2012高考物理 月刊专版 专题09 交变电流和电磁感应电磁感应专题.doc

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1、交变电流和电磁感应1.如图所示，一根长导线弯曲成“п”，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内。在电流I增大的过程中，下列叙述正确的是（BCD）A．金属环中无感应电流产生B．金属环中有逆时针方向的感应电流C．悬挂金属环C的竖直线中拉力变大D．金属环C仍能保持静止状态3．如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直。ab、cd为两根垂直导轨放置的、由牛顿第二定律F－BIL＝ma得F=（4分）（2）细

2、线拉断时满足BIL=f+T0（3分）+T010用心爱心专心t=（4分）4.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。闭合电路欧姆定律知，棒上产生的电动势也是随时间均匀变化的。因此由E=BLv可知，金属杆所

3、做的运动为匀变速直线运动……………………………⑤由⑴问中的④式有所以……………………………⑥所以4s末时的速度……………………………⑦10用心爱心专心所以4s末时电路中的电流为……………………⑧因……………………⑨5、如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止

4、开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；　　　①　②　对ab棒　F－BIl＝0③　　解得　④（2）由能量守恒可得：　　⑤解得：⑥10用心爱心专心（3）设棒刚进入磁场时速度为v　　　由：⑦可得：⑧棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：①若（或），则棒做匀速直线运动；②若（或F＞），则棒先加速后匀速；③若（或F＜＝，则棒先减速后匀速。6．如图

5、所示在水平面上有两条相互平行的光滑绝缘导轨，两导轨间距工L=1m，导轨的虚线范围内有一垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，磁场宽度S大于L，左、右两边界与导轨垂直．有一质量m=0.2kg，电阻r=0.1边长也为L正方形金属框以某一初速度，沿导轨向右进入匀强磁场．(1)若最终金属框只能有—半面积离开磁场区域，试求金属框左边刚好进入磁场时的速度．(2)若金属框右边剐要离开磁场时，虚线范围内磁插的磁感应强度以K=0.1T/s的变化率均匀减小。为使金属框此后能匀速离开磁场，对其平行于导轨方向加一水平外力，

6、求金属框有一半面积离开磁场区域时水平外力的大小．解：(1)金属框左边刚好进入磁场区域时的运动速度为v，在磁场中作匀速运动．设离开磁场运动过程的时间为t，此过程中的平均感应电动势为：(1分)(1分)所受平均安培力：安=：(1分)10用心爱心专心由动量定理有：-安t=0-mv(2分)解得：v=lm／s(2分)(2)金属框开始匀速离开磁场到有一半面积离开磁场区域的时间为：(1分)当线框一半面积离开磁场时，左边因切割磁感线而产生的电动势为：E1=(B-ktˊ)Lv(2分)因磁场变化而产生的感应电动势为：E2=(2分)

7、此回路产生逆时针方向的感应电流为：('分)则此时水平向右的外力大小为：F=F安=(B-ktˊ)IL(1分)代人数据，解得：F=0.3N7．一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图(a)所示．已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b)所示，图中的最大磁通量φ0和变化周期T都是已知量，求E1=①在以上时段内，环中的电流为I1=②10用心爱心专心则在这段时间内通过金属环某横截面的电量q=I1t③联立求解得④(2)在到和在到t=T时间内，环中的感应电动势E1=0⑤在和在时间内，环中的感

8、应电动势E3=⑥由欧姆定律可知在以上时段内，环中的电流为I3=⑦在t=0到t=2T时间内金属环所产生的电热Q=2(I12Rt3+I32Rt3)⑧联立求解得Q=⑨8．如图（甲）所示，一正方形金属线框放置在绝缘的光滑水平面上，并位于一竖直向下的有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着磁场的边界，从t＝0时开始，对线框施加一水平向右的外力F，使线框从静止开始做匀加速直线运动，在时刻穿出磁场．已知外力F随时间变