高中物理試卷第=page22頁(yè)，共=sectionpages44頁(yè)高中物理試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages44頁(yè)電磁感應(yīng)能量專(zhuān)題1.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)固定平行金屬導(dǎo)軌位于傾角θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R=20Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L=2m，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．質(zhì)量m=0.1kg、連入電路的電阻r=10Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，當(dāng)金屬棒ab下滑高度h=3m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s．金屬棒ab在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌良好接觸g取10m/s2．求：

（1）金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的減少量．

（2）金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌上端電阻R中產(chǎn)生的熱量．

2.如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.2m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一個(gè)電阻R=0.1Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．一根質(zhì)量m=0.03kg的金屬棒正在以v=1.2m/s的速度沿導(dǎo)軌勻速下滑，下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好．金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：

（1）電阻R中電流的大??；

（2）金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)的大??；

（3）對(duì)金屬棒施加一個(gè)垂直于金屬棒且沿導(dǎo)軌平面向上的恒定拉力F=0.2N，若金屬棒繼續(xù)下滑x=0.14m后速度恰好減為0，則在金屬棒減速過(guò)程中電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

3.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的“∧”形狀的金屬導(dǎo)軌構(gòu)成兩個(gè)斜面，斜面與水平面間夾角均為θ=37°，導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．兩根相同的金屬棒ab和a′b′的質(zhì)量都為m=0.2kg，電阻R=1Ω，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，兩個(gè)導(dǎo)軌斜面分別處于垂直于自身斜面向上的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中未畫(huà)出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相同．讓a′b′在平行于斜面的外力F作用下保持靜止，將金屬棒ab由靜止開(kāi)始釋放，當(dāng)ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)回路消耗的電功率為P=8W．g=10m/s2，sin

37°=0.6，cos

37°=0.8．求：

（1）ab下滑的最大加速度；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?/p>

（3）ab下落了30m高度時(shí)，速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，求此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量Q．

4.如圖所示，傾角為30°、足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1=0.4m，B2=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上．一質(zhì)量m=1.6kg的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，其電阻r=1Ω．金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)電路，R1=1Ω，R2=1.5Ω，R2兩端通過(guò)細(xì)導(dǎo)線(xiàn)連接質(zhì)量M=0.6kg的正方形金屬框cdef，正方形L2=0.2m，每條邊電阻r0為1Ω，金屬框處在一方向垂直紙面向里，B2=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，不計(jì)其他電阻及滑輪摩擦，g取10m/s2．

（1）若將電健S斷開(kāi)，求棒下滑過(guò)程中的最大速度．

（2）若電鍵S閉合，每根細(xì)導(dǎo)線(xiàn)能承受的最大拉力為3.6N，求細(xì)導(dǎo)線(xiàn)剛好被拉斷時(shí)棒的速度．

（3）若電鍵閉合后，從棒釋放到細(xì)導(dǎo)線(xiàn)被拉斷的過(guò)程中，棒上產(chǎn)生的電熱為2J，求此過(guò)程中棒下滑的高度（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．

5.如圖所示，水平面上有一個(gè)動(dòng)力小車(chē)，在動(dòng)力小車(chē)上豎直固定著一個(gè)長(zhǎng)度L1、寬度L2的矩形線(xiàn)圈，線(xiàn)圈匝線(xiàn)為n，總電阻為R，小車(chē)和線(xiàn)圈的總質(zhì)量為m，小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受摩擦力為f．小車(chē)最初靜止，線(xiàn)圈的右邊剛好與寬為d(d＞L1)的有界磁場(chǎng)的左邊界重合．磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)控制動(dòng)力小車(chē)牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進(jìn)入磁場(chǎng)，線(xiàn)圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，開(kāi)始做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，直至完全離開(kāi)磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程中，牽引力的總功為W．

(1)求線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的最大值和通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電量．

(2)求線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱．

(3)寫(xiě)出整個(gè)過(guò)程中，牽引力的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系式．

6.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m，電阻為R．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中R2為一電阻箱，已知燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12R，重力加速度為g，閉合開(kāi)關(guān)S，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求：

(1)金屬棒下滑的最大速度vm；

(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大，則金屬棒由靜止開(kāi)始下滑2s0的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；

(3)改變電阻箱R2的阻值，當(dāng)R2為何值時(shí)，金屬棒勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大；消耗的最大功率為多少？

7.如圖，光滑平行的豎直金屬導(dǎo)軌MN、QP相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和Q點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面水平向里、高為h的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m，電阻也為R的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)下邊界相距h0．現(xiàn)用一豎直向上的大小為F=2mg恒力拉ab棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，g為重力加速度）．求：

（1）導(dǎo)體棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)上邊界時(shí)的速度；

（2）棒ab在剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大?。?/p>

（3）棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中棒消耗的電能．

8.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1=12R，R2=4R．在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，兩平行軌道中夠長(zhǎng)．已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2．

(1)求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大?。?/p>

(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)I和II之間的距離h和R2上的電功率P2．

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)，施加一豎直向上的恒定外力F=mg的作用，求導(dǎo)體棒ab從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)II到停止運(yùn)動(dòng)所通過(guò)的距離和電阻R2上所產(chǎn)生的熱量．

9.如圖所示，一邊長(zhǎng)L=0.2m，質(zhì)量m1=0.5kg，電阻R=0.1Ω的正方形導(dǎo)體線(xiàn)框abcd，與一質(zhì)量為m2=2kg的物塊通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)跨過(guò)兩定滑輪相連．起初ad邊距磁場(chǎng)下邊界為d1=0.8m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T，磁場(chǎng)寬度d2=0.3m，物塊放在傾角θ=53°的斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．現(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)，線(xiàn)框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．(g取10m/s，sin53°=0.8，cos53°=0.6)求：

(1)線(xiàn)框ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)速度的大小？

(2)線(xiàn)框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能的大??？

(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

10.如圖所示，OP1Q1與OP2Q2是位于同一水平面上的兩根金屬導(dǎo)軌，處在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長(zhǎng)度相等的導(dǎo)軌OP1段與OP2段相互垂直，交于O點(diǎn)．導(dǎo)軌的P1Q1與P2Q2段相互平行，相距為2b．一根質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿，在t=0s時(shí)從O點(diǎn)出發(fā)，在外力作用下以恒定的速度v沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng)．在滑動(dòng)的過(guò)程中，桿始終保持與導(dǎo)軌的平行段相垂直，速度方向與導(dǎo)軌的平行段相平行，桿與導(dǎo)軌有良好的接觸．假定導(dǎo)軌與金屬桿都有電阻，且每單位長(zhǎng)度的電阻都是r．不計(jì)金屬細(xì)桿與軌道之間的摩擦．

(1)金屬桿在正交的OP1、OP2導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)金屬桿中的電流多大？

(2)當(dāng)t=2bV時(shí)，金屬桿受到的安培力多大？

(3)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到t=bV過(guò)程中，外力一共做了多少的功？

(4)若控制外力，使金屬桿從靜止開(kāi)始作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度始終為a，試寫(xiě)出外力隨時(shí)間變化的規(guī)律．

11.如圖(a)所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好．在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)．

(1)求導(dǎo)