2019年高考物理二轮复习精品学案:专题09 电磁感应及综合应用(原卷版)

2019年高考物理二轮复习精品学案:专题09 电磁感应及综合应用(原卷版)
2019年高考物理二轮复习精品学案:专题09 电磁感应及综合应用(原卷版)

电磁感应是电磁学中最为重要的内容,也是高考命题频率最高的内容之一。题型多为选择题、计算题。主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题,其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算,还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。预测2019年的高考基础试题重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题.综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识.主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等.此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。

一、法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比.在具体问题的分析中,针对不同形式的电磁感应过程,法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式.

二、楞次定律与左手定则、右手定则

1.左手定则与右手定则的区别:判断感应电流用右手定则,判断受力用左手定则.2.应用楞次定律的关键是区分两个磁场:引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场.感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化,“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化,同时伴随着能量的转化.

3.楞次定律中“阻碍”的表现形式:阻碍磁通量的变化(增反减同),阻碍相对运动(来拒去留),阻碍线圈面积变化(增缩减扩),阻碍本身电流的变化(自感现象).

三、电磁感应与电路的综合

电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容,两者的核心内容与联系主线如图4-12-1所示:

1.产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路,产生电动势的那一部分电路相当于电源,产生的感应电动势就是电源的电动势,在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极

流向正极,该部分电路两端的电压即路端电压,U=R

R+r

E.

2.在电磁感应现象中,电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和.若为纯电阻电路,则产生的电能将全部转化为内能;若为非纯电阻电路,则产生的电能除了一部分转化为内能,还有一部分能量转化为其他能,但整个过程能量守恒.能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线,抓住这条主线也就是抓住了解题的关键.在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中,机械能转化为电能,导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能.

说明:求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时,要区别平均电动势和瞬时电动势,切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影.

考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查

例1、如图1所示,直角坐标系xOy的二、四象限有垂直坐标系向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,在第三象限有垂直坐标系向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.现将半径为L、圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动.t=0时刻线框在图示位置,设电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中的电流随时间变化的图线,正确的是( )

图1

【变式探究】如图2所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( )

图2

A.增加线圈的匝数

B.提高交流电源的频率

C.将金属杯换为瓷杯

D.取走线圈中的铁芯

【方法技巧】

1.楞次定律的理解和应用

(1)“阻碍”的效果表现为:①阻碍原磁通量的变化——增反减同;②阻碍物体间的相对运动——来拒去留;③阻碍自身电流的变化——自感现象.

(2)解题步骤:①确定原磁场的方向(分析合磁场);②确定原磁通量的变化(增加或减少);

③确定感应电流磁场的方向(增反减同);④确定感应电流方向(安培定则).

2.求解图像问题的思路与方法

(1)图像选择问题:求解物理图像的选择题可用“排除

法”,即排除与题目要求相违背的图像,留下正确图像.也可用“对照法”,即按照要求画出正确的草图,再与选项对照.解决此类问题的关键是把握图像特点,分析相关物理量的函数关系,分析物理过程的变化或物理状态的变化.

(2)图像分析问题:定性分析物理图像,要明确图像中的横轴与纵轴所代表的物理量,弄清图像的物理意义,借助有关的物理概念、公式、不变量和定律作出相应判断.在有关物理图像的定量计算时,要弄清图像所揭示的物理规律及物理量间的函数关系,善于挖掘图像中的隐含条件,明确有关图像所包围的面积、斜率,以及图像的横轴、纵轴的截距所表示的物理意义.

考点二对电磁感应中动力学问题的考查

例2、如图3所示,间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°,导轨的电阻不计,导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻,导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置,导体棒上方距离L以上的范围存在着磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场.现在施加一个平行斜面向上且与棒ab重力相等的恒力,使导体棒ab从静止开始沿导轨向上运动,当ab进入磁场后,发现ab开始匀速运动,求:

图3

(1)导体棒的质量;

(2)若进入磁场瞬间,拉力减小为原来的一半,求导体棒能继续向上运动的最大位移.

【变式探究】如图4甲所示,MN、PQ是相距d=1.0 m足够长的平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面间的夹角为θ,导轨电阻不计,整个导轨处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置,且始终与导轨接触良好,已知金属棒ab的质量m=0.1 kg,其接入电路的电阻r=1 Ω,小灯泡电阻R L=9 Ω,重力加速度g取10 m/s2.现断开开关S,将棒ab由静止释放并开始计时,t=0.5 s时刻闭合开关S,图乙为ab的速度随时

间变化的图像.求:

图4

(1)金属棒ab开始下滑时的加速度大小、斜面倾角的正弦值;

(2)磁感应强度B的大小.

【方法技巧】在此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约,解决问题前首先要建立“动—电—动”的思维顺序,可概括为:

(1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向.

(2)根据等效电路图,求解回路中的感应电流的大小及方向.

(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推出对电路中的感应电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况.

(4)列牛顿第二定律或平衡方程求解.

考点三对电磁感应中能量问题的考查

例3、如图5所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为37°,导轨间距为1 m,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒ab和以a′b′的质量都是0.2 kg,电阻都是1 Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25,两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B的大小相同.让a′b′固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为8 W.求:

图5

(1)ab下滑的最大加速度;

(2)ab下落了30 m高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q 为多大?

(3)如果将ab与a′b′同时由静止释放,当ab下落了30 m高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q′为多大?(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 【变式探究】在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图6所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线

运动,若经过时间t 0,线框ab 边到达gg ′与ff ′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是( )

图6

A .当ab 边刚越过ff ′时,线框加速度的大小为g sin θ

B .t 0时刻线框匀速运动的速度为v 04

C .t 0时间内线框中产生的焦耳热为32mgL sin θ+1532mv 20

D .离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动

【方法技巧】

1.明确安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”,用框图表示如下: 电能W 安>0

W 安<0其他形式的能

2.明确功能关系,确定有哪些形式的能量发生了转化.如有摩擦力做功,必有内能产生;有重力做功,重力势能必然发生变化;安培力做负功,必然有其他形式的能转化为电能.

3.根据不同物理情景选择动能定理、能量守恒定律或功能关系列方程求解问题.

考点四 综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题

例4、如图7甲所示,MN 、PQ 是相距d =1 m 的足够长平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面成某一夹角,导轨电阻不计;长也为1 m 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,ab 的质量m =0.1 kg 、电阻R =1 Ω;MN 、PQ 的上端连接右侧电路,电路中R 2为一电阻箱;已知灯泡电阻R L =3 Ω,定值电阻R 1=7 Ω,调节电阻箱使R 2=6 Ω,重力加速度g =10 m/s 2.现断开开关S ,在t =0时刻由静止释放ab ,在t =0.5 s 时刻闭合S ,同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面斜向上;图乙所示为ab 的速度随时间变化图像.

图7

(1)求斜面倾角α及磁感应强度B的大小;

(2)ab由静止下滑x=50 m(此前已达到最大速度)的过程中,求整个电路产生的电热;

(3)若只改变电阻箱R2的值.当R2为何值时,ab匀速下滑中R2消耗的功率最大?消耗的最大功率为多少?

【变式探究】如图8甲所示,匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T,其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上.绝缘斜面上固定有“∧”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MP和NP 长度均为2.5 m,MN连线水平,长为3 m.以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆CD,长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 Ω,在拉力F的作用下,从MN处以恒定速度v=1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好).g 取10 m/s2.

图8

(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8 m处电势差U CD;

(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式,并在图乙中画出F-x关系图像;

(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热.

【2019·上海·24】1.如图所示,一无限长通电直导线固定在光滑水平面上,金属环质量

为0.02kg,在该平面上以

02/

v m s

、与导线成60°角的初速度运动,其最终的运动状态是__________,环中最多能产生__________J的电能。

【2019·浙江·16】2.如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬

挂在金属极板中间,则

A .乒乓球的左侧感应出负电荷

B .乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上

C .乒乓球共受到电场力,重力和库仑力三个力的作用

D .用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞

【2019·海南·2】3.如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯,置于磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时,棒两端的感应电动势大小为ε',则ε

ε'等于()

A .1/2

B .2

2 C .1 D .2 【2019·上海·20】5.如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F 作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F 做功F W ,磁场力对导体棒做功1W ,磁铁克服磁场力做功2W ,重力对磁铁做功G W ,回路中产生的焦耳热为Q ,导体棒获得的动能为K E 。则

A .1W Q =

B .21W W Q -=

C .1K W E =

D .F G K W W

E Q +=+

【2019·重庆·4】6.题4图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n ,面积为S .若在1t 到2t 时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由1B 均匀增加到2B ,则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ??-

A .恒为2121()nS

B B t t -- B . 从0均匀变化到2121

()nS B B t t -- C .恒为2121()nS B B t t --

- D .从0均匀变化到2121()nS B B t t --- 【2019·全国新课标Ⅱ·15】7.如图,直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,方向平行于ab 边向上。当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时,a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c 。已知bc 边的长度为l 。下列判断正确的是

A .U a > U c ,金属框中无电流

B .U b >U c ,金属框中电流方向沿a -b -c -a

C.U bc=-1/2Bl2ω,金属框中无电流

D.U bc=1/2Bl2w,金属框中电流方向沿a-c-b-a

【2019·全国新课标Ⅰ·19】8.1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动

【2019·福建·18】9.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()

A.PQ中电流先增大后减小

B.PQ两端电压先减小后增大

C.PQ上拉力的功率先减小后增大

D.线框消耗的电功率先减小后增大

【2019·北京·20】10.利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路。公交卡上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC卡内的线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处

理和传输。下列说法正确的是( )

A . IC 卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池

B .仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时,I

C 卡才能有效工作

C .若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,在线圈L 中不会产生感应电流

D .IC 卡只能接收读卡器发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息

【2019·安徽·19】11.如图所示,abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l 。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,导轨电阻不计。已知金属杆MN 倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r ,保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则

A .电路中感应电动势的大小为

sin Blv θ B .电路中感应电流的大小为sin Bv r

θ C .金属杆所受安培力的大小为2sin lv r

B θ D .金属杆的热功率为2

2sin l r v B θ

1.(2019上海)17.如图,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形。则磁场( )

(A )逐渐增强,方向向外 (B )逐渐增强,方向向里

(C )逐渐减弱,方向向外 (D )逐渐减弱,方向向里

2.【2019·新课标全国卷Ⅰ】 在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )

A .将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化

3.【2019·新课标全国卷Ⅰ】如图(a)所示,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( )

4.【2019·江苏卷】如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )

A.Ba2

2Δt B.

nBa2

2Δt

C.

nBa2

Δt

D.

2nBa2

Δt

5.【2019·山东卷】如图所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好,在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用F M、F N表示.不计轨道电阻.以下叙述

正确的是( )

A .F M 向右

B .F N 向左

C .F M 逐渐增大

D .F N 逐渐减小

6.【2019·四川卷】 如图所示,不计电阻的光滑U 形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上,H 、P 的间距很小.质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形,其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4-0.2t ) T ,图示磁场方向为正方向.框、挡板和杆不计形变.则( )

A .t =1 s 时,金属杆中感应电流方向从C 到D

B .t =3 s 时,金属杆中感应电流方向从D 到C

C .t =1 s 时,金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 N

D .t =3 s 时,金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N

7.【2019·安徽卷】 英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示,一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B ,环上套一带电荷量为+q 的小球.已知磁感应强度B 随时间均匀增加,其变化率为k ,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )

A .0 B.12

r 2qk C .2πr 2qk D .πr 2qk 8.【2019·全国卷】 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率( )

A .均匀增大

B.先增大,后减小

C.逐渐增大,趋于不变

D.先增大,再减小,最后不变

9.【2019·广东卷】如图8所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )

A.在P和Q中都做自由落体运动

B.在两个下落过程中的机械能都守恒

C.在P中的下落时间比在Q中的长

D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大

10.【2019·江苏卷】如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( ) A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率

C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯

11. 【2019·新课标Ⅱ卷】半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出).直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略.重力加速度大小g.求

(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小:

(2)外力的功率.

12.【2019·安徽卷】(16分)如图1所示,匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T,其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上.绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨的MPN(电阻忽略不计),MP和NP长度均为2.5 m,MN连线水平,长为3 m.以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆CD,长度d为3 m,质量m为1 kg、电阻R为0.3 Ω,在拉力F的作用下,从MN处以恒定速度v=1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好).g取10 m/s2.

图1

图2

(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8 m处电势差U CD;

(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式,并在图2中画出Fx关系图像;

(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热.

13.【2019·北京卷】(20分)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识.如图所示,固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中,金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F作用下,在导线框上以速度v做匀速运动,速度v与恒力F方向相同;导线MN始终与导线框形成闭合电路.已知导线MN电阻为R,其长度L恰好等于平行轨道间距,磁场的磁感应强度为B.忽略摩擦阻力和导线框的电阻.

(1) 通过公式推导验证:在Δt时间内,F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能W

电,也等于导线MN中产生的热量Q;

(2)若导线MN的质量m=8.0 g、长度L=0.10 m,感应电流I=1.0 A,假设一个原子贡献

一个自由电子,计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v e(下表中列出一些你可能会用到的数据);

(3)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞.展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型;在此基础上,求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f的表达式.

14.【2019·江苏卷】如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层.匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直.质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g.求:

(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ;

(2)导体棒匀速运动的速度大小v;

(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q.

15.【2019·天津卷】如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m.导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁场感应度大小均为B=0.5 T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.1 Ω的金属条ab 放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2,问

(1)cd 下滑的过程中,ab 中的电流方向;

(2)ab 刚要向上滑动时,cd 的速度v 多大;

(3)从cd 开始下滑到ab 刚要向上滑动的过程中,cd 滑动的距离x =3.8 m ,此过程中ab 上产生的热量Q 是多少?

16.【2019·浙江卷】 某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示.一个半径为R =0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R 的金属棒OA ,A 端与导轨接触良好,

O 端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r =R 3

的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m =0.5 kg 的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T .a 点与导轨相连,b 点通过电刷与O 端相连.测量a 、b 两点间的电势差U 可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h =0.3 m 时,测得U =0.15 V .(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g 取10 m/s 2)

第24题图

(1)测U 时,与a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?

(2)求此时铝块的速度大小;

(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.

17.(2019上海).(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN 、PQ 边的电阻不计,MP 边的电阻阻值R=1.5Ω,MN 与MP 的夹角为1350,PQ 与MP 垂直,MP 边长度小于1m 。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP 平行。棒与MN 、PQ 交点G 、H 间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T 。在外力作用下,棒由GH 处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。

(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小F A。

(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间△t。

(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3。

高三物理二轮复习专题一

专题定位 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有:①对各种性质力特点的理解;②共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理思想和方法有:①整体法和隔离法;②假设法;③合成法;④正交分解法;⑤矢量三角形法;⑥相似三角形法;⑦等效思想;⑧分解思想. 应考策略 深刻理解各种性质力的特点.熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法. 1. 弹力 (1)大小:弹簧在弹性限度内,弹力的大小可由胡克定律F =kx 计算;一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解. (2)方向:一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向. 2. 摩擦力 (1)大小:滑动摩擦力F f =μF N ,与接触面的面积无关;静摩擦力0

(1)大小:F洛=q v B,此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F洛=0. (2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力总不做功.6.共点力的平衡 (1)平衡状态:静止或匀速直线运动. (2)平衡条件:F合=0或F x=0,F y=0. (3)常用推论:①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1) 个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 1.处理平衡问题的基本思路:确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论. 2.常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法. (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解 法等. 3.带电体的平衡问题仍然满足平衡条件,只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力. 4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动,则一定是匀速直线运动,因为F洛⊥v. 题型1整体法和隔离法在受力分析中的应用 例1如图1所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根轻绳跨过物体P 顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4 kg的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,绳的另一端水平连接物块3,三个物块重均为50 N,作用在物块2的水平力F=20 N,整个系统平衡,g=10 m/s2,则以下正确的是() 图1 A.1和2之间的摩擦力是20 N B.2和3之间的摩擦力是20 N

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案 一、电磁感应现象的两类情况 1.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2) (1)求导体棒下滑的最大速度; (2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度; (3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示). 【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2 (32 22mgs mv Rt 【解析】 【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解; 解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R R θ==, 解得: 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= , cos 1BLv I A R θ = =, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =; (3)根据能量守恒有:22012 mgs mv I Rt = + , 解得: 2 02mgs mv I Rt -=

高考物理二轮复习重点及策略

2019高考物理二轮复习重点及策略 一、考点网络化、系统化 通过知识网络结构理解知识内部的联系。因为高考试题近年来突出对物理思想本质、物理模型及知识内部逻辑关系的考察。 例如学习电场这章知识,必须要建立知识网络图,从电场力和电场能这两个角度去理解并掌握。 二、重视错题 错题和不会做的题,往往是考生知识的盲区、物理思想方法的盲区、解题思路的盲区。所以考生要认真应对高三复习以来的错题,问问自己为什么错了,错在哪儿,今后怎么避免这些错误。分析错题可以帮助考生提高复习效率、巩固复习成果,反思失败教训,及时在高考前发现和修补知识与技能方面的漏洞。充分重视通过考试考生出现的知识漏洞和对过程和方法分析的重要性。很多学生不够重视错题本的建立,都是在最后关头才想起要去做这件事情,北京新东方一对一的老师都是非常重视同时也要求学生一定要建立错题本,在大考对错题本进行复习,这样的效果和收获是很多同学所意想不到的。 三、跳出题海,突出高频考点 例如电磁感应、牛二定律、电学实验、交流电等,每年会考到,这些考点就要深层次的去挖掘并掌握。不要盲区的去大

量做题,通过典型例题来掌握解题思路和答题技巧;重视“物理过程与方法”;重视数学思想方法在物理学中的应用;通过一题多问,一题多变,一题多解,多题归一,全面提升分析问题和解决问题的能力;通过定量规范、有序的训练来提高应试能力。 四、提升解题能力 1、强化选择题的训练 注重对基础知识和基本概念的考查,在选择题上的失手将使部分考生在高考中输在起跑线上,因为选择题共48分。所以北京新东方中小学一对一盛海清老师老师建议同学们一定要做到会的题目都拿到分数,不错过。 2、加强对过程与方法的训练,提高解决综合问题的应试能力 2019年北京高考命题将加大落实考查“知识与技能”、“过程与方法”的力度,更加注重通过对解题过程和物理思维方法的考查来甄别考生的综合能力。分析是综合的基础,分析物理运动过程、条件、特征,要有分析的方法,主要有:定性分析、定量分析、因果分析、条件分析、结构功能分析等。在处理复杂物理问题是一般要定性分析可能情景、再定量分析确定物理情景、运动条件、运动特征。 如物体的平衡问题在力学部分出现,学生往往不会感到困难,在电场中出现就增加了难度,更容易出现问题的是在电

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 y M a B 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。 如图2所示,通道尺寸a =2.0m ,b =0.15m 、c =0.10m 。工作时,在通道内沿z 轴正方 向加B =8.0T 的匀强磁场;沿x 轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U =99.6V ;海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.22Ω·m 。 (1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向; (2)船以v s =5.0m /s 的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以5.0m /s 的速率涌入进 水口由于通道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v d =8.0m /s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 (3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U /=U -U 感计算,海水受到电磁力的80%可以 转化为对船的推力。当船以v s =5.0m /s 的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。 解析24.(20分) (1)根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ,其中I 1= R U ,R =ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) (2)U 感=Bu 感b=9.6 V (3)根据欧姆定律,I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2=I 2Bb =720 N

推力的功率P =Fv s =80%F 2v s =2 880 W 2006年全国物理试题(江苏卷) 19.(17分)如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON 固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动,导体棒的质量为m ,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时,导体棒位于顶角O 处,求: (1)t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 (3)导体棒在0~t 时间内产生的焦耳热Q 。 (4)若在t 0时刻将外力F 撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19.(1)0到t 时间内,导体棒的位移 x =t t 时刻,导体棒的长度 l =x 导体棒的电动势 E =Bl v 0 回路总电阻 R =(2x +2x )r 电流强度 022E I R r ==(+) 电流方向 b →a (2) F =BlI =22 02 22E I R r ==(+) (3)解法一 t 时刻导体的电功率 P =I 2R = 23 02 22E I R r ==(+) ∵P ∝t ∴ Q =2P t =232 02 2(22E I R r ==+) 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P =I 2R 由于I 恒定 R /=v 0rt ∝t

高考物理二轮复习计划五步走

2019年高考物理二轮复习计划五步走 通过第一轮的复习,高三学生大部分已经掌握了物理学中的基本概念、基本规律及其一般的应用。在第二轮复习中,首要的任务是要把整个高中的知识网络化、系统化;另外,要在理解的基础上,综合各部分的内容,进一步提高解题能力。这一阶段复习的指导思想是:突出主干知识,突破疑点、难点;关注热点和《考试说明》中新增点、变化点。二轮复习的目的和任务是:①查漏补缺:针对第一轮复习存在的问题,进一步强化基础知识的复习和基本技能的训练,进一步巩固基础知识和提高基本能力,进一步强化规范解题的训练;②知识重组:把所学的知识连成线、铺成面、织成网,梳理知识结构,使之有机结合在一起,以达到提高多角度、多途径地分析和解决问题的能力的目的;③提升能力:通过知识网的建立,一是提高解题速度和解题技巧,二是提升规范解题能力,三是提高实验操作能力。在第二轮复习中,重点在提高能力上下功夫,把目标瞄准中档题。 二轮复习的思路模式是:以专题模块复习为主,实际进行中一般分为如下几个专题来复习:(1)力与直线运动;(2)力与曲线运动;(3)功和能;(4)带电体(粒子)的运动;(5)电路与电磁感应;(6)必做实验部分; (7)选考模块。每一个专题都应包含以下几个方面的内容:(1)知识结构分析;(2)主要命题点分析;(3)方法探索;(4)典型例题分析;(5)配套训练。具体说来,专题复习中应注意以下几个方面的问题: 选考模块的复习不可掉以轻心,抓住规律区别对待。 选考模块的复习要突出对五个二级知识点的加强(选修3—4中四个,

选修3—5中一个)。由于分数的限制,该部分的复习重点应该放在扩大知识面上,特别是选修3—3,没有二级要求的知识点,应该是考生最容易拿分的版块,希望认真钻研教材。课本是知识之源,对这几部分的内容一定要做到熟读、精读课本,看懂、弄透,一次不够就两次,两次不行需再来,绝不能留任何的死角,包括课后的阅读材料、小实验、小资料等,因为大多的信息题是从这里取材的。 实验部分一直是高考复习的重点和难点 实验的理论部分一般在第一轮中进行,我们把“走进实验室”放在第二轮。历年来尽管在实验部分花费不少的时间和精力,但掌握的情况往往是不尽如人意,学生中高分、低分悬殊较大,原因在于很多学生思想重视不够、学习方法不对。实验中最重要的是掌握实验目的和原理,特别是《课程标准》下,高考更加注重考查实验原理的迁移能力,即使是考查教材上的原实验,也是改容换面而推出的。原理是为目的服务的,每个实验所选择的器材源于实验原理,电学中的控制电路与测量电路之间的关系是难以把握的地方。复习中还要注意器材选择的基本原则,灵活地运用这些基本原则是二轮实验复习的一个目的。针对每一个实验,注意做到“三个掌握、五个会”,即掌握实验目的、步骤、原理;会控制条件、会使用仪器、会观察分析、会处理数据并得出相应的结论、会设计简单的实验方案。选做题中考实验的可能性也很大,不要忽视这方面内容。 突出重点知识,狠抓主干知识,落实核心知识 二轮复习中我们不可能再面面俱到,切忌“眉毛胡子一把抓”,而且时

高中物理电磁感应专题复习

电磁感应·专题复习 一. 知识框架: 二. 知识点考试要求: 知识点 要求 1. 右手定则 B 2. 楞次定律 B 3. 法拉第电磁感应定律 B 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 B 5. 自感现象 A 6. 自感系数 A 7. 自感现象的应用 A 三. 重点知识复习: 1. 产生感应电流的条件 (1)电路为闭合回路 (2)回路中磁通量发生变化?φ≠0 2. 自感电动势 (1)E L I t 自=? ?? (2)L —自感系数,由线圈本身物理条件(线圈的形状、长短、匝数,有无铁芯等)决定。 (2)自感电动势的作用:阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 (4)应用:<1>日光灯的启动是应用E 自 产生瞬时高压 <2>双线并绕制成定值电阻器,排除E 自 影响。 3. 法拉第电磁感应定律 (1)表达式:E N t =??φ N —线圈匝数;?φ—线圈磁通量的变化量,?t —磁通量变化时间。

(2)法拉第电磁感应定律的几个特殊情况: i )回路的一部分导体在磁场中运动,其运动方向与导体垂直,又跟磁感线方向垂直时,导体中的感应电动势为E B l v = 若运动方向与导体垂直,又与磁感线有一个夹角α时,导体中的感应电动势为:E B l v =s i n α ii )当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S 保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为E B t S = ?? iii )若磁感应强度不变,而线圈的面积均匀变化时,线圈中的感应电动势为:E B S t =?? iv )当直导线在垂直匀强磁场的平面,绕其一端作匀速圆周运动时,导体中的感应电动势为:E Bl =12 2ω 注意: (1)E B l v =s i n α用于导线在磁场中切割磁感线情况下,感应电动势的计算,计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。 (2)E N t =??φ ,用于回路磁通量发生变化时,在回路中产生的感应电动势的平均值。 (3)若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时,也可应用E N t =??φ ,计算E 的瞬时值。 4. 引起回路磁通量变化的两种情况: (1)磁场的空间分布不变,而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动,改变了垂直磁场方向投影面积,引起闭合回路中磁通量的变化。 (2)闭合回路所围的面积不变,而空间分布的磁场发生变化,引起闭合回路中磁通量的变化。 5. 楞次定律的实质:能量的转化和守恒。 楞次定律也可理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因。 (1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 (2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”。 (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)。 6. 综合题型归纳 (1)右手定则和左手定则的综合问题 (2)应用楞次定律的综合问题 (3)回路的一部分导体作切割磁感线运动 (4)应用动能定理的电磁感应问题 (5)磁场均匀变化的电磁感应问题 (6)导体在磁场中绕某点转动 (7)线圈在磁场中转动的综合问题 (8)涉及以上题型的综合题 【典型例题】 例1. 如图12-9所示,平行导轨倾斜放置,倾角为θ=?37,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,磁感强度B T =4,质量为m k g =10.的金属棒ab 直跨接在导轨上,ab 与导轨间的动摩擦因数μ=025.。ab 的电阻r =1Ω,平行导轨间的距离L m =05.,R R 1218== Ω,导轨电阻不计,求ab 在导轨上匀速下滑的速度多大?此时ab 所受

高考物理二轮复习 专题十 高考物理模型

2013年高考二轮复习专题十 高考物理模型 方法概述 高考命题以《考试大纲》为依据,考查学生对高中物理知识的掌握情况,体现了“知识与技能、过程与方法并重”的高中物理学习思想.每年各地的高考题为了避免雷同而千变万化、多姿多彩,但又总有一些共性,这些共性可粗略地总结如下: (1)选择题中一般都包含3~4道关于振动与波、原子物理、光学、热学的试题. (2)实验题以考查电路、电学测量为主,两道实验小题中出一道较新颖的设计性实验题的可能性较大. (3)试卷中下列常见的物理模型出现的概率较大:斜面问题、叠加体模型(包含子弹射入)、带电粒子的加速与偏转、天体问题(圆周运动)、轻绳(轻杆)连接体模型、传送带问题、含弹簧的连接体模型. 高考中常出现的物理模型中,有些问题在高考中变化较大,或者在前面专题中已有较全面的论述,在这里就不再论述和例举.斜面问题、叠加体模型、含弹簧的连接体模型等在高考中的地位特别重要,本专题就这几类模型进行归纳总结和强化训练;传送带问题在高考中出现的概率也较大,而且解题思路独特,本专题也略加论述. 热点、重点、难点 一、斜面问题 在每年各地的高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题.在前面的复习中,我们对这一模型的例举和训练也比较多,遇到这类问题时,以下结论可以帮助大家更好、更快地理清解题思路和选择解题方法. 1.自由释放的滑块能在斜面上(如图9-1 甲所示)匀速下滑时,m与M之间的动摩擦因数μ=g tan θ. 图9-1甲 2.自由释放的滑块在斜面上(如图9-1 甲所示): (1)静止或匀速下滑时,斜面M对水平地面的静摩擦力为零; (2)加速下滑时,斜面对水平地面的静摩擦力水平向右; (3)减速下滑时,斜面对水平地面的静摩擦力水平向左. 3.自由释放的滑块在斜面上(如图9-1乙所示)匀速下滑时,M对水平地面的静摩擦力为零,这一过程中再在m上加上任何方向的作用力,(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零(见一轮书中的方法概述). 图9-1乙 4.悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图9-2所示): 图9-2

2018年高考物理试题分类解析电磁感应

2018年高考物理试题分类解析:电磁感应 全国1卷 17.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上,O M与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则 B B ' 等于 A. 5 4 B. 3 2 C. 7 4 D.2 【解析】在过程Ⅰ中 R r B R t R E t I q 2 __4 1 π ? = ?Φ = = =,在过程Ⅱ中 2 2 1 ) ' (r B B R q π ? - = ?Φ =二者相等,解得 B B ' = 3 2 。 【答案】17.B 全国1卷 19.如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D .开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动 【解析】A .开关闭合后的瞬间,铁芯内磁通量向右并增加,根据楞次定律,左线圈感应电流方向在直导线从南向北,其磁场在其上方向里,所以小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 正确; B 、 C 直导线无电流,小磁针恢复图中方向。 D .开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,电流方向与A 相反,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动,D 正确。 【答案】19.AD 全国2卷 18.如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域, 区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 3 2 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是 【解析】如图情况下,电流方向为顺时针,当前边在向里的磁场时,电流方向为逆时针,但因为两导体棒之间距离为磁场宽度的 2 3 倍,所以有一段时间两个导体棒都在同一方向的磁场中,感应电流方向相反,总电流为0,所以选D. 【答案】18.D 全国3卷 20.如图(a ),在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ,R 在PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流i ,i 的变化如图(b )所示,规定从Q 到P 为电流的正方向。导线框R 中的感应电动势

高三物理电磁感应知识点

届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中,是取格物致理四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点,具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即0。 (2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:=BS。如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S,即=BS,国际单位:Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过

该面的磁通量为正。反之,磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t

高中物理电磁感应专题复习

高考综合复习——电磁感应专题复习一 电磁感应基础知识、自感和互感 编稿:郁章富审稿:李井军责编:郭金娟 总体感知 知识网络 考纲要求 内容要求 电磁感应现象 磁通量 法拉第电磁感应定律楞次定律 自感、涡流 I I II II I 命题规律 1.从近五年的高考试题可以看出,本专题内容是高考的重点,每年必考,命题频率较高的知识点有:感应电流的产生条件、方向判断和感应电动势的计算;电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题及感应电流(或感应电动势)的图象问题,在高考中时常出现。 2.本专题在高考试卷中涉及的试题题型全面,有选择题、填空题和计算题,选择题和填空题多为较简单的题目,计算题试题难度大,区分度高,能很好地考查学生的能力,备受命题专家的青睐。 今后高考对本专题内容的考查可能有如下倾向: ①判断感应电流的有无、方向及感应电动势的大小计算仍是高考的重点,但题目可能会变得更加灵活。 ②力学和电学知识相结合且涉及能量转化与守恒的电磁感应类考题将继续扮演具有选拔性功能的压轴题。 复习策略

1.左手定则与右手定则在使用时易相混,可采用“字形记忆法”: (1)通电导线在磁场中受安培力的作用,“力”字的最后一撇向左,用左手定则; (2)导体切割磁感线产生感应电流,“电”字最后一钩向右,用右手定则; 总之,可简记为力“左”电“右”。 2.矩形线框穿越有界匀强磁场问题,涉及楞次定律(或右手定则)、法拉第电磁感应定律、磁场对电路的作用力、含电源电路的计算等知识,综合性强,能力要求高,这也是命题热点。 3.电磁感应图象问题也是高考常见的题型之一;滑轨类问题是电磁感应中的典型综合性问题,涉及的知识多,与力学、静电场、电路、磁场及能量等知识综合,能很好的考察考生的综合分析能力。本章知识在实际中应用广泛,如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术应用等,有些问题涉及多学科知识,不可轻视。 第一部分电磁感应现象、楞次定律 知识要点梳理 知识点一——磁通量 ▲知识梳理 1.定义 磁感应强度B与垂直场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,。如果面积S与B不垂直,如图所示,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积。即 。 2.磁通量的物理意义 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3.磁通量的单位:Wb 。 特别提醒: (1)磁通量是标量,当有不同方向的磁感线穿过某面时,常用正负加以区别,这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外,磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,

2013年高考物理二轮专题复习 模型讲解 斜面模型

2013年高考二轮专题复习之模型讲解 斜面模型 [模型概述] 斜面模型是中学物理中最常见的模型之一,各级各类考题都会出现,设计的内容有力学、电学等。相关方法有整体与隔离法、极值法、极限法等,是属于考查学生分析、推理能力的模型之一。 [模型讲解] 一. 利用正交分解法处理斜面上的平衡问题 例1. 相距为20cm 的平行金属导轨倾斜放置(见图1),导轨所在平面与水平面的夹角为?=37θ,现在导轨上放一质量为330g 的金属棒ab ,它与导轨间动摩擦系数为50.0=μ,整个装置处于磁感应强度B=2T 的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接电源电动势为15V ,内阻不计,滑动变阻器的阻值可按要求进行调节,其他部分电阻不计,取2/10s m g =,为保持金属棒ab 处于静止状态,求: (1)ab 中通入的最大电流强度为多少? (2)ab 中通入的最小电流强度为多少? 解析:导体棒ab 在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡,由图2中所示电流方向,可知导体棒所受安培力水平向右。当导体棒所受安培力较大时,导体棒所受静摩擦力沿导轨向下,当导体棒所受安培力较小时,导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。 (1)ab 中通入最大电流强度时受力分析如图2,此时最大静摩擦力N f F F μ=沿斜面向下,建立直角坐标系,由ab 平衡可知,x 方向:

)sin cos (sin cos max θθμθ θμ+=+=N N N F F F F y 方向:)sin (cos sin cos θμθθμθ-=-=N N N F F F mg 由以上各式联立解得: A BL F I L BI F N m g F 5.16,6.6sin cos sin cos max max max max max == ==-+=有θ μθθθμ (2)通入最小电流时,ab 受力分析如图3所示,此时静摩擦力N f F F '' μ=,方向沿斜面向上,建立直角坐标系,由平衡有: x 方向:)cos (sin 'cos 'sin 'min θμθθμθ-=-=N N N F F F F y 方向:)cos sin ('cos 'sin 'θθμθθμ+=+=N N N F F F mg 联立两式解得:N mg F 6.0cos sin cos sin min =+-=θ θμθμθ 由A BL F I L BI F 5.1,min min min min === 评点:此例题考查的知识点有:(1)受力分析——平衡条件的确定;(2)临界条件分析的能力;(3)直流电路知识的应用;(4)正交分解法。 说明:正交分解法是在平行四边形定则的基础上发展起来的,其目的是用代数运算来解决矢量运算。正交分解法在求解不在一条直线上的多个力的合力时显示出了较大的优越性。建立坐标系时,一般选共点力作用线的交点为坐标轴的原点,并尽可能使较多的力落在坐标轴上,这样可以减少需要分解的数目,简化运算过程。 二. 利用矢量三角形法处理斜面系统的变速运动 例2. 物体置于光滑的斜面上,当斜面固定时,物体沿斜面下滑的加速度为1a ,斜面对物

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 x y O M a b B N 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。 如图2所示,通道尺寸a =,b =、c =。工作时,在通道内沿z 轴正方向加B =的匀强磁 场;沿x 轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U =;海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=Ω·m 。 (1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向; (2)船以v s =s 的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以s 的速率涌入进水口由于通 道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v d =s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 (3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U / =U -U 感计算,海水受到电磁力的80%可以转 化为对船的推力。当船以v s =s 的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。 解析24.(20分) (1)根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ,其中I 1= R U ,R =ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) (2)U 感=Bu 感b= V (3)根据欧姆定律,I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2=I 2Bb =720 N

推力的功率P =Fv s =80%F 2v s =2 880 W 2006年全国物理试题(江苏卷) 19.(17分)如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON 固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动,导体棒的质量为m ,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时,导体棒位于顶角O 处,求: (1)t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 (3)导体棒在0~t 时间内产生的焦耳热Q 。 (4)若在t 0时刻将外力F 撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19.(1)0到t 时间内,导体棒的位移 x =t t 时刻,导体棒的长度 l =x 导体棒的电动势 E =Bl v 0 回路总电阻 R =(2x +2x )r 电流强度 022E I R r ==(+) 电流方向 b →a (2) F =BlI =22 02 22E I R r ==(+) (3)解法一 t 时刻导体的电功率 P =I 2 R =23 02 22E I R r ==(+) ∵P ∝t ∴ Q =2P t =232 02 2(22E I R r ==+) 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P =I 2 R 由于I 恒定 R / =v 0rt ∝t

高考物理二轮复习专题一直线运动

专题一直线运动 『经典特训题组』 1.如图所示,一汽车在某一时刻,从A点开始刹车做匀减速直线运动,途经B、C两点,已知AB=3.2 m,BC=1.6 m,汽车从A到B及从B到C所用时间均为t=1.0 s,以下判断正确的是() A.汽车加速度大小为0.8 m/s2 B.汽车恰好停在C点 C.汽车在B点的瞬时速度为2.4 m/s D.汽车在A点的瞬时速度为3.2 m/s 答案C 解析根据Δs=at2,得a=BC-AB t2=-1.6 m/s 2,A错误;由于汽车做匀减速 直线运动,根据匀变速直线运动规律可知,中间时刻的速度等于这段时间内的平 均速度,所以汽车经过B点时的速度为v B=AC 2t=2.4 m/s,C正确;根据v C=v B+ at得,汽车经过C点时的速度为v C=0.8 m/s,B错误;同理得v A=v B-at=4 m/s,D错误。 2.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(x-t)图线。由图可知() A.在t1时刻,b车追上a车 B.在t1到t2这段时间内,b车的平均速度比a车的大 C.在t2时刻,a、b两车运动方向相同 D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大 答案A

解析在t1时刻之前,a车在b车的前方,在t1时刻,a、b两车的位置坐标相同,两者相遇,说明在t1时刻,b车追上a车,A正确;根据x-t图线纵坐标的变化量表示位移,可知在t1到t2这段时间内两车的位移相等,则两车的平均速度相等,B错误;由x-t图线切线的斜率表示速度可知,在t2时刻,a、b两车运动方向相反,C错误;在t1到t2这段时间内,b车图线斜率不是一直比a车的大,所以b车的速率不是一直比a车的大,D错误。 3.甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。在这段时间内() A.汽车甲的平均速度比乙的大 B.汽车乙的平均速度等于v1+v2 2 C.甲、乙两汽车的位移相同 D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大 答案A 解析根据v-t图象中图线与时间轴围成的面积表示位移,可知甲的位移大于乙的位移,而运动时间相同,故甲的平均速度比乙的大,A正确,C错误;匀变速 直线运动的平均速度可以用v1+v2 2来表示,由图象可知乙的位移小于初速度为v2、 末速度为v1的匀变速直线运动的位移,故汽车乙的平均速度小于v1+v2 2,B错误; 图象的斜率的绝对值表示加速度的大小,甲、乙的加速度均逐渐减小,D错误。 4. 如图所示是某物体做直线运动的v2-x图象(其中v为速度,x为位置坐标),下列关于物体从x=0处运动至x=x0处的过程分析,其中正确的是()

高考物理电磁学知识点之电磁感应知识点复习(7)

高考物理电磁学知识点之电磁感应知识点复习(7) 一、选择题 1.无线充电技术已经被应用于多个领域,其充电线圈内磁场与轴线平行,如图甲所示;磁感应强度随时间按正弦规律变化,如图乙所示。则( ) A .2 T t = 时,线圈产生的电动势最大 B .2 T t = 时,线圈内的磁通量最大 C .0~ 4T 过程中,线圈产生的电动势增大 D . 3~4 T T 过程中,线圈内的磁通量增大 2.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出,外力所做的功为W 1,通过导线截面的电荷量为q 1;第二次用0.9 s 时间拉出,外力所做的功为W 2,通过导线截面的电荷量为q 2,则( ) A .W 1W 2,q 1=q 2 D .W 1>W 2,q 1>q 2 3.如图所示,用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a 、b ,垂直放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,a 的边长为L ,b 的边长为2L 。当磁感应强度均匀增加时,不考虑线圈a 、b 之间的影响,下列说法正确的是( ) A .线圈a 、b 中感应电动势之比为E 1∶E 2=1∶2 B .线圈a 、b 中的感应电流之比为I 1∶I 2=1∶2 C .相同时间内,线圈a 、b 中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2=1∶4 D .相同时间内,通过线圈a 、b 某截面的电荷量之比q 1∶q 2=1∶4 4.如图所示,MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为0.4m ,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B 为0.5T 的匀强磁场垂直。质量m 为6.0× 10-3kg 电阻为1Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器R 2和阻值为3.0Ω的电阻R 1。当杆ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑,整个电路消耗的电功率P 为0.27W 。则( )

高考物理二轮复习计划(一)

2019年高考物理二轮复习计划(一) 通过第一轮的复习,高三学生大部分已经掌握了物理学中的基本概念、基本规律及其一般的应用。在第二轮复习中,首要的任务是要把整个高中的知识网络化、系统化;另外,要在理解的基础上,综合各部分的内容,进一步提高解题能力。这一阶段复习的指导思想是:突出主干知识,突破疑点、难点;关注热点和《考试说明》中新增点、变化点。二轮复习的目的和任务是:①查漏补缺:针对第一轮复习存在的问题,进一步强化基础知识的复习和基本技能的训练,进一步巩固基础知识和提高基本能力,进一步强化规范解题的训练;②知识重组:把所学的知识连成线、铺成面、织成网,梳理知识结构,使之有机结合在一起,以达到提高多角度、多途径地分析和解决问题的能力的目的;③提升能力:通过知识网的建立,一是提高解题速度和解题技巧,二是提升规范解题能力,三是提高实验操作能力。在第二轮复习中,重点在提高能力上下功夫,把目标瞄准中档题。 二轮复习的思路模式是:以专题模块复习为主,实际进行中一般分为如下几个专题来复习:(1)力与直线运动;(2)力与曲线运动;(3)功和能;(4)带电体(粒子)的运动;(5)电路与电磁感应;(6)必做实验部分; (7)选考模块。每一个专题都应包含以下几个方面的内容:(1)知识结构分析;(2)主要命题点分析;(3)方法探索;(4)典型例题分析;(5)配套训练。具体说来,专题复习中应注意以下几个方面的问题: 抓住主干知识及主干知识之间的综合 高中物理的主干知识是力学和电磁学部分,在各部分的综合应用中,

主要以下面几种方式的综合较多:①牛顿三定律与匀变速直线运动和曲线运动的综合(主要体现在动力学和天体问题、带电粒子在匀强电场中运动、通电导体在磁场中运动,电磁感应过程中导体的运动等形式);②以带电粒子在电场、磁场中运动为模型的电学与力学的综合,如利用牛顿定律与匀变速直线运动的规律解决带电粒子在匀强电场 中的运动、利用牛顿定律与圆周运动向心力公式解决带电粒子在磁场中的运动、利用能量观点解决带电粒子在电场中的运动;③电磁感应现象与闭合电路欧姆定律的综合,用力与运动观点和能量观点解决导体在匀强磁场中的运动问题;④串、并联电路规律与实验的综合(这是近几年高考实验命题的热点),如通过粗略地计算选择实验器材和电表的量程、确定滑动变阻器的连接方法、确定电流表的内外接法等。对以上知识一定要特别重视,尽可能做到每个内容都过关,绝不能掉以轻心,要分别安排不同的专题重点强化,这是我们二轮复习的重中之重,希望在这些地方有所突破。

2020高考物理专题十 电磁感应

专题十电磁感应 挖命题 【考情探究】 分析解读导体棒切割磁感线的计算限于导线方向与磁场方向、运动方向垂直的情况。本专题主要研究电磁感应现象的描述、感应电流的方向的判断(楞次定律、右手定则)、感应电动势的大小的计算、自感现象和涡流现象等。这部分是高考考查的重点内容,近几年多放在第一道计算题考查。在高考中电磁感应现象多

与磁场、电路、力学、能量等知识结合,综合性较高,因此在复习时应深刻理解各知识点内容、注重训练和掌握综合性题目的分析思路,要研究与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题。命题趋势:(1)楞次定律、右手定则、左手定则的应用。(2)与图像结合考查电磁感应现象。(3)通过“杆+导轨”模型,“线圈穿过有界磁场”模型,考查电磁感应与力学、电路、能量等知识的综合应用。 【真题典例】 破考点 【考点集训】 考点一电磁感应现象、楞次定律 1.(2018江苏海安高级中学阶段检测,8)(多选)如图所示,A为一固定的圆环,条形磁铁B从左侧无穷远处以初速度v0沿圆环轴线移向圆环,穿过后移到右侧无穷远处。下列说法中正确的是( )

A.若圆环A是电阻为R的线圈,磁铁移近圆环直至离开圆环这一过程中圆环中的感应电流方向发生变化 B.若圆环A是一超导线圈,磁铁移近圆环直至离开圆环这一过程中圆环中的感应电流方向发生变化 C.若圆环A是电阻为R的线圈,磁铁的中点通过环面时,圆环中电流为零 D.若圆环A是一超导线圈,磁铁的中点通过环面时,圆环中电流为零 答案AC 2.(2018江苏泰州、宜兴能力测试,3)如图所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管。下列说法正确的是( ) A.电流计中的电流先由a到b,后由b到a B.a点的电势始终低于b点的电势 C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 答案D 3.(2017江苏扬州中学月考,7)(多选)一个水平固定的金属大圆环A,通有恒定的电流,方向如图所示,现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环,B环在下落过程中保持水平,并与A环共轴,那么在B环下落过程中( )

高考物理二轮专项

高考物理二轮专项:功和机械能压轴题训练 1.(10分)如图21所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B,方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。 (1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求: 金属棒a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒b的电流大小; 若金属棒a在磁场Ⅰ运动过程中,金属棒b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件; (2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒a在磁场Ⅰ运动过程中,金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。 2.(8分)如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角。重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。 (1)判断小球的带电性质; (2)求该匀强电场的电场强度E的大小; (3)若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好紧,将小球由静止释放,求小球运动到最低点时的速度大小。 3.(10分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为v m。改变电阻箱的阻值R,得到v m与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。 (1)当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;(2)求金属杆的质量m和阻值r;

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