电磁感应Word格式.docx

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kg的正方形金属框，其总电阻

，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面

顶端（金属框上边与

重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边

平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与

重合）。

设金属框在下滑过程中的速度为

，与此对应的位移为

，那么

图像如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，试问：

（1）根据

图像所提供的信

息，计算出斜面倾角

和匀

强磁场宽度d；

（2）匀强磁场的磁感应强度多

大?

金属框从斜面顶端滑图甲图乙

至底端所需的时间为多少？

5．如图所示，电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，C是电容相当大的电容器，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况正确的是（　　）

A．S闭合时，A端亮，然后逐渐熄灭。

B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭。

C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光。

D．S闭合足够长时间后再断开，B端熄灭，而A逐渐熄灭。

11．（20分）如右图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求：

（1）线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；

（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；

（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.

10、（15分）如图所示，倾角θ=30°

，宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=O.2kg，电阻R=1欧放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动（ab始终与导轨接触良好且垂直），当ab棒移动2.8m时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m／s2），求：

（1）ab棒的稳定速度；

（6分）

（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.（9分）

12、（20分）一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中（oo′的左边有匀强磁场，右边没有），线圈的两端接一只灯泡。

已知线圈的匝数n=100，电阻r=1.0Ω，ab边长L1=0.5m，ad边长L2=0.3m，小灯泡的电阻R=9.0Ω，磁场的磁感应强度B=1.0×

10-2T。

线圈以理想边界oo′为轴以角速度ω=200rad/s按如图所示的方向匀速转动（OO′轴离ab边距离

），以如图所示位置为计时起点。

在0—

的时间内，通过小灯泡的电荷量

画出感应电动势随时间变化的图象

以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期）

小灯泡消耗的电功率。

11．2003年诺贝尔物理奖授予俄罗斯的阿布里科索夫、金兹布尔格和英国人（后加入美国国籍）利盖特三位科学家，以表彰他们在超导电体和超流体方面做出了开创性的贡献。

磁悬浮列车的运行原理可简化为如图所示的模型，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B1和B2，导轨上有金属框abcd，金属框宽度ab与磁场B1、B2宽度相同。

当匀强磁场B1和B2同时以速度v0沿直导轨向右做匀速运动时，金属框也会沿直导轨运动，设直导轨间距为L，B1=B2=B，金属框的电阻为R，金属框运动时受到的阻力恒为F，则金属框运动的最大速度为多少？

24、（19分）如图9所示，质量为M＝3.0kg的小车静止在光滑的水平面上，其AD部分是粗糙的水平导轨，DC部分是光滑的四分之一圆轨道,整个导轨由绝缘材料做成，并处于B=1.0T方向垂直纸面向里的匀强磁场中，今有一质量为m＝1.0kg的金属块（可视为质点）带有q：

=2×

10-3c的负电，它以v0=8m/s的速度冲上小车，当它将要通过D点时，它对水平导轨的压力为9.8lN，（g取9．8m/s）求：

（1）m从A到D的过程中，系统损失的机械能是多少?

（2）若m刚过D点时立即撤去磁场，则在这以后小车所能获得的最大速度为多少?

11（19分）如图a所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r=0.1m的20匝线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场的磁感线沿半径方向均为分布，其右视图如（b），线圈所在位置磁感应强度B=0.2T，线圈电阻为2

，它的引出线接有8

的电珠L，外力推动线圈的P端做往复运动，便有电流通过电珠。

当线圈向右的位移随时间变化规律如图（c）。

（x取向右为正）。

试求：

⑴这台发动机的输出功率（摩擦等损耗不计）；

⑵每次推动线圈运动过程中的作用力大小。

8、面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图1—6甲、乙所示的磁场中。

甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动；

乙图中的磁场变化规律为

，从图示（t=0）时刻起计时，则（）

图1—6

A．两线圈中磁场变化规律均为

B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同

C．两线圈中产生的交流电流的有效值不同

D．从此刻起，T/4时间内流过两线圈截面的电量不同

11、（19分）如图1—8所示，在半径为r的圆形区域内有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的边界上有a、b、c三点，三点与圆心O的连线互成1200角度．某时刻静止在b点处的原子核X发生α衰变，α粒子沿bc连线方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由a点射出且与ac连线相切．已知α粒子的质量为m，电量为2e，剩余核质量为M，衰变过程释放的核能全部转化为动能，求原子核X的质量．

图1—8

8．一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，

如图1所示，磁感应强度B随t的变化规律如图2所示.以I表示线圈中的感应电流，以图

1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I-t图中正确的是（）

图1图2

21．如图所示水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止．设导轨与棒的电阻均不计，a、b与b、c的间距相等，则金属棒在由a

b与b

c的两个过程中

A．棒运动的加速度相等

B．通过棒横截面的电量不相等

C．回路中产生的电能Eab=3Ebc

D．棒通过a、b两位置时速率关系为va＞2vb

24．（19分）如图所示，有两根足够长的光滑金属导轨PQ和MN，固定在水平面上，相距为L，在两导轨之间分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

将两根长均为L，电阻均为R的金属棒ab和cd放置在导轨上，ab的质量为m，cd的质量为2m。

现用水平恒力F作用在金属棒ab上，使金属棒由静止开始沿导轨向左运动，经过一段时间后，金属棒ab和cd具有相同的加速度，且此时金属棒ab的速度是cd速度的2倍。

若导轨的电阻不计，求：

⑴金属棒ab和cd所具有的相同加速度的大小；

⑵当金属棒ab、cd具有相同加速度时的ab棒的速度大小；

21.ACD

25．解：

（1）金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中有：

Qab=U2t/Rab①（2分）

QR=U2t/R②（1分）

联立①②可得Qab=0.4J③（1分）

Qcd=I2Rcdt④（2分）

Qab+QR=I2RRabt/（Rab+R）⑤（1分）

联立④⑤可得Qab=0.9J⑥（1分）

（2）细绳被拉断瞬时,对ab棒有:

Fm=mg+BIabL⑦（2分）

又有IR=RabIab/R⑧（1分）

Icd=Iab+Icd⑨（1分）

又由闭合欧姆定可得

BLv=Icd[Rcd+RabR/（Rab+R）]⑩（2分）

联立⑦⑧⑨⑩可得v=1.88m/s（1分）

（3）由功能关系得

Mgh=Q总+1/2mv2（4分））

即可得h=3.93m（（1分））

12．

（1）a棒在没有磁场的倾斜轨道上下滑时，机械能守恒，进入水平轨道时a棒的速度vm，

此时a棒速度最大，进入磁场切割磁感线，产生的感应电流最大

（2）当a、b棒组成的闭合回路中有感应电流时，a、b棒都受安培力作用，a棒受安培力向右、摩擦力向右，b棒受安培力向左，摩擦力向右。

因为F>

f所以b棒开始向左加速。

a棒是向左做减速运动，b棒的速度增大时，电路中的感应电流减小，b棒受的安培力在减小，当电流减为I'

时b棒匀速运动，这时满足：

此时a棒受到的摩擦力和安培力方向都向右，a棒的加速度。

a=

。

16．B

25．

（1）5m

（2）

5．AC　由于电感线圈没有直流电阻，电流稳定时电压为零，将A灯短路，所以A灯先亮后熄灭，A正确。

B灯并联了一只大电容，通电瞬间B上电压由零逐渐增加，B灯逐渐变亮直到稳定，所以B错。

由以上分析知电路稳定后应是A不亮B亮，所以C正确。

断路瞬间，大电容通过B灯放电，使B不是立即熄灭，所以D错。

11．解：

（1）线框下落阶段进入磁场做匀速运动，令此时的速度为v2，则有

mg＝F安＋f　①（2分）

其中F安＝BIa，②

故此　

　（2分）

得

　（2分）

（2）令线框离开磁场向上升的阶段加速度为a上，从最高点落至磁场过程中下降的加速度为

a下，则必有

④（3分）

而a1＝（mg＋f）/m,a2＝（mg－f）/m⑤（2分）

代入计算有

　（3分）

（3）由功能关系对线框进入到离开磁场有（4分）

故

　（2分）

10、解：

（1）ab棒达到稳定速度后，应具有受力平衡的特点，设此时棒ab所受安培力为FB.则F-mgsin30°

+FB①（2分）

而FB=BIL=

②（1分）牵引力F=

③（1分）

将②③代人①后得

=mgsin30°

+

（1分）

代人数据后得v1=2m／s，v2=-3m／s（舍去）（1分）

（2）设从静止到稳定速度所需时间为t.棒ab从静止开始到具有稳定速度的过程中在做变加速直线运动，据能量关系有：

Pt-mgsin30°

·

s—Q=

-0（7分）

代人数据得t=1.5s.（2分）

12、（20分）解：

（1）通过小灯泡的电荷量q=

（1）（4分）

（2）ab边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为

E1=

（2）（2分）

代入数据得：

E1=20V

cd边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为：

E2=

（3）（2分）

E2=10V

图象如右表所示：

（图象4分）

（3）设线圈的感应电动势的有效值为U，则：

（4）（4分）

得：

U2=125V2

则小灯泡消耗的电功率P=

（5）（2分）

P=112.5W（2分）

Vm＝

（线框必然同时有两条边切割磁感线而产生感应电动势。

线框切割磁感线的速度为v=v0-vm①，（当线框以最大速度vm匀速行驶时）线框产生的感应电动势为E＝2BLv②，线框中产生的感应电流为I＝

③，线框所受安培力为F安=2BIL④，线框匀速行驶时，据平衡条件可得F安=F⑤，解得Vm＝

）

24.

（1）在D点处

F=Bqv1①…………2分

FN-mg-F=0②…………2分

A→D：

mv0=Mv2+mv1③…………3分

△E=

④…………3分

解①②③④得△E=18J…………2分

（2）m再次回到D点时M有最大速度

mv1+Mv2=mv3+Mv4⑤…………3分

⑥…………2分

解①②③④⑤⑥可得v4=3（m/s）…………2分

11.解

⑴由（c）图知，线圈往返每次运动都是匀速直线运动

V=

（3分）

因磁场均匀辐向，可见线圈每次运动切割磁感线产生感应电动势恒定：

（6分）

∴I=

8．A

原子核衰变过程，系统动量守恒，

设沿bc为正方向，有：

（2分）

根据能量守恒，有：

（2分）

对а粒子，有：

又由几何关系可知：

则可得：

即

根据

，得

又

8A

21C

24．⑴当金属棒ab和cd的速度相同时，对它们构成的系统，

F=ma＋2ma　

得加速度

⑵当金属棒ab的速度是金属棒cd的速度的2倍时，即vab=2vcd

对金属棒ab，由牛顿第二定律得

得