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1、电磁感应专题1(20分)(电磁感应)如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的倾角=30，两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R=0.4的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m=0.1kg、电阻r=0.2的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下。现拆除对金属杆ab的约束，同时用一平行金属导轨面的外力F沿斜面向上拉金属杆ab，使之由静止开始向上运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示。求：（1）在t=2.0s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；（2）金属杆在2.
2、0s内通过的位移；（3）2s末拉力F的瞬时功率。Babcd37R37绝缘水平细绳2（20分）（电磁感应改编）如图所示，相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37角，导轨电阻不计，下端连接阻值为2的电阻R，导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为0.5kg、电阻均为2ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中电阻R上产生的热量为0.5J，已知细线能承受的最大拉力为5N求细绳被拉断时：（g=10m/s2，sin37=0.6）（1）ab棒中的电流大小；
3、（2）cd棒的速度大小；（3）cd棒下滑的距离3如图（甲）所示，一对平行粗糙轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，摩擦因数=0.4，两轨道之间用R=3的电阻连接，一质量m=0.5kg、电阻r=1的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离2m 后停下，在滑行2m的过程中电阻r上产生的焦耳热为3J。求：（1）导体杆匀速运动时的速度；（2）
4、拉力F的功率最大值；（3）拉力做功为多少，及电阻R上产生的焦耳热。(改编)4（20分）如图所示，磁感应强度大小为B=015T、方向垂直于纸面向里且分布在半径R=010m的圆形磁场区域里，圆的左端和y轴相切于坐标原点O，右端和荧光屏MN相切于x轴上的A点，置于原点O的粒子源可沿x轴正方向发射速度为v30106m/s的带负电的粒子流，粒子重力不计，比荷为q/m=10108C/kg。现在以过O点且垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场缓慢地顺时针旋转了900，问：（提示：）（1）在圆形磁场转动前，粒子通过磁场后击中荧光屏上的点与A点的距离；（2）在圆形磁场旋转过程中，粒子击中荧光屏上的点与A的最大距离；（
5、3）定性说明粒子在荧光屏上形成的光点移动的过程。5、（20分）如图所示，竖直平面内有一与水平面成=30的绝缘斜面轨道AB，该轨道和一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道BCD相切于B点。整个轨道处于竖直向下的匀强电场中，现将一质量为m带正电的滑块（可视为质点）从斜面上的A点静止释放，滑块能沿轨道运动到圆轨道的最高D点后恰好落到斜面上与圆心O等高的P点，已知带电滑块受到的电场力大小为Eq=mg，滑块与斜面轨道间的动摩擦因数为=/6，空气阻力忽略不计。求：E+q（1）滑块经过D点时的速度大小；（2）滑块经过圆轨道最低C点时，轨道对滑块的支持力FC；（3）B处的速度及A、B两点之间的距离d。21世纪教育6.（
6、15分） 如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。通过计算分析4s内导体棒的运动情况；计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；计算4s内回路产生的焦耳热。lLdv0图甲B/Tt/sO0.40.30.20.11234
7、图乙7、（江苏卷）13如图所示，两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的导体棒在距磁场上边界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）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值Im8、（天津卷）11如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在U型金属框架上。框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，相距0.4m的、相互平行，电阻不计且足够长。电阻的垂直
8、于。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动，始终与、保持良好接触。当运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。（1）求框架开始运动时速度v的大小；（2）从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量，求该过程位移x的大小。参考答案1解：（1）由图象可知，当，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流） 2分用右手定则判断出，此时电流的方向由a指向b 1分 （2）由图象知U=kt=01t 1分金属杆切割磁场运动产生电磁感应电动势：E=BLv 1分由电路分析： 1分联立以上两式得： 1分 由于R、r、B及
9、L均为常数，所以v与t成正比，即金属杆沿斜面向上方向做初速度为零的匀加速直线运动 2分匀加速运动的加速度为 2分则金属杆在2.0s内通过的位移： 2分 （3）在第2s末， 1分杆受安培力 2分由牛顿第二定律，对杆有 2分解得：拉力F=0675N故2s末拉力F的瞬时功率P=Fv=135W1分2(18分)【答案】（1）1A（2）6 m/s（3）4m【解析】（ 1）细绳被拉断瞬时，对ab棒受力分析得，Fm cos37=mgsin37+BIabL （2分）代入数据解得，Iab=1A （2分）（2）分析电路可知，Iab = IR ，Icd=Iab+ IR = 2A （2分） 根据闭合欧姆定可得， （2分
10、）联立可得，v= 6 m/s （2分）(3) 金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中，由焦耳定律得， （2分）代入数据解得，Qab= QR = 0.5J，Qcd =(2I)2Rcdt= 4I2Rabt= 2J （4分）5u由能量守恒得， （2分）解得s = 4m （2分）34（20分）解：（1）沿圆形磁场半径射入的粒子，射出磁场偏转后，速度方向的易知其反向延长线过圆形磁场的圆心，故可以等效为粒子从圆心直线射出。,由几何关系如图可知（6分）（2）分析可知，粒子在磁场中运动的轨迹是固定的，但磁场转动时，其边界和粒子轨迹相交点在发生变化，射出点和O点之间距离越远，速度的方向偏转越大，当圆
11、形磁场的直径和粒子的圆形轨迹相交时，粒子偏转方向就达到最大。易知300由图可知，粒子的偏向角为600，AB2Rrtg300故， （8分）（3）由分析可知，粒子飞出磁场的偏转角度先变大后变小，故粒子击中光屏的光点先向下移动，再向上移动。（6分）5、（20）解析：（1）滑块从D到P过程中做类平抛运动： (1分) 得： (1分) (1分) 得： (2分) （2） 滑块 CD：根据动能定理 (2分) 得： (1分) (2分) 得： (2分) （3）滑块AB：根据动能定理 (2分)得：(2分)BC： (2分) 得： (2分)6、【解析】（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 代入数据解得：，导体棒没
12、有进入磁场区域。导体棒在末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为（2）前磁通量不变，回路电动势和电流分别为，后回路产生的电动势为回路的总长度为，因此回路的总电阻为电流为根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向（3）前电流为零，后有恒定电流，焦耳热为7【答案】（1） （2）（3）【解析】（1）电流稳定后，导体棒做匀速运动 解得：B= （2）感应电动势 感应电流 由解得（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒 感应电动势的最大值 感应电流的最大值 解得：8【答案】（1）6m/s （2）1.1m【解析】(1)ab对框架的压力 框架受水平面的支持力依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力ab中的感应电动势E=MN中电流 MN受到的安培力 框架开始运动时 由上述各式代入数据解得v=6m/s (2) 闭合回路中产生的总热量： 由能量守恒定律，得：代入数据解得x=1.1m 9