电磁感应专题练习

电磁感应专题练习【四川省成都外国语学校2019-2020学年高二（下）5月物理试题】如图所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，E、F之间接有电阻R2，已知R1=12R，R2=4R。

在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。

现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长。

已知导体棒下落r2时的速度大小为v1，下落到MN处时的速度大小为v2。

(1)求导体棒ab从A处下落r2时的加速度大小a；(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h；(3)当ab棒通过MN以后将半圆形金属环断开，同时将磁场Ⅱ的CD边界略微上移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为v3，设导体棒ab在磁场Ⅱ下落高度H刚好达到匀速，则导体棒ab在磁场Ⅱ下落高度H的过程中电路所产生的热量是多少？【安徽省舒城中学2019－2020学年高二(下)第三次月考物理试题】如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。

MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，面积为S0，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。

图中两根金属棒MN和PQ均处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

MN、PQ的质量都为m，金属导轨足够长，电阻忽略不计。

(1)闭合S，若使MN、PQ保持静止，需在其上各加多大的水平恒力F，并指出其方向；(2)断开S，去除MN上的恒力，PQ在上述恒力F作用下，经时间t，PQ的加速度为a，求此时MN、PQ棒的速度各为多少；(3)断开S，固定MN，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中安培力做的功为W，求流过PQ的电荷量q。

【重庆市主城区七校2019－2020学年高二(下)期末联考物理试题】如图所示，两条固定的光滑平行金属导轨，导轨宽度为L＝1m，所在平面与水平面夹角为θ＝30°，导轨电阻忽略不计。

虚线ab、cd均与导轨垂直其间距为l＝1.6m，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场B＝2T。

将两根质量均为m＝1kg电阻均为R＝2Ω的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，其时间间隔为Δt＝0.1s。

两者始终与导轨垂直且接触良好。

已知PQ进入磁场时加速度恰好为0。

当MN到达虚线ab处时PQ仍在磁场区域内。

求：(1)导体棒PQ到达虚线ab处的速度v；(2)当导体棒PQ到达虚线cd的过程中导体棒MN上产生的热量Q；(3)当导体棒PQ刚离开虚线cd的瞬间，导体棒PQ两端的电势差U PQ。

【2019届云南省红河哈尼族彝族自治州高三（下）复习统一检测理科综合物理试题】如图所示，两根光滑平行金属导轨(电阻不计)由半径为r的圆弧部分与无限长的水平部分组成，间距为L，水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

一质量为2m的金属棒ab静置于水平导轨上，电阻为2R。

另一质量为m、电阻为R的金属棒PQ从圆弧M点处由静止释放，下滑至N处后进入水平导轨部分。

M到N的竖直高度为h，重力加速度为g，若金属棒PQ与金属棒ab始终垂直于金属导轨并接触良好，且两棒相距足够远，求：（1）金属棒PQ滑到N处时，金属导轨对金属棒PQ的支持力为多大；（2）从释放金属棒PQ到金属棒ab达到最大速度的过程中，金属棒ab产生的内能；（3）若在金属棒ab达到最大速度时给金属棒ab施加一水平向右的恒力F(F为已知)，则在此恒力作用下整个回路的最大电功率为多少。

【2012届浙江省普通高等学校高三招生适应性考试理科综合物理试卷】足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置，在其左端连接为θ＝37°的光滑金属导轨ge、hc，导轨相距均为L＝1m,在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好．金属杆a、b质量均为m＝0.1kg，电阻R a＝2Ω、R b＝3Ω，其余电阻不计．在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2，且B1＝B2＝0.5T．已知t＝0时起，杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动，杆在水平向右的F2作用下始终保持静止状态，且F2＝0.75＋0.2t (N)．(g取10m/s2)【2020届浙江省浙江大学附属中学高三(下)全真模拟考试物理试题】如图所示，倾角为θ＝30°的足够长的光滑绝缘斜面上存在宽度均为L＝0.2m的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向平行斜面向上，磁场方向垂直斜面向下，磁感应强度大小B＝0.5T。

电场的下边界与磁场的上边界相距也为L。

电荷量q＝2.5×10-4C的带正电小球(视为质点)通过长度为3.5L的绝缘轻杆与边长为L、电阻R＝0.02Ω的正方形线框相连，形成质量m＝0.10kg的“”型装置，开始时，线框下边与磁场的上边界重合，现将该装置由静止释放，当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动；当小球刚要运动到电场的下边界时恰好返回。

装置在运动过程中空气阻力不计，求：(1)线框下边刚离开磁场时做匀速运动的速度大小；(2)线框从静止释放到线框上边离开磁场所需要的时间；(3)匀强电场的电场强度大小；(4)从静止释放经足够长时间后，线框内产生的总热量。

【【全国市级联考】广西壮族自治区钦州市2018届高三第三次质量检测试卷理科综合物理试题】如图甲所示，两根间距L=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置，一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连，质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动，已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N，导体棒电阻为r=1.0Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示（取g=10m/s2），求：（1）拉力F的大小；（2）磁场的磁感应强度B大小；（3）若ef棒由开始运动6.9m时，速度达到3m/s，求此过程中电路产生的焦耳热.【广东省广州市2018-2019学年高三6月月考物理试题】如图，两根光滑的金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端圆弧轨道半径为r，导轨间距为L，电阻不计。

水平段导轨所处空间存在两个有界匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，两磁场区域足够大且交界线为EF。

磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感应强度大小为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。

质量为m、电阻为2R的金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。

现将质量为3m，电阻为R的金属棒a 从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ，恰好在EF处与b棒发生碰撞，且碰撞过程中不引起a、b棒内能变化，之后两棒一起进入磁场Ⅱ并最终共速。

已知金属棒始终与导轨垂直且接触良好，当碰撞前两棒在磁场中运动产生的感应电动势大小相等时，回路中电流就为零。

（重力加速度为g）求：(1)a棒刚进入磁场Ⅰ时，b棒的加速度；(2)从a棒静止下落到a、b棒共速的过程中，b棒产生的焦耳热.【北京房山2017－－2018学年高三一模试题】如图所示，在光滑水平面上有一长为L＝0.5m的单匝正方形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B＝0.4T的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合。

线框由同种粗细均匀、电阻为R＝2Ω的导线制成。

现用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v＝5m/s向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行。

求线框被拉出磁场的过程中：(1)通过线框的电流大小及方向；(2)线框中c、d两点间的电压大小；(3) 水平拉力的功率。

【2020届北京市密云区高三下学期第一次阶段性测试物理试题】 如图所示，空间内有一磁感应强度B ＝0.8T 的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H ，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为L ＝2m 、d ＝0.8m (d ＜H )，质量m ＝0.4kg ，电阻R ＝3.2Ω。

将线框从距磁场高h ＝0.8m 处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取g ＝10 m /s 2。

求：(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小；(2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。

求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q ；(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v 随t 变化的图像(定性画出)。

【2020届北京市朝阳区高三(下)第三次模拟考试物理试题】 在物理学中，变化量、变化率在描述各种变化过程时起着非常重要的作用。

(1)伽利略在研究自由落体运动时，考虑了两种可能的速度变化：一种是速度随时间均匀变化，另一种是速度随位移均匀变化。

如图1所示，小球做自由落体运动，A 、B 是运动过程中的两个位置。

从A 到B 的运动时间为Δt ，位移为Δx ，速度变化为Δv 。

类比加速度的定义式a ＝Δv Δt ，写出速度随位移的变化率a x 的表达式。

判断在自由落体运动中a x 是增大的还是减小的，并说明理由；(2)空间存在有一圆柱形的匀强磁场区域，其横截面如图2所示，磁感应强度随时间按照图3所示的规律均匀变化。

图中B 0和t 0为已知量。

a ．用电阻为R 的细导线做成半径为r 的圆环(图中未画出)，圆环平面垂直于该磁场，圆环的中心与磁场中心重合。

圆环半径小于该磁场的横截面半径。

求t ＝t 0时磁感应强度随时间的变化率的ΔB Δt，以及圆环中的电流。

b ．上述导体圆环中产生的电流，实际是导体中的自由电荷在感生电场力的作用下做定向运动，而且自由电荷受到感生电场力的大小可以根据电动势的定义和法拉第电磁感应定律推导出来。

现将导体圆环替换成一个用绝缘细管做成的半径为r 的封闭圆形管道，且圆形管道的中心与磁场区域的中心重合(图中未画出)。

管道内有一小球，小球质量为m ，带电量为＋q 。

忽略小球的重力和一切阻力。

t ＝0时小球静止。

求t ＝t 0时小球的速度大小及管道对小球的弹力大小。

【广西岑溪市2019－2020学年高二(下)期中物理试题】 如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d ＝2m ，电阻不计，右端通过导线与阻值R L ＝4Ω的小灯泡L 连接。

在CDFE 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE 长l ＝2m ，有一阻值r ＝2Ω的金属棒PQ 放置在靠近磁场边界CD 处(恰好不在磁场中)、CDFE 区域内磁场的磁感应强度B 随时间变化如图乙所示。