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《高考和自主招生物理电磁学模拟压轴题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1、如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为1,左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为So一质量为m,电阻为1•的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。(已知l=lm,m=lkg,R=0・3G,r=0.2Q,s=lm)(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度B的大小；r2]2(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足、匸耳-血x
2、,且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。解析：(1)金属棒做匀加速运动，R两端电压Uoclocwocv,V随时间均匀增大，加速度为恒量，r2]2r2]2(2)”_只+厂=ma,以F=0.5v+0.4代入得(0・5—芮〒)关，所以a=0.4m/s2,(0.5—)=0,得B=0・5T,U随时间均匀增大，即v+0.4=a,a与v无(3)Xi=
3、at2,B2!2Vo=m(R+r)Xi+x2=S,所以+at2+m(R+r)~b¥-at=s,得：
4、0.2t2+0.8t-l=0,t=ls,(4)可能图线如下：2、距地面h高处1水平放置距离为L的两条光滑金属导轨，跟导轨正交的水平方向的线路上依次有电动势为£的电池，电容为C的电容器及质量为m的金属杆，如图3-3-5,单刀双掷开关S先接触头1,再扳过接触头2,由于空间有竖直向下的强度为B的匀强磁场，使得金属杆水平向右飞出做平抛运动。测得其水平射程为s,问电容器最终的带电量是多少？分析：开关S接1,电源向电容器充电，电量oS扳向2,电容器通过金属杆放电，电流通过金属杆，金属杆受磁场力向右，金属杆右边的导轨极短，通电时间极短，电流图3-3-5并非恒定，
5、力也就不是恒力。因此不可能精确计算每个时刻力产生的效果，只能关心和计算该段短时间变力冲量的效果,令金属杆离开导轨瞬间具有了水平向右的动量。根据冲量公式F,=BLiAt=BLq,跟安培力的冲量相联系的是ZV时间内流经导体的电量。由平抛的高度与射程可依据动量定理求出电容器最终带电量可求。解：先由电池向电容器充电，充得电fi2（）=Ceo之后电容器通过金属杆放电，放电电流是变化电流，安培力F二BLi也是变力。根据动量定理：FA/=BLiAt=BLq-mv其中u=s/t,h=2gt~电容器最终带电量1Jo:-2LbOf图3-3-6Q=-=Cs-点评：
6、根据动量定理来研究磁场力冲量产生的效果，实际上就是电量和导体动量变化的关系，这是磁场中一种重要的问题类型。3、图3-3-6中，无限长竖直向上的导线中通有恒定电流人，已知B=上4由A产生磁场的公式是r,k为恒量，i•是场点到人导线的距离。边长为2L的正方形线圈轴线00’与导线平行。某时刻线圈的ab边与人导线相距2L。已知线圈中通有电流/。求此时刻线圈所受的磁场力矩。分析：画俯视图如图3・3・7所示，先根据右手螺旋法则确定d和的方向，再根据左手定则判断ab边受力好和cd边受力4的方向，然后求力矩。解：根据右手螺旋法则和左手定则确定d和禺、斤和厲的方向，
7、如图3・3・7所示。F、=B、2LI=klj為屛2°许对0。'轴产生的力矩M、=FL=kI°IL耳对00’轴产生的力矩421两个力矩俯视都是逆时针同方向的，所以磁场对线圈产M,=F,-L=-kIJL--22生的力矩3M=M}+M2=_kIJL4、如图，宽度为L=0・5m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0・4T,方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布。将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好。以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标。金属棒从x0=lm处以v0=2m/s的初
8、速度，沿x轴负方向做a=2m/s2的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：（1）金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q；（2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；（3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4sil程中通过ab的电量q,某同学解法为：先算出经过0・4s金属棒的运动距离以及0・4§时回路内的电阻R,然后代入q=^=罟求解。指出该同学aMXXXXXXXxxxBxxv0xXXXXXXXXXXXXXXXN1x/m=ma,由于棒做匀减速运解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。•（1）金属棒仅受安培力作用，
9、其大小F=ma=0.2N,金属棒运动0.5m,框架中间生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以Q=F§=0.1J,（2）金属棒
