高二物理电磁感应规律的综合应用

高二物理电磁感应规律的综合应用内容摘要：

t/102s 5 0 B/T t/102s 2 3 5 8 1 4 7 9 6 解：（ 1） 环形金属工件电阻为 R=2rR0+92rR0=20rR0=103Ω 在 02T/3时间内的感应电动势为 V2862 .rtBE  电流为 A1001 3 .REI由楞次定律得到电流方向逆时针， It关系图象如图 4所示 . 1 3 5 7 图 4 i/A 0 t/102s 2 4 6 8 9 1000 题目 （ 2）设环形金属工件中电流的有效值为 I效 ，在一个周期内 3222效TRIRTI 解得： 816 AA3 6100 0效 I（ 3）在 t= 而 R39。 =92rR0=103Ω 解得： Q=I2R39。 t＝ 103J 题目 第 2页 15 15．（ 15分）如图所示，光滑的平行水平金属导轨MN、 PQ相距 L，在 M点和 P点间连接一个阻值为 R的电阻，在两导轨间 cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为 d的匀强磁场，磁感应强度为 B。 一质量为 m、电阻为 r、长度也刚好为 L的导体棒 ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距 d0。 现用一个水平向右的力 F拉棒 ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速 直线运动，棒 ab与导轨 始终保持良好接触，导 轨电阻不计， R M N P Q a b c d e f d0 d B F O x F 随 ab 与初始位置的距离 x 变化的情况如图， F0已知。 求： （ 1）棒 ab离开磁场右边界时的速度。 （ 2）棒 ab通过磁场区域的过程中整个回路产生的焦耳热。 （ 3）试证明：棒 ab通过磁场区域的过程中，通过电阻 R的电量与拉力 F的大小无关。 F 0 x F0 2F0 d0 d0+d 解 :（ 1） 设离开右边界时棒 ab速度为 v，则有 B L vrRI 02 0  BI LF解得： 2202LB)rR(Fv （ 2）在 ab棒运动的整个过程中，根据动能定理： 0001 22 dFFW 0212 201  mvWdFW 安由功能关系： 安电 WE 解得： 4422000电2223LB)rR(mF)dd(FE 题目 （ 3） tBLdtE rREIrRBLdtIq所以，通过电阻 R的电量与拉力 F的大小无关。 题目 第 2页 064. 08年福建省十大名校高考模拟试题 16 16．（ 15分）如图所示，在方向竖直向上、磁感应强度为 B的匀强磁场中，有两条相互平行且相距 L的光滑金属导轨 P1P2P3 — Q1Q2Q3，两导轨间用阻值为R的电阻连接，导轨 P2P Q2Q3在同一水平面上，P2Q2⊥ P2P3，倾斜导轨和水平导轨均用相切的一小段光滑圆弧连接，其长度可以略去不计。 在倾角为 θ的斜导轨 P1P2 Q1Q2上 放置一根质量为 m的细金 属杆 AB，杆 AB始终垂直 于导轨并与导轨保持良好 接触。 h B θ A P2 P1 P3 θ Q2 Q1 Q3 B R F D C 现用沿 P1P2方向的拉力 F施加于杆 AB，使杆 AB在高 h处由静止开始向下做匀加速直线运动，当杆 AB运动到 P2Q2处时撤去拉力，最终在 CD处停下，测得 CD与P2Q2之间的距离为 s．不计导轨和杆 AB的电阻，不计空气阻力。 求： ⑪ 杆 AB下滑的过程中通过电阻 R的电荷量 q； ⑫杆 AB运动到 P2Q2处时的速度大小 v ⑬ 回路中的最大感应 电流 Im和杆 AB在斜导轨 上的加速度大小 a． h B θ A P2 P1 P3 θ Q2 Q1 Q3 B R F D C 解：⑪ 设杆 AB下滑过程中所用的时间为△ t．则下滑过程中的平均感应电动势 tE  ① 平均电流 REI ② 又 tIq  ③ 由①②③解得 Rq④ 而 c o tLhB  ⑤ 由④⑤可得 Rc o tBLhq  ⑥ 题目 ⑫ 设杆 AB在 P2Q2处的速度大小为 v。 在水平导轨上运动的过程中，由动量定理得 mvtLIB  ⑦ 又 tIq  ⑧ 与④式同理可得 RBLsRq   ⑨ 由⑦⑧⑨解得 mRsLBv 22题目 第 2页 ⑬ 杆 AB运动到水平轨道的 P2Q2处时，回路中的感应电流最大。 BLvE m 233mRsLBREI mm 下滑过程有 s i nhav  22hRms i nsLBhs i nva22244222 h B θ A P2 P1 P3 θ Q2 Q1 Q3 B R F D C 题目 第 2页 第 3页 24 24．（ 20分）如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨 OP、 OQ固定在水平桌面上，导轨间的夹角为 θ＝74176。 ，导轨单位长度的电阻为 r0＝。 导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间变化，磁场的磁感应强度 Ｂ 与时间 t的关系为 B=k/t ，其中比例系数 k＝ 2Ts。 将电阻不计的金属杆 MN放置在水平桌面上，在外力作用下， t＝ 0时刻金属杆以恒定速度 v＝ 2m/s从 O点开始向右滑动。 在滑动过程中保持MN垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。 （已知导轨和金属杆均足够长， sin37176。 ＝ ，cos37176。 ＝ ）求 : （ 1）在 t= ,回路中的感应电动势的大小。 （ 2）在 t= ,金属杆 MN所受安培力的大小。 （ 3）在 t＝ ,外力对金属杆 MN所做功的功率。 解： M θ B O N P Q v （ 1）经时间 t 时，金属杆切割磁感线的有效长度为 tt a nvtL 322   ① 回路所围的面积为 232 tv t LS  ② 回路的总电阻为 os v t rR 5022 0   ③ 解法一：。