1、 課下課下針對高考押題訓(xùn)練針對高考押題訓(xùn)練 押題訓(xùn)練押題訓(xùn)練( (一一) ) 一、單項(xiàng)選擇題一、單項(xiàng)選擇題 1 1(2012(2012新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷) )如圖如圖 1 1 所示，均勻磁場中有一由半圓弧及所示，均勻磁場中有一由半圓弧及 其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半 圓面圓面( (紙面紙面) )向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B B0 0。使該線框從靜止開始繞過圓。使該線框從靜止開始繞過圓 心心 O O、垂直于半圓面的軸以角速度、垂直于半圓面的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感

2、應(yīng)電流。勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。圖圖 1 1 現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過 B B 程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率的大小應(yīng)為的大小應(yīng)為( () ) t t 4 4BB0 02 2BB0 0 A.A.B.B. BB0 0 C.C. BB0 0 D.D. 22 解析：解析：選選 C C當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時，當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時，設(shè)半徑為設(shè)半徑為 r r，導(dǎo)線框電阻為，導(dǎo)線框電阻為R R，在很小的，在很小

3、的 t t 時間內(nèi)，時間內(nèi)， B B0 0r r2 22 2 B B0 0 S S 轉(zhuǎn)過圓心角轉(zhuǎn)過圓心角 t t，由法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律可得感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律可得感應(yīng)電流I I1 1 R R t tR R t t B B0 0r r2 2 BSBS B Br r2 2 ；當(dāng)導(dǎo)線框不動，而磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時，同理可得感應(yīng)電流；當(dāng)導(dǎo)線框不動，而磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時，同理可得感應(yīng)電流I I2 2 ， 2 2R RR R t t2 2R R t t B BB B0 0 令令 I I1 1 I I2 2，可得，可得 ，C C 對。對。 t t 2. 2.如圖如圖 2 2

4、所示，所示， 一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落， 穿過一根豎直懸穿過一根豎直懸 掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁 鐵中心鐵中心 O O 為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的 x x 軸，則圖軸，則圖 3 3 中最能正確反中最能正確反 映環(huán)中感應(yīng)電流映環(huán)中感應(yīng)電流 i i 隨環(huán)心位置坐標(biāo)隨環(huán)心位置坐標(biāo) x x 變化的關(guān)系圖象是變化的關(guān)系圖象是( () ) 圖圖 2 2 解析：解析：選選 B B閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方

5、向始終向上，磁通量先增加后減閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方向始終向上，磁通量先增加后減 少，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，少，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，D D 項(xiàng)錯誤；因穿過閉合銅環(huán)的磁通量的項(xiàng)錯誤；因穿過閉合銅環(huán)的磁通量的 變化率不是均勻變化，所以感應(yīng)電流隨變化率不是均勻變化，所以感應(yīng)電流隨x x 的變化關(guān)系不可能是線性關(guān)系，的變化關(guān)系不可能是線性關(guān)系，A A 項(xiàng)錯誤；銅環(huán)由項(xiàng)錯誤；銅環(huán)由 靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值 較小，過

6、較小，過O O 點(diǎn)后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應(yīng)電流的反向最大值大于點(diǎn)后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應(yīng)電流的反向最大值大于 正向最大值，故正向最大值，故 B B 項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，C C 項(xiàng)錯誤。項(xiàng)錯誤。 3 3(2012(2012淄博模擬淄博模擬) )如圖如圖 4 4 所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙 面向外的勻強(qiáng)磁場，它的底邊在面向外的勻強(qiáng)磁場，它的底邊在x x 軸上且長為軸上且長為 2 2L L，高為，高為L L。紙面內(nèi)一。紙面內(nèi)一 邊長為邊長為L L的正方形導(dǎo)線框沿的正方形導(dǎo)線框沿x x軸正方向做勻速直線運(yùn)動穿過勻強(qiáng)磁場軸

7、正方向做勻速直線運(yùn)動穿過勻強(qiáng)磁場 區(qū)域，在區(qū)域，在 t t0 0 時刻恰好位于圖中所示的位置。以順時針方向?yàn)閷?dǎo)線框中時刻恰好位于圖中所示的位置。以順時針方向?yàn)閷?dǎo)線框中圖圖 4 4 電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流位移電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流位移( (I Ix x) )關(guān)系的是關(guān)系的是( () ) 圖圖 5 5 解析：解析：選選 C C線框勻速穿過線框勻速穿過 L L 的過程中，有效長度的過程中，有效長度 l l 均勻增加，由均勻增加，由 E EBlBlv v 知，電動勢知，電動勢 隨位移均勻變大，隨位移均勻變大，x xL L 處電動勢最大，電流處電動勢最大，電流

8、 I I 最大；從最大；從 x xL L 至至 x x1.51.5 L L 過程中，框架兩邊過程中，框架兩邊 都切割，總電動勢減小，電流減?。粡亩记懈?，總電動勢減小，電流減?。粡膞 x1.51.5 L L 至至 x x2 2 L L，左邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電，左邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電 動勢大于右邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，動勢大于右邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢， 故電流反向且增大；故電流反向且增大； x x2 2L L 至至 x x3 3L L 過程中，過程中， 只有左邊框切割，有效長度只有左邊框切割，有效長度l l 減小，電流減小。綜上所述，只有減小，電流減小。綜上所述，只有C

9、 C 項(xiàng)符合題意。項(xiàng)符合題意。 4.(20124.(2012重慶高考重慶高考) ) 如圖如圖 6 6 所示，正方形區(qū)域所示，正方形區(qū)域 MNPQMNPQ 內(nèi)有垂直紙面內(nèi)有垂直紙面 向里的勻強(qiáng)磁場。在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿向里的勻強(qiáng)磁場。在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QNQN 方向方向 勻速運(yùn)動，勻速運(yùn)動，t t0 0 時刻，其四個頂點(diǎn)時刻，其四個頂點(diǎn)MM、N N、P P、Q Q恰好在磁場邊恰好在磁場邊 界中點(diǎn)。下列圖象中能反映線框所受安培力界中點(diǎn)。下列圖象中能反映線框所受安培力 f f 的大小隨時間的大小隨時間 t t 變化規(guī)律變化規(guī)律 的是的是( () )圖圖 6 6

10、解析：解析： 選選 B B在導(dǎo)線框運(yùn)動過程中，在導(dǎo)線框運(yùn)動過程中， 導(dǎo)線框的導(dǎo)線框的 Q QMM和和 P PN N兩邊所受安培力始終平兩邊所受安培力始終平 衡，衡，MMN N和和 P PQ Q切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在閉合導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。則切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在閉合導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。則E E B B2 2v vL L2 2 有效有效E E B Bv vL L有效 有效 B Bv vL L 有效有效， ， I IR R R R ， f fBILBIL 有效有效 R R ， 設(shè)導(dǎo)線框邊長為設(shè)導(dǎo)線框邊長為 a a， 則導(dǎo)線框運(yùn)動到則導(dǎo)線框運(yùn)動到 MMN N 4 4B B2 2v v

11、3 3t t2 2 完全出磁場之前的過程中，完全出磁場之前的過程中，L L 有效有效 a a( (a a2 2v vt t) )2 2v vt t，f f1 1 ；在；在 MMN N完全出磁場后完全出磁場后 R R B B2 2v va a2 2 直到直到 P PQ Q開始出磁場之前，僅有開始出磁場之前，僅有 P PQ Q受安培力，有效長度不變，為受安培力，有效長度不變，為a a，f f2 2 ，不，不 R R B B2 2v v 變；變；P PQ Q出磁場的過程中，有效長度出磁場的過程中，有效長度 L L 有效有效 a a2 2v vt t，f f3 3 ( (a a2 2v vt t) )

12、2 2；根據(jù)三個過程中 ；根據(jù)三個過程中 R R 安培力的表達(dá)式可知，安培力的表達(dá)式可知，B B 選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。 5 5在水平桌面上，一個圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場在水平桌面上，一個圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場B B1 1中，線框平面與磁場垂直，圓形金中，線框平面與磁場垂直，圓形金 屬框與一個水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，屬框與一個水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接， 導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒 abab， 導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好， 導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場 B B2 2中，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖中，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，方向垂

13、直導(dǎo)軌平面向下，如圖8 8 甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B B1 1隨時間隨時間 t t 的變化關(guān)系如圖的變化關(guān)系如圖 8 8 乙所示，乙所示，0 01 s1 s 內(nèi)磁場方向垂直線框平面內(nèi)磁場方向垂直線框平面 向下。若導(dǎo)體棒始終保持靜止，并設(shè)向右為靜摩擦力的正方向，則導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力向下。若導(dǎo)體棒始終保持靜止，并設(shè)向右為靜摩擦力的正方向，則導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力 F Ff f隨時間變化的圖象是下列圖隨時間變化的圖象是下列圖 9 9 中的中的( () ) 圖圖 8 8 圖圖 9 9 解析：解析：選選 D D由題圖乙可知在由題圖乙可知在 1 12 2 s s 和和 4 45 5 s s

14、這兩段時間內(nèi)，圓形線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度這兩段時間內(nèi)，圓形線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度 B B1 1保持不變，保持不變，為定值，為定值，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得， 電路中無電動勢產(chǎn)生，電路中無電動勢產(chǎn)生， 整個回路無電流，整個回路無電流， 導(dǎo)體棒不受安培力和靜摩擦力作用，所以導(dǎo)體棒不受安培力和靜摩擦力作用，所以A A、B B 錯誤；在錯誤；在 0 01 s1 s 內(nèi)，由題圖乙可得，磁場垂內(nèi)，由題圖乙可得，磁場垂 直于線框平面向下均勻增加，由楞次定律結(jié)合右手定則可判斷出，線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)橹庇诰€框平面向下均勻增加，由楞次定律結(jié)合右手定則可判斷出，線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)?E E BSB

15、S 逆時針方向，電流大小逆時針方向，電流大小 I IR R，因?yàn)榇艌鼍鶆蜃兓瑒t，因?yàn)榇艌鼍鶆蜃兓瑒tI I 為定值，導(dǎo)體棒電流由為定值，導(dǎo)體棒電流由b ba a， tRtR 即得安培力大小恒定，由左手定則可得方向水平向左。因?yàn)榘羰冀K靜止，所以受力平衡，靜即得安培力大小恒定，由左手定則可得方向水平向左。因?yàn)榘羰冀K靜止，所以受力平衡，靜 摩擦力與安培力等大反向，即靜摩擦力大小恒定、方向水平向右，為正值，摩擦力與安培力等大反向，即靜摩擦力大小恒定、方向水平向右，為正值， C C 錯誤，錯誤，D D 正確。正確。 二、多項(xiàng)選擇題二、多項(xiàng)選擇題 6. 6. (2012(2012南通調(diào)研南通調(diào)研) )如

16、圖如圖 1010 所示的電路中，所示的電路中，L L 為一個自感系數(shù)很為一個自感系數(shù)很 大、直流電阻不計的線圈，大、直流電阻不計的線圈，D D1 1、D D2 2是兩個完全相同的電燈，是兩個完全相同的電燈，E E 是內(nèi)阻是內(nèi)阻 不計的電源。不計的電源。t t0 0 時刻，閉合開關(guān)時刻，閉合開關(guān) S S，經(jīng)過一段時間后，電路達(dá)到穩(wěn)，經(jīng)過一段時間后，電路達(dá)到穩(wěn) 定，定，t t1 1時刻斷開開關(guān)時刻斷開開關(guān) S S。規(guī)定圖示流過電燈。規(guī)定圖示流過電燈 D D1 1、D2D2 的電流方向?yàn)檎碾娏鞣较驗(yàn)檎?分別用分別用 I I1 1、I I2 2表示流過電燈表示流過電燈 D D1 1和和 D D2

17、 2中的電流，則以下各圖中能定性中的電流，則以下各圖中能定性 描述描述 I I 隨時間隨時間 t t 變化關(guān)系的是變化關(guān)系的是( () )圖圖 1010 圖圖 1111 解析：解析：選選 ACACt t0 0 時刻，剛閉合時刻，剛閉合 S S 時，因線圈的自感作用，電流由時，因線圈的自感作用，電流由 D D1 1直接流到直接流到 D D2 2， 但隨線圈中的電流增大，但隨線圈中的電流增大，D D1 1中的電流逐漸變小，當(dāng)電流穩(wěn)定時， 中的電流逐漸變小，當(dāng)電流穩(wěn)定時，D D1 1中電流為零，中電流為零，D D2 2中電流中電流 達(dá)最大，達(dá)最大，t t1 1時刻斷開 時刻斷開 S S 后，后，D

18、D2 2中電流立即為零，而因線圈的自感作用，中電流立即為零，而因線圈的自感作用， 線圈與線圈與 D D1 1構(gòu)成回路，此時 構(gòu)成回路，此時D D1 1中的電流與線圈中相等，方向向上，逐漸中的電流與線圈中相等，方向向上，逐漸 減小，故減小，故 A A、C C 正確。正確。 7.(20127.(2012無錫模擬無錫模擬) )兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為 L L，底，底 端接阻值為端接阻值為 R R 的電阻。將質(zhì)量為的電阻。將質(zhì)量為 m m 的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧 下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為

19、下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B B 的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖 1212 所示。除電阻所示。除電阻 R R 外其余電阻不計。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則外其余電阻不計。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則( () ) A A釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度 g g圖圖 1212 B B金屬棒向下運(yùn)動時，流過電阻金屬棒向下運(yùn)動時，流過電阻 R R 的電流方向?yàn)榈碾娏鞣较驗(yàn)?a ab b B B2 2L L2 2v v C C金屬棒的速度為金屬棒的速度為 v v 時，所受的安培力大小為時，所受的安培力大小

20、為 F F R R D D電阻電阻 R R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量 解析：解析： 選選 ACAC剛釋放金屬棒瞬間，剛釋放金屬棒瞬間， 棒只受重力作用，棒只受重力作用， 其加速度為重力加速度其加速度為重力加速度 g g， A A 正確；正確； 由右手定則可知，棒向下運(yùn)動時，流過電阻由右手定則可知，棒向下運(yùn)動時，流過電阻R R 的電流方向?yàn)橛傻碾娏鞣较驗(yàn)橛?b ba a，B B 錯誤；棒所受安培力錯誤；棒所受安培力 BLBLv vB B2 2L L2 2v v F FBILBILB B R R L L R R ，C C 正確；正確；由能量守

21、恒可知，由能量守恒可知， 金屬棒重力勢能的減少量等于電阻金屬棒重力勢能的減少量等于電阻R R 上產(chǎn)生的總熱量與彈簧彈性勢能之和，上產(chǎn)生的總熱量與彈簧彈性勢能之和，D D 錯誤。錯誤。 8 8(2012(2012山東高考山東高考) )如圖如圖 1313 所示，所示，相距為相距為 L L 的兩條足夠長的光滑平的兩條足夠長的光滑平 行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為 ，上端接有定值電阻，上端接有定值電阻 R R，勻強(qiáng)磁場垂直，勻強(qiáng)磁場垂直 于導(dǎo)軌平面，于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B B。將質(zhì)量為將質(zhì)量為 m m 的導(dǎo)體棒由靜止釋放，的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到當(dāng)速度達(dá)到

22、 v v 時開始勻速時開始勻速 運(yùn)動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為運(yùn)動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P P，導(dǎo)體棒最終，導(dǎo)體棒最終 以以 2 2v v 的速度勻速運(yùn)動。導(dǎo)體棒的速度勻速運(yùn)動。導(dǎo)體棒圖圖 1313 始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為 g g。下列選項(xiàng)正確的。下列選項(xiàng)正確的 是是( () ) A AP P2 2mgmgv v sin sin B BP P3 3mgmgv v sin sin v v g g C C當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到當(dāng)

23、導(dǎo)體棒速度達(dá)到 時加速度大小為時加速度大小為 sinsin 2 22 2 D.D. 在速度達(dá)到在速度達(dá)到 2 2v v 以后勻速運(yùn)動的過程中，以后勻速運(yùn)動的過程中，R R 上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 B B2 2L L2 2v v 解析：解析：選選 ACAC當(dāng)導(dǎo)體棒第一次勻速運(yùn)動時，當(dāng)導(dǎo)體棒第一次勻速運(yùn)動時，沿導(dǎo)軌方向：沿導(dǎo)軌方向：mgmgsinsin R R ；當(dāng)導(dǎo)體棒第當(dāng)導(dǎo)體棒第 2 2B B2 2L L2 2v v 二次達(dá)到最大速度時，沿導(dǎo)軌方向：二次達(dá)到最大速度時，沿導(dǎo)軌方向： F Fmgmgsinsin ，即，即F Fmgmgsinsin ，此時拉力

24、，此時拉力F F 的功的功 R R 率率 P PF F2 2v v2 2mgmgv vsinsin ，選項(xiàng)，選項(xiàng)A A 正確、正確、B B 錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v v/2 /2 時，沿導(dǎo)軌方向：時，沿導(dǎo)軌方向： B B2 2L L2 2v v1 1 mgmgsinsin mama，解得，解得 a a g gsinsin ，選項(xiàng)，選項(xiàng) C C 正確；導(dǎo)體棒的速度達(dá)到正確；導(dǎo)體棒的速度達(dá)到2 2v v 以后，拉力與以后，拉力與 2 2R R2 2 重力的合力做功全部轉(zhuǎn)化為重力的合力做功全部轉(zhuǎn)化為R R 上產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)上產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)D D 錯誤。錯誤。 三、非

25、選擇題三、非選擇題 9. 9.如圖如圖 1414 所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為 L L，左端，左端 接有阻值為接有阻值為 R R 的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B 的勻的勻 強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為 m m 的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo) 軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。初始時刻，彈簧恰處于自然長度， 導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度 v v0 0。在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的過程中，圖。

26、在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的過程中，圖 1414 導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。 (1)(1)求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力。求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力。 (2)(2)若導(dǎo)體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為若導(dǎo)體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為 E Ep p，則這一過程中安，則這一過程中安 培力所做的功培力所做的功 WW1 1和電阻和電阻 R R 上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱 Q Q1 1分別為多少？分別為多少？ (3)(3)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動，導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中，最終將靜止于何處？

27、從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中， 電電 阻阻 R R 上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱 Q Q 為多少？為多少？ 解析：解析：導(dǎo)體棒以初速度導(dǎo)體棒以初速度 v v0 0做切割磁感線運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，做切割磁感線運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢， 回路中的感應(yīng)電流使導(dǎo)回路中的感應(yīng)電流使導(dǎo) 體棒受到安培力的作用，安培力做功使系統(tǒng)機(jī)械能減少，最終將全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電阻體棒受到安培力的作用，安培力做功使系統(tǒng)機(jī)械能減少，最終將全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電阻R R 上上 產(chǎn)生的焦耳熱。由平衡條件知，棒最終靜止時，彈簧的彈力為零，即此時彈簧處于初始的原產(chǎn)生的焦耳熱。由平衡條件知，棒最終靜止時，彈簧的彈力為零，即此時彈簧處于

28、初始的原 長狀態(tài)。長狀態(tài)。 (1)(1)初始時刻棒中感應(yīng)電動勢初始時刻棒中感應(yīng)電動勢E EBLBLv v0 0 E E 棒中感應(yīng)電流棒中感應(yīng)電流 I IR R 作用于棒上的安培力作用于棒上的安培力 F FBILBIL B B2 2L L2 2v v0 0 聯(lián)立，得聯(lián)立，得 F F R R 安培力方向：水平向左安培力方向：水平向左 (2)(2)由功和能的關(guān)系，安培力做功為由功和能的關(guān)系，安培力做功為 1 1 2 2WW1 1E Ep p m mv v 2 2 0 0 1 1 2 2E E 電阻電阻 R R 上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱 Q Q1 1 m mv v p p 2 2 0 0 (3)(

29、3)由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置。由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置。 1 1 Q Q m mv v2 2 2 2 0 0 B B2 2L L2 2v v0 0 答案：答案：(1)(1)水平向左水平向左 R R 1 11 1 (2)(2)E Ep p m mv v0 02 2m mv v0 02 2E Ep p 2 22 2 1 1 (3)(3)靜止于初始位置靜止于初始位置m mv v0 02 2 2 2 1010(2012(2012浙江高考浙江高考) )為了提高自行車夜間行駛的安全性，為了提高自行車夜間行駛的安全性， 小明同學(xué)設(shè)小明同學(xué)設(shè) 計了一種“

30、閃爍”裝置。計了一種“閃爍”裝置。 如圖如圖 1515 所示，所示， 自行車后輪由半徑自行車后輪由半徑 r r1 15.05.010102 2 m m 的金屬內(nèi)圈、的金屬內(nèi)圈、半徑半徑 r r2 20.40 m0.40 m 的金屬外圈和絕緣幅條構(gòu)成。的金屬外圈和絕緣幅條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、后輪的內(nèi)、外外 圈之間等間隔地接有圈之間等間隔地接有 4 4 根金屬條，根金屬條， 每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為 R R 的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度 B B0.10 T0.10 T、方向垂、方向垂 直紙面向外的“

31、扇形”勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為直紙面向外的“扇形”勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為 r r1 1、外半徑為、外半徑為 r r2 2、張角、張角 。圖圖 1515 6 6 后輪以角速度后輪以角速度 2 rad/s2 rad/s 相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。 (1)(1)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條 abab 進(jìn)入“扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢進(jìn)入“扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢 E E，并指出，并指出 abab 上的電流方向；上的電流方向； (2)(2)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條 abab 進(jìn)入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；進(jìn)入“扇形”磁場時，畫出“閃

32、爍”裝置的電路圖； (3)(3)從金屬條從金屬條 abab 進(jìn)入“扇形”磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈進(jìn)入“扇形”磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈 之間電勢差之間電勢差 U Uab ab隨時間 隨時間 t t 變化的變化的 U Uab ab t t 圖象。圖象。 1 11 1 解析：解析：(1)(1)金屬條金屬條 abab 在磁場中切割磁感線時，電動勢在磁場中切割磁感線時，電動勢E E BrBr2 2 所以所以 E E BB( (r r2 22 2r r1 12 2) ) 2 22 2 4.94.91010 2 2 V V 根據(jù)右手定則根據(jù)右手定則( (或

33、楞次定律或楞次定律) )，可得感應(yīng)電流方向?yàn)椋傻酶袘?yīng)電流方向?yàn)?b ba a。 (2)(2)通過分析，可得電路圖為通過分析，可得電路圖為 (3)(3)設(shè)電路中的總電阻為設(shè)電路中的總電阻為 R R 總總，根據(jù)電路圖可知， ，根據(jù)電路圖可知， 1 14 4 R R 總總 R R R R R R 3 33 3 abab 兩端電勢差兩端電勢差 E E1 1 U Uab ab E EIRIRE ER R E E1.21.21010 2 2 V V 4 4 R R總 總 設(shè)設(shè) abab 離開磁場區(qū)域的時刻為離開磁場區(qū)域的時刻為t t1 1，下一根金屬條進(jìn)入磁場區(qū)域的時刻為 ，下一根金屬條進(jìn)入磁場區(qū)域的時

34、刻為t t2 2， 1 1 t t1 1 s s 1212 2 21 1 t t2 2 s s 4 4 設(shè)輪子轉(zhuǎn)一圈的時間為設(shè)輪子轉(zhuǎn)一圈的時間為T T， 22 T T 1 s1 s 由由 T T1 s1 s，金屬條有四次進(jìn)出，后三次與第一次相同。，金屬條有四次進(jìn)出，后三次與第一次相同。 由、可畫出如下由、可畫出如下U Uab ab t t 圖象。圖象。 答案：答案：見解析見解析 押題訓(xùn)練押題訓(xùn)練( (二二) ) 1.(20121.(2012蘇北四市一模蘇北四市一模) )兩根足夠長的光滑平行直導(dǎo)軌兩根足夠長的光滑平行直導(dǎo)軌 MNMN、PQPQ 與水平面成與水平面成 角放置，角放置，兩導(dǎo)軌間距為兩

35、導(dǎo)軌間距為 L L，MM、P P 兩點(diǎn)間接有阻值為兩點(diǎn)間接有阻值為 R R 的電阻。一根質(zhì)量為的電阻。一根質(zhì)量為 m m 的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿 abab 放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo) 軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B 的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂 直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計。直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計。圖圖 1 1 現(xiàn)讓現(xiàn)讓 abab 桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。 (1)(1)求求 abab 桿下滑的最大速度桿下滑的最大速度 v vm m；

36、； (2)(2)abab 桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻 R R 產(chǎn)生的焦耳熱為產(chǎn)生的焦耳熱為 Q Q，求該過程中，求該過程中 abab 桿下滑的距離桿下滑的距離 x x 及通過電阻及通過電阻 R R 的電荷量的電荷量 q q。 解析：解析：(1)(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式和牛頓第二定律有根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式和牛頓第二定律有 E EBLBLv v E E I IR R F F 安安 BILBIL mgmgsinsin F F 安安 mama B B2 2L L2 2v v 即即 mgmgsinsi

37、n R R mama 當(dāng)加速度當(dāng)加速度 a a 為零時，速度為零時，速度 v v 達(dá)最大，速度最大值達(dá)最大，速度最大值 v vm m (2)(2)根據(jù)能量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有 1 1 mgxmgxsinsin m mv vm m 2 2Q Q 2 2 Q Qm m2 2R R2 2g gsinsin 得得 x x mgmgsinsin 2 2B B4 4L L4 4 根據(jù)電磁感應(yīng)定律有根據(jù)電磁感應(yīng)定律有 E E t t 根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有 I I R R BLxBLx 感應(yīng)電荷量感應(yīng)電荷量 q q I I t t R R R R BLQBLQm m2 2RgR

38、gsinsin 得得 q q mgRmgRsinsin 2 2B B3 3L L3 3 mgRmgRsinsin Q Qm m2 2R R2 2g gsinsin BLQBLQm m2 2RgRgsinsin 答案：答案：(1)(1)(2)(2) B B2 2L L2 2mgmgsinsin 2 2B B4 4L L4 4mgRmgRsinsin 2 2B B3 3L L3 3 2. (20122. (2012南京模擬南京模擬) )均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框 abcdabcd， 每邊長為每邊長為 L L，總電阻為，總電阻為 R R，總質(zhì)量為，總質(zhì)量為 m

39、m。將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為。將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B B 的水平勻強(qiáng)磁場上方的水平勻強(qiáng)磁場上方 h h 處，如圖處，如圖 2 2 所示。線框由靜止自由下落，線所示。線框由靜止自由下落，線 框平面保持在豎直平面內(nèi)，框平面保持在豎直平面內(nèi)， 且且 cdcd 邊始終與水平的磁場邊界平行。邊始終與水平的磁場邊界平行。 重重 力加速度為力加速度為 g g。當(dāng)。當(dāng) cdcd 邊剛進(jìn)入磁場時，邊剛進(jìn)入磁場時， (1)(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大?。磺缶€框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大??； 圖圖 2 2 E E mgRmgRsinsin B B2 2L L2 2 (2)(2)求求 cdcd 兩點(diǎn)間的電勢差大小；兩點(diǎn)間

40、的電勢差大小； (3)(3)若此時線框向下的加速度大小恰好為若此時線框向下的加速度大小恰好為 g g/4 /4，求線框下落的高度，求線框下落的高度 h h 應(yīng)滿足什么條件？應(yīng)滿足什么條件？ 解析：解析：(1)(1)設(shè)設(shè) cdcd 邊剛進(jìn)入磁場時，線框的速度為邊剛進(jìn)入磁場時，線框的速度為v v，由機(jī)械能守恒定律得，由機(jī)械能守恒定律得 1 1 mghmgh m mv v2 2( (或由或由 v v2 2 2 2ghgh) ) 2 2 由法拉第電磁感應(yīng)定律得由法拉第電磁感應(yīng)定律得E EBLBLv v 綜合上述兩式解得綜合上述兩式解得 E EBLBL 2 2ghgh E E (2)(2)由閉合電路歐姆

41、定律得到此時線框中電流由閉合電路歐姆定律得到此時線框中電流I IR R cdcd 兩點(diǎn)間的電勢差兩點(diǎn)間的電勢差 3 33 3 U UI I( ( R R) ) BLBL 2 2ghgh 4 44 4 (3)(3)由安培力公式得由安培力公式得 B B2 2L L2 22 2ghgh F FBILBIL R R 當(dāng)當(dāng) a ag g/4 /4，方向向下時，根據(jù)牛頓第二定律，方向向下時，根據(jù)牛頓第二定律 mgmgF Fmama 9 9m m2 2gRgR2 2 解得下落高度滿足解得下落高度滿足 h h32 32B B4 4L L4 4 9 9m m2 2gRgR2 23 3 答案：答案：(1)(1)B

42、LBL 2 2ghgh(2)(2) BLBL 2 2ghgh(3)(3) 4 43232B B4 4L L4 4 3 3(2012(2012揚(yáng)州調(diào)研揚(yáng)州調(diào)研) )如圖如圖 3 3 所示，所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界磁場上邊界 OMOM 水平，以水平，以 O O 點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OMOM 為為 x x 軸，豎直向下為軸，豎直向下為 y y 軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在 x x 方向保持不方向保持不 變、變、y y 軸方向按軸方向按 B Bkyky 變化，變化，k k 為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為

43、m m、電阻為、電阻為 R R、邊長為、邊長為 L L 的正方的正方 形線框形線框 abcdabcd 從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動過程中線框平面始終在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動過程中線框平面始終在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下 降降 h h0 0( (h h0 0 L L) )高度時達(dá)到最大速度，線框高度時達(dá)到最大速度，線框 cdcd 邊進(jìn)入磁場時開始做勻速運(yùn)動，重力加速度為邊進(jìn)入磁場時開始做勻速運(yùn)動，重力加速度為 g g。 求：求： 圖圖 3 3 (1)(1)線框下降線框下降 h h0 0高度時速度大小高度時速度大小 v v1 1和勻速運(yùn)動時速度大小和勻速運(yùn)動時速度大小 v v2

44、 2； (2)(2)線框從開始釋放到線框從開始釋放到 cdcd 邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能 E E。 解析：解析：(1)(1)線框下降線框下降 h h0 0高度時達(dá)到最大速度，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流高度時達(dá)到最大速度，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 I I1 1B B1 1L Lv v1 1 R R 由平衡條件有由平衡條件有 mgmgB B1 1I I1 1L L 而而 B B1 1 khkh0 0 mgRmgR 解得解得 v v1 1 2 22 22 2k k h h0 0L L 線框線框 cdcd 邊進(jìn)入磁場開始做勻速運(yùn)動時，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流邊進(jìn)入磁場開始做勻速運(yùn)

45、動時，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 B B2 2L Lv v2 2 I I2 2 R R kLkL2 2v v2 2 則則 I I2 2 R R 由平衡條件有由平衡條件有 mgmgB B2 2I I2 2L L mgRmgR 解得解得 v v2 2 2 24 4k k L L (2)(2)由能量守恒定律有由能量守恒定律有 1 1 E EmgLmgL m mv v2 22 2 2 2 m m3 3g g2 2R R2 2 解得解得 E EmgLmgL 4 48 82 2k k L L mgRmgRmgRmgRm m3 3g g2 2R R2 2 答案：答案：(1)(1) 2 22 22 22 24 4 (2)(2)mgLmgL 4 48 8k k h h0 0L Lk k L L2 2k k L L 4 4(2012(2012珠海模擬珠海模擬) )如圖如圖 4 4 所示，豎直平面內(nèi)有一寬所示，豎直平面內(nèi)有一寬L L1 m1