湖南省湘潭市鳳凰中學(xué)2015屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用

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1、湖南省湘潭市鳳凰中學(xué)2015屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 1、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 d B a b c v 【例1】 如圖所示，在絕緣光滑水平面上，有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v 向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。線框被全部拉入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框平面保持與磁場(chǎng)方向垂直，線框的ab邊始終平行于磁場(chǎng)的邊界。已知線框的ab邊電阻不計(jì)，其余三邊的電阻值相等，均為R。求： （1）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線框內(nèi)的電流大小； （2）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab邊兩端的電壓；

2、 【變式1】如果線框的ab邊電阻也為R，求： （1）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線框內(nèi)的電流大小； （2）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab邊兩端的電壓； 【變式2】若將例題中線框改成橫“日”型。（每條邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R） （1）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ad邊的電流大?。? （2）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab邊兩端的電壓； （3）在線框右半部分進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線ef某一截面的電量

3、 【例2】如圖所示，匝數(shù)N=100匝、截面積S=0.2m2、電阻r=0.5Ω的圓形線圈MN處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B=0.6+0.02t(T)的規(guī)律變化．處于磁場(chǎng)外的電阻R1=3.5Ω，R2=6Ω，電容C=30μF，開(kāi)關(guān)S開(kāi)始時(shí)未閉合，求： (1)閉合S后，線圈兩端M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN和電阻R2消耗的電功率； (2)閉合S一段時(shí)間后又打開(kāi)S，則S斷開(kāi)后通過(guò)R2的電荷量為多少？ 2、 動(dòng)力學(xué)分析 例1、如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN

4、、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦． (1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖； (2)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中 的電流及其加速度的大??； (3)求在下滑過(guò)程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值．

5、 拓展：均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，總質(zhì)量為m，將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處，如圖所示．線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行．當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，求： (1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。? (2)求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大??； (3)若此時(shí)線框加速度恰好為零， 求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件． 例2、如圖．兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．方向垂直于導(dǎo)

6、軌平面。在導(dǎo)軌上放置質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開(kāi)始下滑，求 (1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系： (2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。 練習(xí):1、如圖所示，在傾角為θ的光滑的斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下，寬度均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框(設(shè)電阻為R)以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).若當(dāng)ab邊到達(dá)gg′與ff′中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則：

7、 (1)當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff′時(shí)，線框加速度的值為多少? (2)求線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊到達(dá)gg′與ff′中點(diǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量是多少? 練習(xí)：2、如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置,兩導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)=1.0m,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為30°,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上,導(dǎo)軌的M、P兩端連接阻值為R=3.0Ω的電阻,金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置并用細(xì)線通過(guò)光滑定滑輪與重物相連,金屬棒ab的質(zhì)量m=0.20kg,電阻r=0.50Ω,重物的質(zhì)量M=0.60kg,如果將金屬棒和重物由靜止釋放,金屬棒沿斜面上滑的距離與時(shí)間的關(guān)系如表所示,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,g取10m/s2。求: (1)ab棒的最終速度是多少? (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是多少? (3)當(dāng)金屬棒ab的速度v=2m/s時(shí),金屬棒ab上滑的加速度大小 是多少? 時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 上滑距離/m 0 0.05 0.15 0.35 0.70 1.05 1.40