2011届北京市各区高三物理期末考试分类汇编《电磁感应》

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  2011届北京市各区高三物理期末考试分类汇编--电磁感应
  (房山)14如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是
  D
  (房山)21、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=0.3m。导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻R=0.4Ω。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab,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。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。
  (1)试证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小;
  (2)求第2s末外力F的瞬时功率;
  (3)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J,求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少。
  (房山)21、
  (1)设路端电压为U,金属杆的运动速度为v,则感应电动势E = BLv,……………………1分
  通过电阻R的电流 ……………………1分
  电阻R两端的电压U=  ……………………1分
  由图乙可得U=kt,k=0.10V/s……………………1分
  解得,……………………1分
  因为速度与时间成正比,所以金属杆做匀加速运动,加速度。……1分
  (用其他方法证明也可以,只要得出加速度a=1m/s2即可给6分)
  (2)在2s末,速度v2=at=2.0m/s,……………………1分
  电动势E=BLv2,通过金属杆的电流
  金属杆受安培力……………………1分
  设2s末外力大小为F2,由牛顿第二定律,,……………………1分
  故2s末时F的瞬时功率P=F2v2……………………1分
  P=0.35W  ……………………1分
  (3) 在2s末,杆的动能……………………1分
  由能量守恒定律,回路产生的焦耳热Q=W-Ek=0.1J ……………………1分
  根据Q=I2Rt,有……………………1分
  故在R上产生的焦耳热……………………1分

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