma 得 F= （4分）（2）细线拉断时满足BIL=f +T0 （3分） +T0 t= （4分）4（南京市2005届高三物理第一次调研性测试试卷）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L=0.2m，电阻R=0.4，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力
4、F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。求：金属杆在5s末时的运动速度第4s末时外力F的瞬时功率。电压表的示数为 U5=0 .2V 由闭合电路欧姆定律得 联立以上三式得： v5=2.5m/s 由乙图可知，R两端电压随时间均匀变化，所以电路中的电流也随时间均匀变化，由闭合电路欧姆定律知，棒上产生的电动势也是随时间均匀变化的。因此由E=BLv可知，金属杆所做的运动为匀变速直线运动 由问中的式有 所以 所以4s末时的速度 所以4s末时电路中的电流为 因 5、（2005年南通市高三第二次调研测试）如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点
5、间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；OFbOO1O1aRMPBNQl0l（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。5解（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为，则有： 对ab棒 FBIl0 解得 （2）
6、由能量守恒可得： 解得： （3）设棒刚进入磁场时速度为v 由： 可得： 棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：若（或），则棒做匀速直线运动；若（或F），则棒先加速后匀速；若（或F，则棒先减速后匀速。6（2005年南通市高三第一次调研测试)如图所示在水平面上有两条相互平行的光滑绝缘导轨，两导轨间距工L=1m，导轨的虚线范围内有一垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，磁场宽度S大于L，左、右两边界与导轨垂直有一质量m=0.2kg，电阻 r=0.1边长也为L正方形金属框以某一初速度，沿导轨向右进入匀强磁场 (1)若最终金属框只能有半面积离开磁场区域，试求金属框左边刚
7、好进入磁场时的速度 (2)若金属框右边剐要离开磁场时，虚线范围内磁插的磁感应强度以K=0.1T/s的变化率均匀减小。为使金属框此后能匀速离开磁场，对其平行于导轨方向加一水平外力，求金属框有一半面积离开磁场区域时水平外力的大小 解：(1)金属框左边刚好进入磁场区域时的运动速度为v，在磁场中作匀速运动设离开磁场运动过程的时间为t，此过程中的平均感应电动势为： (1分) (1分) 所受平均安培力：安= ： (1分) 由动量定理有： -安t=0-mv (2分) 解得： v= l ms (2分) (2)金属框开始匀速离开磁场到有一半面积离开磁场区域的时间为： (1分) 当线框一半面积离开磁场时，左边因切
8、割磁感线而产生的电动势为： E1=(B-kt)Lv (2分) 因磁场变化而产生的感应电动势为：E2= (2分) 此回路产生逆时针方向的感应电流为： (分) 则此时水平向右的外力大小为：F=F安=(B-kt)IL (1分) 代人数据，解得： F=0.3N72005年苏、锡、常、镇四市高三教学情况调查(一)一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图(a)所示已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b)所示，图中的最大磁通量0和变化周期T 都是已知量，求 (1)在t= 0到的时间内，通过金属圆环某横截面的电荷量q (2)在t= 0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q
9、(1)由磁通量随时间变化的图线可知在t=0到时间内，环中的感应电动势 E1= 在以上时段内，环中的电流为 I 1= 则在这段时间内通过金属环某横截面的电量 q= I 1 t 联立求解得 (2)在到和在到t =T时间内，环中的感应电动势 E 1= 0 在和在时间内，环中的感应电动势 E 3= 由欧姆定律可知在以上时段内，环中的电流为 I 3 = 在t=0到t=2T时间内金属环所产生的电热 Q=2(I 12 R t 3+ I 32 R t 3) 联立求解得 Q= 82005年苏州市高三教学情况调查如图（甲）所示，一正方形金属线框放置在绝缘的光滑水平面上，并位于一竖直向下的有界匀强磁场区域内，线框的
10、右边紧贴着磁场的边界，从t0时开始，对线框施加一水平向右的外力F，使线框从静止开始做匀加速直线运动，在时刻穿出磁场已知外力F随时间变化的图像如图（乙）所示，且线框的质量m、电阻R、图（乙）中的、均为已知量试求出两个与上述过程有关的电磁学物理量（即由上述已知量表达的关系式）第15题图(乙)(甲)F3F0t1tF0O据题意知，线框运动的加速度 线框离开磁场时的速度 线框的边长 线框离开磁场时所受到的磁场力 离开磁场时线框中的感应电动势 离开磁场时线框中的感应电流 由牛顿定律知 联立求解可得 离开磁场时线框中的感应电动势 离开磁场时线框中的感应电流 在拉出过程中通过线框某截面的电量 9（南京市200
11、5届高三物理第三次调研性测试试卷）如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L，导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域（图中的虚线范围），磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为S，相邻磁场区域的间距也为S，S大于L，磁场左、右两边界均与导轨垂直。现有一质量为m，电阻为r，边长为L的正方形金属框，由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨，在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域，最终线框恰好完全通过n段磁场区域。地球表面处的重力加速度为g，感应电流的磁场可以忽略不计，求：（1）刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度（2）整个过程中金属
12、框内产生的电热（3）金属框完全进入第k（kn）段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率 （1）设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为v0，金属框在进入和穿出第一段匀强磁场区域的过程中，线框中产生平均感应电动势为 . . .1分平均电流强度为（不考虑电流方向变化） . . .1分由动量定理得： .1分同理可得： 整个过程累计得：.1分解得：.1分金属框沿斜面下滑机械能守恒：.1分 .1分（2）金属框中产生的热量Qmgh. .2分Q.1分（3）金属框穿过第（k1）个磁场区域后，由动量定理得：.2分金属框完全进入第k个磁场区域的过程中，由动量定理得：.1分解得：.1分功率：.2分 10(徐州市200
13、42005学年度高三第二次质量检测)如图(1)所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽为L=0.50m一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中ab棒的电阻为R=0.10，其他各部分电阻均不计开始时，磁感应强度B0=0.50T (1)若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加速直线运动此拉力T的大小随时间t变化关系如图(2)所示求匀加速运动的加速度及ab棒与导轨间的滑动摩擦力 (2)若从某时刻t
14、=0开始，调动磁感应强度的大小使其以=020 T/s的变化率均匀增加求经过多长时间ab棒开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?(ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等) ，解：(1)由图象可得到拉力t的大小随时间变化的函数表达式为当ab棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有：T-f-B0Il=ma因为IB0lv/R v=at 联立可解得将数据代入，可解得a=4m/s2 f=1N(2)以ab棒为研究对象，当磁培应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I，以ab棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力fm相等时开始滑动. 由以上各式求出，经时间t=17.5s后ab棒开始滑动，此时通过ab棒的电流大小为I=0.5A 根据楞决定律可判断出，电流的方向为从b到a