【8A版】百强名校高中物理经典难题电磁感应专题
12页1、【MeiWei81-优质实用版文档】高中物理大题集练电磁感应1、如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为的光滑绝缘斜面上,导轨间距为L,电阻忽略不计且足够长,以宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强度为B另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d(dL)的正方形线框连在一起组成的固定装置,总质量为m,导体棒中通有大小恒为I的电流将整个装置置于导轨上,开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处由静止释放后装置沿斜面向上运动,当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零重力加速度为g(1)求刚释放时装置加速度的大小;(2)求这一过程中线框中产生的热量;(3)之后装置将向下运动,然后再向上运动,经过若干次往返后,最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离2、如图(a)所示,间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图(b)所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同
2、时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域的下边界EF处之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量、阻值均未知,区域沿斜面的长度为2l,在t=tG时刻(tG未知)ab棒恰进入区域,重力加速度为g。求:(1)通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向;(2)当ab棒在区域内运动时,cd棒消耗的电功率;(3)ab棒开始下滑的位置离EF的距离;(4)ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。3、如图甲所示,长、宽分别为L1=0.1m、L2=0.2m的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为100匝,总电阻为1,可绕其竖直中心轴O1O2转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R=9相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0=5103T、B1=1102T和t1=2103S在0t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度=200rad/s匀速转动求:(1
3、)0t1时间内通过电阻R的电流大小;(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90的过程中,通过电阻R的电荷量4、有一金属细棒ab,质量m=0.05kg,电阻不计,可在两条轨道上滑动,如图所示,轨道间距为L=0.5m,其平面与水平面的夹角为=37,置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=1.0T,金属棒与轨道的动摩擦因数=0.5,(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)回路中电源电动势为E=3V,内阻r=0.5(g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)求:(1)为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动,流过金属细棒ab的电流的最大值为多少?(2)滑动变阻器R的阻值应调节在什么范围内,金属棒能静止在轨道上?5、如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于匀强磁场中。金属杆ab中通有大小为I的电流。已知重力加速度为g。(1)若匀强磁场方向垂直斜面向下,且不计金属杆ab和导轨之间的摩擦
4、,金属杆ab静止在轨道上,求磁感应强度的大小;(2)若金属杆ab静止在轨道上面,且对轨道的压力恰好为零,需在竖直平面内加一匀强磁场,说明该磁场的磁感应强度大小和方向应满足什么条件;(3)若匀强磁场方向垂直斜面向下,金属杆ab与导轨之间的动摩擦因数为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。欲使金属杆ab静止,则磁感应强度的最大值是多大?6、如图,水平放置金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为1m,磁场的磁感应强度大小为1T,方向与导轨平面夹角为,金属棒ab的质量为0.02kg,放在导轨上且与导轨垂直,且与导轨的动摩擦因数为0.4.电源电动势为1.5V,内阻为0.5,定值电阻R为1,其余部分的电阻不计,则当电键闭合的瞬间,求:(,)(1)电流多大(2)棒ab的加速度为多大7、如图所示,足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为,两导轨间距为L,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动势为E,内阻为r一质量为m的导体棒ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度为B,垂直于斜面向上的匀强磁场中,导轨与导体棒的电阻不计(1)若要使导体棒ab静止于导轨上,求滑动变阻器的阻值应取何值;(2)若将滑动
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