电磁感应和最小磁场面积.docx

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1、4.如图所示，平行金属导轨MMMW和平行金属导轨PQR、产。TT固定在高度差为（数值未知）的两水平台面上。导轨MN、MW左端接有电源，MN与AfM的间距为L=0.10m,线框空间存在竖直向上的匀强磁场、磁感应强度氏=0.20T;平行导轨PQR与PQR的间距为L=OJOm,其中PQ与PQ是圆心角为60。、半径为r=0.50m的圆弧形导轨,QR与QR是水平长直导轨，QQ右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2=0.40To导体棒质量=0.02kg,接在电路中的电阻R=2.0C,放置在导轨MMMW，右侧NW边缘处；导体棒b质量22=004kg,接在电路中的电阻K2=4.O,放置在水平导轨某处。闭

2、合开关K后，导体棒。从NM水平抛出，恰能无碰撞地从PP处以速度力=2ms滑入平行导轨，且始终没有与棒力相碰。重力加速度g=10ms2,不计一切摩擦及空气阻力。求：（1）导体棒力的最大加速度；（2）导体棒在。右侧磁场中产生的焦耳热；（3）闭合开关K后，通过电源的电荷量小12.如图所示，正方形导线框ABC。、HCd的边长均为心电阻均为R,质量分别为3?和?，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为、磁感应强度大小为8、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框他Cd的上边到匀强磁场的下边界的

3、距离为L现将系统由静止释放，当导线框ABCZ）刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则（）A.两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FFmgB.C.D.系统匀速运动的速度大小”贫o o2 r3导线框”。通过磁场的时间”浜两线框从开始运动至均穿出磁场过程中所产生的总焦耳热Q = 8?gL-8m2/e28 Z11.在如图所示的平面直角坐标系中，第二象限内存在磁感应强度为8/的匀强磁场， 方向垂直于Xoy平面向外;第一象限某矩形区域内存在磁感应强度&=0.4T的匀强磁场, 方向垂直于宜万平面向外。一个比荷为且= LOXlOFkg的带正电的粒子从点P（-10cm, in0)发射进入

4、第二象限，其速度%=4.0xl06ns,方向垂直于磁场小且与X轴负方向夹角为30。；后从。点以垂直y轴方向直接进入第一象限内的矩形磁场区域，再经M点以垂直X轴方向进入第四象限；整个第四象限存在大小、方向均未知的匀强电场，粒子经过该电场偏转后从N点进入无电场、磁场的第三象限区域，最终回到P点的速度与发射速度相同，不考虑粒子的重力。求：(1)第二象限内磁场的磁感应强度B1的大小；(2)粒子在矩形匀强磁场中的运动时间，和该磁场区域的最小面积S；(3)第四象限内匀强电场场强E的大小。WCm科.QA.XIrPoI而N,17.如图甲所示，。点正下方有一粒子源，连续不断地发射出大量质量为加，电荷量为g的带正

5、电粒子，出射速度可视为0,粒子一经射出便立即进入加速电场加速(加速时间极短)，加速电场的电压随时间的变化关系如图乙所示。加速后的粒子从。点沿y轴正向进入匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度A=，；、国竺，方向垂直坐标平面向外，且只存在于以坐标原点。为边界的第一象限的某一区域，所有粒子都在磁场中偏转了120,从磁场边界飞出，打在位于X轴正半轴的无限长的感光板上。(不计粒子重力)求：(1)飞入磁场的粒子最大速度和最小速度之比；(2)匀强磁场的最小面积；(用R表示)(3)粒子从飞入磁场到打在感光板上的运动时间。12.（2020浙江）如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大

6、小为8的匀强磁场。长为/的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO上，随轴以角速度0匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为。、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是A.棒产生的电动势为38广0B.微粒的电荷量与质量之比为盥C.电阻消耗的电功率为噂”D.电容器所带的电荷量为C3027.（2022山东）如图所示，XOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为2的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在。点的顶点、在XOy平面内以角速度。顺时针匀

7、速转动，时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间，变化规律的描述正确的是（）A.在f = 0到二的过程中,2E 一直增大B.在LO到的过程中，E先增大后减小2C.在LO到二的过程中，E的变化率一直增大4口D.在t=0到f=二的过程中，E的变化率一直减小4。29.（2021福建）如图，P、。是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L,导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFG矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为8的匀强磁场。在Z=Z时刻，两均匀金属棒以b分别从磁场边界M、GH进入磁场,速度大小均为;一段时间后，流经。棒的电流为0,此时1=与，b棒

8、仍位于磁场区域内。已知金属棒。、b相同材料制成，长度均为L电阻分别为H和2R,棒的质量为人在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，。、b棒没有相碰,则（）_&档+G_CrIIIhA.1时刻Cl棒加速度大小为282%3mRB.12时刻人棒的速度为0C.乙L时间内，通过白棒横截面的电荷量是b棒的2倍9D.%八时间内，。棒产生的焦耳热为:R彳931.（2021山东）如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域I、11中磁场方向均垂直斜面向上，I区中磁感应强度随时间均匀增加，II区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中。处由静止释放，进入H区后，经下行至C处反向上行。运动过程

9、中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（）B2A.B.C.D.金属棒下行过b时的速度大于上行过h时的速度金属棒下行过人时的加速度大于上行过力时的加速度金属棒不能回到无磁场区金属棒能回到无磁场区，但不能回到4处多选）12.（4分）（2023山东）足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1m,电阻不计。质量为1kg、长为1m、电阻为IQ的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和II区域内分别存在竖宜方向的匀强磁场，磁感应强度分别为Bl和B2,其中B=2T,方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物

10、相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时亥IJMN、CD同时分别进入磁场区域I和H并做匀速直线运动，MNsCD与磁场边界平行。MN的速度v=2ms,CD的速度为V2且V2v,MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取IOnVS2,下列说法正确的是（）A.B2的方向向上B.B2的方向向下C.V2=5msD.V2=3ms（多选）8.（2023甲卷）一有机玻璃管竖宜放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上

11、端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图（b）所示。则（）图（a）图（b）A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下顺倒了8次C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D.与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大4.（6分）（2023乙卷）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包

12、线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（C）所示，分析可知（）A.图（C）是用玻璃管获得的图像B.在铝管中下落，小磁体做匀变速运动C.在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短13.（20分）（2023新课标）一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为Ro,置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B,两虚线为磁场边界，如图（a）所示。（1）使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，

13、速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。（2）在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻R=2Ro,导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图（b）所示。让金属框以与（1）中相同的初速度运动，进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻RI产生的热量。2LTrT_：B：I:J图(b)21.（11分）（2023浙江）某兴趣小组设计了一种火箭落停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MN）和装置A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示，导

14、轨长度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零；在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小Bi=kl（其中k为常量），方向垂直导轨平面向里；在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小B2=2kl,方向与Bl相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度vo进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间距d=聋，导电杆电阻为R。导kl2电杆与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中，（1）求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L；（2）求回路感应电动势E与运动时间t的关系；（3）求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W；（4）若R的阻值视为0,装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量的来源和大小。,导电杆N导 轨