江苏省昆山震川高级中学高三物理复习学案：电磁感应中的能量问题（2）
1、如图8(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为b(b>3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0，并开始离开匀强磁场．此过程中v－t图象如图(b)所示，则 A．t＝0时，线框右侧边MN两端的电压为Bav0 B．在t0时刻线框的速度为v0－2Ft0/m
C．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比t0时刻线框的速度大 D．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比t0时刻线框的速度小
2、如图所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时 ，下面能发生的情况是 A．B比A先亮，然后B熄灭 B．A比B先亮，然后A熄灭 C．A、B一起亮，然后A熄灭 D．A、B一起亮，然后B熄灭
3、.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（ ）
A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭 B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭 C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭
4.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图三中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ）
A
B
F O θ t F θ O t 图三
O t O 左 e b 图一 F F θ t 图二 g d a c 右
O f t
( )
L B C A R S θ C D
B1/T t/s
5、在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图⑴所示.0~1s内磁场方向垂直线框平面向下.圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下，如图⑵所示.若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的（设向右为静摩擦力的正方向）
O 16B2 34⑴ 5B⑵
1
O f 123456t /s O f O 123456t /s f O 123456t /s f 123456t /s D A B C
6、2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km/h，可载5人.如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环.将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，下列说法中正确的是（ ） A.在B上放入磁铁的过程中，B中将产生感应电流.当稳定后，感应电流消失 B.在B上放入磁铁的过程中，B中将产生感应电流.当稳定后，感应电流仍存在 C.如A的N极朝上，B中感应电流的方向如图所示
D.如A的N极朝上，B中感应电流的方向与图中所示的方向有时相同有时相反
7、如图9所示，光滑的“Π”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好．磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动．以下说法中正确的是( )
A．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑
B．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑 C．若B2 D．若B2>B1，金属棒进入B2区域后将先减速后匀速下滑 8、一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑的平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则 ( ) A．向上滑行的时间小于向下滑行的时间 B．在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量 C．向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电量相等 122 D．金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R上产生的热量为m(v0－v) 2 9、如图所示，在一水平桌面上有竖直向上的匀强磁场，已知桌面离地高h＝1.25 m，现有宽为1 m的U形金属导轨固定在桌面上，导轨上垂直导轨放有一质量为2 kg、电阻为2 Ω的导体棒，其他电阻不计，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2，将导体棒放在CE左侧3 m处，CE与桌边重合，现用F＝12 N的力作用于导体棒上，使其从静止开始运动，经过3 s导体棒刚好到达导轨的末端(在此之前导体棒的运动已达到稳定状态)，随即离开导轨运动，其落地点距桌子边缘的水平距离为2 m，g取10 m/s，则( ) A．导体棒先做匀加速运动，再做匀速运动，最后做平抛运动 B．所加磁场的磁感应强度B＝2 T C．导体棒上产生的焦耳热为24 J D．整个过程中通过导体棒横截面的电荷量为3 C 2 2 B A 10、如图所示，M、N为水平面内平行放置的粗糙金属长直导轨，间距为L＝0.5 m，导轨间接有阻值为R＝2.0 Ω的定值电阻，导轨平面处在竖直向下、磁感应强度大小为B＝4.0 T的匀强磁场中．一导体杆ab垂直M、N置于导轨上，其质量为m＝1.0 kg，长度也为L，电阻为r＝1.0 Ω，与导轨的动摩擦因数为μ＝ 2 0.2，且跟导轨接触良好．不计导轨电阻，重力加速度g取10 m/s. (1)若在ab杆上作用一个平行导轨方向的恒力F使其向右运动，恒力大小为F＝10 N，求ab杆可以达到的速度最大值vm； (2)若用9－3－9所示的电动机通过轻绳来水平向右牵引ab杆，也可使ab杆达到(1)中的速度最大值vm，求电压表的示数U.已知电动机内阻r1＝5.0 Ω，电压表和电流表示数恒定，且电流表示数为I＝2.0 A，不计电动机的摩擦损耗； (3)在(2)中的条件下，可认为ab杆从静止开始经时间t＝1.5 s，位移x＝7.5 m后刚好达到最大速度vm，求此过程中ab杆上产生的电热． 11、如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒ab的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL＝4R，定值电阻R1＝2R，电阻箱电阻调至R2＝12R，重力加速度为g，现将金属棒ab由静止释放，试求： 1)金属棒ab下滑的最大速度为多少？ 3 (2)当金属棒ab下滑距离为s0时速度恰达到最大，求金属棒ab由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的热量； (3)R2为何值时，其消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？ 12、如图9－3－17所示，宽度L＝0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处 在磁感应强度大小B＝0.4 T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m＝0.1 kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好．以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标．金属棒从x0＝1 m处以v0＝2 m/s的初速度，沿x轴负方向做a＝2 m/s的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用．求： (1)金属棒ab运动0.5 m，框架产生的焦耳热Q； (2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系； (3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4 s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出经过0.4 s金ΔΦBLx 属棒的运动距离x，以及0.4 s时回路内的电阻R，然后代入q＝＝RR求解．指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果． 4 2 第51课时 电磁感应中的能量问题（3） 1、如图所示，一矩形金属框架与水平面成角θ＝37°，宽L＝0.4 m，上、下两端各有一个电阻R0＝2 Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0 T．ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m＝0.1 kg， 电阻r＝1.0 Ω，杆与框架的动摩擦因数μ＝0.5.杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0＝0.5 J(取g＝10 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求： (1)流过R0的最大电流； (2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离； (3)在时间1 s内通过ab杆某横截面的最大电荷量． 2、如图所示，足够长的光滑平行金属导轨JK、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L＝1.0 m，导轨平面与水平面间的夹角为θ＝30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的J、P两端连接阻值为R＝3.0 Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m＝0.20 kg，电阻r＝0.50 Ω，重物的质量M＝0.60 kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图9－2所示，不计导轨电阻，g＝10 m/s.求： (1)磁感应强度B的大小； (2)在0.6 s内通过电阻R的电荷量； (3)在0.6 s内电阻R产生的热量． 5 2 2