高三物理寒假专题——电磁感应北师大版

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1、高三物理寒假专题——电磁感应北师大版【本讲教育信息】一.教学内容：寒假专题——电磁感应【典型例题】例1.如图，A、B两个相同导线制成的互联的金属圆环，半径RA=2RB,两圆环间用电阻不计的导线连接，当均匀变化的磁场垂直穿过大环时a、b两点间电压为U,若让同一均匀变化的磁场垂直穿过B环，则a、b两点间的电压为（）A.2UB.U/2C.4UD.U/4解析：当A为电源EA，B为电源EB∴选B例2.如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的

2、总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k>0）那么在t为多大时，金属棒开始移动？解析：用心爱心专心例3.如图，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R。在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m。开始重物与水平地面接触并处于静止。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B0=0.5T，并且以规律在增大。不计摩擦阻力。求至少经过多长时间才能将重物吊起？（g=10m/s2

3、）解析：当T=mg时，重物吊起，对MN导体棒而言用心爱心专心例4.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见下图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图。（取重力加速度g=10m/s2）（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω；磁感应强度B为多大？（3）由v—F图线的

4、截距可求得什么物理量？其值为多少？解析：（1）金属杆受力用心爱心专心例5.如图所示，左端相连的足够长的金属导轨MN、PQ固定在水平面内，两导轨间的宽度为l=0.50m。一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好，ab与导轨恰好构成一个正方形。该轨道平面处在磁感强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。ab与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为fm=1.0N，ab的电阻为R=0.10Ω，其他各部分电阻均不计。开始时，磁感强度B0=0.50T。（1）若从某时刻（t=0）开始，调节磁感强度的大小使其以=0.2

5、0T/s的变化率均匀增加。求经过多长时间ab棒开始滑动？此时通过ab的电流大小和方向如何？（2）若保持磁感强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给ab施加一个水平向右的拉力，使它以a=4.0m/s2的加速度匀加速运动。推导出此拉力T的大小随时间变化的函数表达式。并在下面的坐标图上作出拉力T随时间t变化的T-t图线。用心爱心专心解析：（2）匀加速例6.光滑的平行金属导轨长L=200cm，导轨宽d=10cm，它们所在的平面与水平方向成θ用心爱心专心=300，导轨上端接一电阻R=0.8Ω的电阻，其它电阻不计，导轨放在垂直斜面向上的匀

6、强磁场中，磁感应强度B=0.4T，有一金属棒ab的质量m=500g，放在导轨最上端，如图，当ab棒从最上端由静止开始下滑，到滑离轨道时，电阻R上放出的热量Q=1J，g=10m/s2，求棒ab下滑过程中通过电阻R的最大电流？解析：解释轨道末端v一定是最大速度。（可能一直加速或加速到vmax匀速下滑）例7.如图所示，在平行虚线范围内有B=1.0T，高度为ｈ=1m，方向垂直纸面向里的匀强磁场，线圈质量ｍ＝0.1kg，电阻R=1.0Ω，框面与纸面平行，边长Ｌ=1.0m，原来cd边跟磁场下边缘相距为Ｈ，当用一竖直向上的恒力F=21Ｎ向上

7、提线框，由静止的“Ｉ”位置，向上穿过磁场区，最后到达“Ⅱ”位置（ab恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，如果cd刚进入磁场时，恰好做匀速运动，求上述整个过程中，外力做的功及线框内产生的热量。用心爱心专心解析：例8.如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：（1）线圈进

8、入磁场过程中产生的电热Q。（2）线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。（3）线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。用心爱心专心解析：线圈2运动3位置，与线圈从2位置运动到4位置产生Q一样。（2）线圈运动至3位置速度最小，从3到4位置，线圈只受重力例9.如图所示，水平面上固