解答題規(guī)范專(zhuān)練(三) 電磁感應(yīng)解答題

1、解答題規(guī)范專(zhuān)練(三)電磁感應(yīng)解答題(限時(shí)45分鐘)1.(2015天津高考)如圖1所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線(xiàn)框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長(zhǎng)為l，cd邊長(zhǎng)為2l，ab與cd平行，間距為2l。勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框所在平面。開(kāi)始時(shí)，cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l，線(xiàn)框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)，在ef、pq邊離開(kāi)磁場(chǎng)后，ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前，線(xiàn)框

2、又做勻速運(yùn)動(dòng)。線(xiàn)框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q。線(xiàn)框在下落過(guò)程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g。求圖1(1)線(xiàn)框ab邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍；(2)磁場(chǎng)上下邊界間的距離H。2(2015嘉興二模)如圖2甲所示是航母上的艦載機(jī)通過(guò)電磁彈射起飛的示意圖，其原理可簡(jiǎn)化成圖乙所示情景：水平面內(nèi)由平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌組成的區(qū)域內(nèi)，等間距分布著豎直向下和豎直向上的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B

3、；航母甲板下方的電磁彈射車(chē)可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形金屬框，其長(zhǎng)邊等于導(dǎo)軌間距L、短邊等于每個(gè)磁場(chǎng)的寬度d，電阻為R。當(dāng)磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框在電磁力的作用下也向右運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)航母甲板上方的艦載機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。艦載機(jī)與電磁彈射車(chē)組成的彈射系統(tǒng)總質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力大小恒為F，除金屬框外的電阻不計(jì)。圖2(1)當(dāng)彈射系統(tǒng)在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求金屬框內(nèi)的電流大小和磁場(chǎng)相對(duì)金屬框的速度1解析：(1)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框做

4、勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v1，cd邊上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E1＝2Blv1①設(shè)線(xiàn)框總電阻為R，此時(shí)線(xiàn)框中電流為I1，由閉合電路歐姆定律，有I1＝②E1R設(shè)此時(shí)線(xiàn)框所受安培力為F1，有F1＝2I1lB③由于線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)，其受力平衡，有mg＝F1④由①②③④式得v1＝⑤mgR4B2l2設(shè)ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v2，同理可得v2＝⑥mgRB2l2由⑤⑥式得v2＝4v1。⑦(2)線(xiàn)框自釋放直到cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)前