电磁感应中的综合问题.doc

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1、电磁感应综合问题llc2011/4/12解题基本程序——程序法：1.电动势2.电流3.安培力4.综合问题：电路问题——电路分析、欧姆定律平衡及动力学问题——受力分析、运动分析能量问题——焦耳定律、功能关系、能量守恒图像问题——从过程到图像、从图像到图像²图像问题(1)从过程到图像——审视运动对象全过程，找出运动过程中的关键位置，分阶段分析物理量的变化规律，从而得到正确图像。(2)从图像到图像——首先建立未知物理量与已知物理量之间的联系，然后依据给定图像物理量的变化规律，得到未知物理量的变化规律。1

2、.（2010新课标21）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为，下落距离为0.8R时电动势大小为，忽略涡流损耗和边缘效应.关于、的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是A、>，a端为正B、>，b端为正C、<，a端为正D、<，b端为正解析：根据，，，可见＜。又根据右手定则判断电流

3、方向从a到b，在电源内部，电流是从负极流向正极的，所以选项D正确。-8-2.（2009福建，18）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻

4、不计，重力加速度大小为g。则此过程A.杆的速度最大值为B.流过电阻R的电量为C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量【解析】当杆达到最大速度vm时，得，A错；由公式，B对；在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有：，其中，，恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C错；恒力F做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对。3.（2009天津，4）如图所示，竖直放置的两根平行

5、金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量【解析】棒受重力、拉力和安培力的作用。由动能定理：得，即力F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量。选A。4.（2010天津11，18分）如图所示，质量m1=0.1kg，电

6、阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg-8-，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.（1）

7、求框架开始运动时ab速度v的大小；（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。解析：（1）中的感应电动势中电流受到的安培力框架开始运动时由上述各式代入数据解得（2）闭合回路中产生的总热量由能量守恒定律，得解得5.（2010江苏卷，13，15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L,一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减

8、小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：（1）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值解析：（1）电流稳定后，导体棒做匀速运动解得（2）感应电动势E=BLv电流解得-8-（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为感应电动势的最大值感应电流的最大值由机械能守恒，得解得6.（2010福建21，19分）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定