电磁学复习专题5

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1、高二物理内容（寒假）2012.1电磁学复习专题（5）———电磁感应现象中的图象问题“应用数学处理物理问题的能力”是高考考查的五大能力之一，它要求“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。”因此在每年高考中，关于图象的考查备受高考命题专家的青睐，而电磁感应现象的中图象更是高考的热点。在电磁感应现象中，涉及磁感应强度B．磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B—t图象、Φ—t图象、E—t图象I—t图象。对

2、于导体切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还涉及感应电动势E和感应电流I随位移x变化的图象即E—x和I—x图象。由于感应电流的产生，导体受到安培力作用，其运动情况又会发生动态变化，又有v—t、v—x和a—x等图象，为了方便高考专题复习，现总结如下。一、E—t图象例1如图1所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdef位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻开始，线框匀速横

3、穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势E的正方向，以下四个E－t关系示意图中正确的是（   ）二、i—t图象例2如图2所示，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框。在t＝0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表示i—t关系的图示中，可能正确的是（   ）6高二物

4、理内容（寒假）2012.1三、E—x图象例3、如图4所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图像是（   ）四、I—x图象 　　例4、如图6所示，A是长直密绕通电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A。能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（   ） 6高二物理内容（寒假）2012.1五、B—t图象　　例5　两条彼此平行间距为l=0.5m的光滑金属导轨水平固定

5、放置，导轨左端接阻值R=2Ω的电阻，右端接阻值RL=4Ω的小灯泡，如图7（a）所示。在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，MP的长d=2m，MNQP区域内磁场的磁感应强度B随时间t的关系如图7（b）所示。垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r=2Ω，两导轨电阻不计。在t=0时刻，用水平恒力F拉金属杆，使金属杆由静止开始从GH位置向右运动，在金属杆从GH位置运动到PQ位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化。求： （1）通过小灯泡的电流IL；（2）水平恒力F的大小；（3）金属杆的质量m。　六、v—t

6、图象 　　例6　如图8甲所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图8乙所示的是棒的v—t图象，其中OA是直线，AC是曲线，DE是曲线图的渐进线。小型电动机在12s末达到额定功率，P额=4.5W，此后功率保持不变，除

7、R以外其余部分电阻不计，g=10m/s2。 　　（1）求导体棒在0～12s内的加速度大小； 　　（2）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值；　　（3）若t=17s时，导体棒ab达到的最大速度，0～17s内共发生位移100m，试求12～17s内，R上产生的热量是多少？ 　6高二物理内容（寒假）2012.1七、v—x图象 　　例7　如图9甲所示，在质量为M=1kg的小车上，竖直固定着一个质量为m=0.2kg、宽L=0.05m、总电阻R=100Ω，n=100匝的矩形线圈。线圈和小车一起静止在光滑水平面

8、上，现有一子弹以v0=110m/s的水平速度射入小车中，并立即与小车（包括线圈）一起运动，速度为v1=10m/s，随后穿过与线圈平面垂直、磁感应强度B=1.0T的水平有界匀强磁场、方向垂直纸面向里。已知子弹射入小车后，小车运动的速度随车的位移变化的图象，如图9乙所示，求： 　　（1）子弹的质量m0； 　　（2）小车的位移x=10cm时线圈中的电流大小I； 　　（3）在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量q； 　　（4）线圈和小车通过