热门试卷

见解析

（1）设线框边到达磁场边界时速度大小为，由机械能守恒定律可得

代入数据解得：                                                                             

线框的ab边刚进入磁场时，感应电流                                               

线框受到的安培力                                                       

而                                                                                

线框匀速进入磁场。设线框进入磁场之前运动时间为，有

代入数据解得：

线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间：                              

此后细绳绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间

线框从开始运动到最高点，所用时间：                         

（2）线框边下落到磁场边界时速度大小还等于，线框所受安培力大小也不变，又因，因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动，                                1分

由机械能守恒定律可得：                            

代入数据解得线框落地时的速度：                                         

（3）线框进入和离开磁场产生的热量：                              

或

（1）

（2）

（3）

略

（1）

（2）

（3）

（1）设ab棒进入水平导轨的速度为v1，ab棒从圆弧导轨滑下机械能定恒：

                                        ①                           （2分）

离开导轨时，设ab棒的速度为棒的速度为棒与棒在水平导轨上运动，

动量定恒，

      ②                           （2分）

依题意，两棒离开导轨做平抛运动的时间相等，

由平热量运动水平位移可知

   ③                           （2分）

联立①②③解得 （2分）

（2）ab棒刚进入水平导轨时，cd棒受到的安培力最大，此时它的加速度最大，设此时回路的感应电动势为      ④                           （1分）

                                                         ⑤                           （1分）

cd棒受到的安培力为：                 ⑥                           （1分）

根据牛顿第二定律，cd棒有最大加速度为

                                                       ⑦                           （1分）

联立④⑤⑥⑦解得：

                                                                          （2分）

（3）根据能量定恒，两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为：

          ⑧                           （2分）

联立①⑧并代入解得：

                                                                                （2分）

（1）（2）（3）

本题主要考查考生对安培力、物体平衡、电磁感应定律、动能定理、动量定理和功能关系等高考必考内容的掌握以及灵活应用能力。另外，本题还突出了对运算能力要求比较高。

（1）对棒：  

（2）对棒：动量定理：   

（3）对棒：       

对棒：由动能定理   

由功能关系：

（1）                 由左手定则得，磁场方向垂直于纸面向外      

（2）

（3）该离子射出磁场的位置在Q点的左侧                         

（1）CD棒切割磁感线产生的感应电动势  E=BLv  ①（2分）

CD棒与电阻R回路的电流            ②（2分）

电阻R的电功率    P=I2R                     ③（2分）

由①②③解得                      ④（1分）

（2）电容器两端的电压  U="IR                 " ⑤（2分）

电容器两极板的电量  Q="CU                   " ⑥（2分）

由①②⑤⑥解得                    ⑦（2分）

根据右手定则，上极板带正电                     （2分） 

解：由右手定则可知φa>φb，即电容器上极板带正电，下极板带负电

E=Blv=0.4×0.2×10 V=0.8 V

电容器所带电荷量Q=CU=CE=100×10-6×0.8 C=8×10-5 C

v=

解决该题的关键是分析清楚ab棒的运动规律，若设ab棒下滑过程中某一瞬时加速度为ai，则经过一微小的时间间隔Δt，其速度的增加量为Δv=ai·Δt.

棒中产生的感应电动势的增加量为：ΔE=BLΔv=BLai·Δt

电容器的极板间电势差的增加量为：ΔUi=ΔE=BLai·Δt

电容器电荷量的增加量为：ΔQ=C·ΔU=CBLai·Δt

电路中的充电电流为：I==CBLai

ab棒所受的安培力为：F=BLI=CB2L2ai

由牛顿第二定律得：mg-F=mai，即mg-CB2L2ai=mai，所以，ai=，可见，棒的加速度与时间无关，是一个常量，即棒ab向下做匀加速直线运动.所以要求的速度为v=.

会 低

金属圆盘处于磁场中的部分可等效成无数沿半径方向上的金属辐条组成，滚动时切割磁感线，和边缘构成闭合回路。故填“会”和“低”。

（1）5m/s（2）a=2m/s2（3）1.125J

试题分析：(1)滑棒在下滑过程中速度最大时，加速度a为零，此时有:mgsinθ＝B2L2vm/(R+r)，由此可解得最大速度vm＝mgsinθ(R+r)/B2L2＝5m/s

（2）a=2m/s2

(3)由功能关系可求出滑棒在下滑过程中产生的热量Q＝mgssinθ－mvm2/2＝1.25J. 

QR=0.9Q=1.125J

点评：解决本题的关键会根据牛顿第二定律求加速度，以及结合运动学能够分析出金属棒的运动情况，当a=0时，速度达到最大．

（1）根据法拉第电磁感应定律得到：

产生的感应电流为

金属细杆受到的安培力

（2）在两金属细杆增加距离的过程中产生的热量就等于两拉力所做的功，即

（1）I="0.5" A，从b到a（2）见解析

试题分析：(1)以ab杆为研究对象，当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的电流I.以ab杆为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大。

当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力Fm相等时开始滑动。因F=BIl，B=B0+t="(0.5+0.2t)" T，I=，E==l2， F=Fm。 

由以上各式求出，经时间t="17.5" s后ab棒开始滑动，此时通过ab棒的电流大小为I="0.5" A，由楞次定律可判断出，电流方向为从b到a。

(2)当ab匀加速运动时，根据牛顿第二定律有：FT-Fm-F=ma.，因F=B0Il，I=B0lv/R，v=at。

联立上述各式，并代入数据，可解得：FT=Fm+ma+B02l2at/R="(3+2.5t)" N。

由此可画出FT-t关系图象如图所示。

点评：做本题的关键需要先判断感应电流的表达式，结合受力分析解题

（1）（2）（3）

试题分析：（1）设进入时速度为，出去时，由题意可知两者速度应相等，则

则此刻感应电动势，

感应电流为，

ab边刚出去时则，则

（2）根据动能定理设cd刚进入时速度为，从此开始自由落体直到ab边恰好离开下边界，根据匀变速直线运动规律，则

则

（3）在整个过程中，根据能量守恒定律产生的热量为机械能的损失：即

所以

点评：本题考察了通过电磁感应定律求安培力的方法，结合牛顿第二定律列示，通过能量观点解决能量转化问题

（1）FB="3" N向左（2）P=12W（3）t=1s

试题分析：（1）设棒获得的稳定速度为v，

E=BLV      ……………①       （1分） 

       ……………②    （1分）

       ……………③      （1分）

联解①②③得：FB="3" N   ……………(1分)   

方向向左      ……………(1分)

(2)当棒稳定时：

      ……………④   （2分）

         ……………⑤    (2分 )                   

联解①②③④⑤得：P=12W     …………   （1分）

（3）设所经历的时间为t，棒发生的位移为x，由能量守恒得：

         ……………⑥       （2分）

                      ……………⑦       （1分）

                       ……………⑧       （1分）

                 ……………⑨       （2分）

联解⑥⑦⑧⑨得：t=1s            ……………      （1分）

点评：对于电磁感应的综合问题要做好电流、安培力、运动、功能关系这四个方面的分析，同时这类问题涉及知识点多，容易混淆，要加强练习，平时注意知识的理解与应用