文档介绍：【备战2013】高考物理考前30天冲刺押题专题09 电磁感应
【题型示例】
L
h
d
B
图5
图10-1
【示例1】如图10-1所示,两条水平虚线之间有垂直于纸面向里,宽度为d,,电阻为R的正方形线圈边长为L(L< d),,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是v0,则在整个线圈穿过磁场的全过程中(从下边缘进入磁场到上边缘穿出磁场),下列说法中正确的是
【解析】由于L<d,总有一段时间线圈全部处于匀强磁场中,磁通量不发生变化,不
【示例2】如图10-2所示的(a)、(b)、(c)中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动,(a)图中的C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略。导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v0,在下列三种情形下导体棒ab的最终运动状态是
三种情况下导体棒ab最终均做匀速运动
(a)、(c)中,棒ab最终将以不同速度做匀速运动;(b)中ab棒最终静止
(a)、(c)中,棒ab最终将以相同速度做匀速运动;(b)中ab棒最终静止
(a)、(b)、(c)中,棒ab最终都静止
××× ×××
×××
a
b
R
C
v0
(a)
××× ×××
×××
a
b
R
v0
(b)
××× ×××
×××
a
b
R
v0
(c)
ε
图10-2
【示例3】一有界匀强磁场区域如图10-3甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感强度为B0。t=0时刻磁场开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动, v-t图像如图10-3乙,图中斜向虚线为过0点速度图线的切线,数据由图中给出,不考虑重力影响。求:
(1)磁场磁感应强度的变化率。
(2)t3时刻回路电功率。
L
2L
B
a
b
c
d
甲
v
t
v0
0
t1
t2
乙
t3
图10-3
【示例4】如图10-4所示,在高度差h=,有磁感强度B=、方向水平向里的匀强磁场,正方形线框abcd的质量m=、边长L=、电阻
R=,线框平面与竖直平面平行,静止在位置I时,cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F=,该框由位置Ⅰ无初速度开始向上运动,穿过磁场区,最后到达位置Ⅱ(ab边恰好出磁场),线框平面在运动中保持在竖直平面内,且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动(g取10m/s2)。求:
B
h
H
Ⅰ
Ⅱ
d
a
b
c
L
F
F
图10-4
(1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H。
(2)线框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,恒力F做的功是多少?线框内产生的热量又是多少?
【解析】(1)在恒力作用下,线圈开始向上做匀加速直线运动,设线圈的加速度为a,据牛顿第二定律有:F-mg=ma
从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中,拉力所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q,即
F(L+h)=mg(L+h)+Q
解得:Q=(F-mg)(L+h)=
或Q=I2Rt=
【答案】(1) (2),
【名师解读】本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、欧姆定律、安培力、匀速运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律、功能关系等知识点,考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力,体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论”的能力要求。求解时先从受力分析入手,利用牛顿定律,得出线框进入磁场中做匀速运动,再应用能量关系就简单了。
【示例5】如图10-5所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=300,在其上放置一矩形金属线框abcd,ab的边长l1=1m,bc的边长l2=,线框的质量m=1kg,电阻R=,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近;重物质量M=2kg,离地面的高度为H=;斜面上efgh区域是有界匀强磁场,,方向垂直于斜面向上;,e