2019-2020年高考物理 专题2 计算 电磁感应分类复习.doc

2019-2020年高考物理 专题2 计算 电磁感应分类复习1 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒从距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求： (1)磁感应强度B的大小；(2)电流稳定后，导体棒运动速度v的大小；(3)流经电流表的电流最大值Im.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动由BILmg解得B(2)感应电动势EBLv感应电流I由式解得v(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm由机械能守恒得mvmgh感应电动势的最大值EmBLvm感应电流的最大值Im解得Im2如图所示，电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、MN固定在竖直方向，导轨间距d0.8 m，下端NN间接一阻值R1.5 的电阻，磁感应强度B1.0 T的匀强磁场垂直于导轨平面距下端h1.5 m高处有一金属棒ab与轨道垂直且接触良好，其质量m0.2 kg，电阻r0.5 ，由静止释放到下落至底端NN的过程中，电阻R上产生的焦耳热QR1.05 Jg10 m/s2.求：(1)金属棒在此过程中克服安培力所做的功WA；(2)金属棒下滑速度为2 m/s时的加速度a；(3)金属棒下滑的最大速度vm.解析：(1)设棒ab产生的热量为Qr，由于金属棒与电阻的电流相等，由QI2Rt，得QrQR0.35 J金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的热量，故WAQrQR1.4 J.(2)当金属棒的速度v2 m/s时，EBdv，I，F安BId再由牛顿第二定律，mgF安ma解得a6.8 m/s2.(3)在最低位置金属棒的速度最大，由能量守恒定律，得mghWAmv代入数据，得vm4 m/s.3.如图所示,一个由同种粗细均匀的金属丝制成的边长为a、质量为m、电阻为R的金属方形线框放在光滑的水平地面上,有一个磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场,其边界为PQ.现线框以速度v从如图位置朝磁场边界PQ运动,当线框运动到刚好有一半面积穿出边界线PQ时,线框的速度为,求:(1)此时MN两点间的电压及线框中感应电流方向;(2)在此过程中通过线框某横截面的电荷量;(3)此过程中线框产生的热量.答案：（1），顺时针（2）（3）4（xx桂林中学月考）如图所示（俯视图），相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨的一部分处在以为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边界为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题：（1）若金属杆ab固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到0，求此过程中电阻R上产生的焦耳热。（2）若磁场的磁感应强度不变，金属杆ab在恒力的作用下由静止开始向右运动3L的距离，其图象如图乙所示。求：金属杆ab在刚要离开磁场时加速度的大小；此过程中电阻R上产生的焦耳热。解：（1）感应电动势为所以电阻R上产生的焦耳热为，（2）ab杆从L到3L的过程中，由动能定理得，ab杆刚要离开磁场时，由牛顿第二定律可得，由以上两式可得，由动能定理可得，所以5(xx厦门期末)如图足够长的光滑斜面与水平面的夹角为=30o，空间中自上而下依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域I、，相邻两个磁场的间距均为d=0.5m。一边长L=0.1m、质量m=0.5kg、电阻R=0.3的正方形导线框放在斜面的顶端，导线框的下边距离磁场I的上边界为do=0.9m。将导线框由静止释放，导线框匀速穿过每个磁场区域。已知重力加速度g=10ms2，求：(1)导线框进入磁场I时的速度；(2)磁场I的磁感应强度Bt；(3)导线框穿过全部磁场区域过程中产生的总焦耳热。6(xx福州质检)如图(甲)所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4 m、导轨一端与阻值R=0.3的电阻相连，导轨电阻不计。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2 kg、电阻r=0.1 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中电阻R上消耗的功率不变。求：(1)金属棒在x=0处回路中的电流大小I；(2)金属棒在x=2 m处的速度大小v；(3)金属棒从x=0运动到x=2 m过程中，安培力所做的功WA。10. （1）1 A （2） v1=0.67m/s (3) 0.8J解析：(1) x0处磁感应强度B0=0.5T （1分）导体棒切割磁感线产生电动势E0=B0Lv0 （2分）由闭合电路欧姆定律得回路电流I= （2分）联立式，解得I =1 A （1分）（2）由功率公式P=I2R 依题意得，金属棒中电流I不变，金属棒电动势不变E=E0（2分）x2m处B1=1.5T （1分） 导体棒切割磁感线产生电动势E0=B1Lv1 （1分）由式得 v1=0.67m/s （1分）(3)棒所受的安培力 F=BxIL （2分）Bx= B0+kx （1分）代入数据，得 F=0.2+0.2x（1分）F-x图象为一条倾斜的直线，图线围成的面积就是金属棒克服安培力所做的功x0时，F=0.2N；x2m时，F=0.6N安培力做功WA=x= 2J=0.8J （4分）（能正确求出安培力做功大小给3分）1、 闭合电路：（如右图所示） 1.干路电流电流大小为： 电流方向为： 2.电磁感应现象中磁通量发生变化的那一部分回路或切割磁感线运动的那一部分导体相当于电源。感生电动势：大小： 方向：楞次定律-“增反减同”动生电动势：大小： 方向：右手定则二、安培力（磁场对电流的作用力） 大小： 方向：左手定则3、 电磁感应中的动力学问题的分析思路 1.关系图 2.逻辑关系：导体受外力运动感应电动势感应电流导体受安培力合力变化加速度变化速度变化临界状态.4、 电磁感应中的电热和电量的求解方法 1.在电磁感应现象中,计算电能（电热、焦耳热）的方法： (1)利用焦耳定律来求解:电路产生的电能等于各个电阻的电热之和,公式Q=I2Rt.（要求：感应电流I恒定） (2)利用动能定理或能量守恒求解 (3)利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功.（Q=-W安） 2.在电磁感应现象中,计算电荷量的方法： （1）利用电流的定义式，可得：（要求：感应电流I恒定） （2）利用平均电流计算：代入 (3)动量定理:(其中)