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解答题规范专练(三)电磁感应解答题

(限时45分钟)

1.(2014·开封模拟)如图1所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L。

导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电

阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感

应强度大小为B。开始时导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动

时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速

度，此时导体棒仍处于磁场区域内。

图1

(1)求导体棒所达到的恒定的速度v；

2

(2)为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？

(3)导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各

为多大？

(4)若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也

做匀加速直线运动，其v­t关系如图2所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v，求导

t

体棒做匀加速直线运动时加速度的大小。

图2

2.(2014·新课标全国卷Ⅱ)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一

长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导

轨中心O，装置的俯视图如图3所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为

B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中

未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始

终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均

可忽略。重力加速度大小为g。求

图3

(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；

(2)外力的功率。

3.(2014·怀化模拟)如图4所示(俯视)，MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长

且电阻不计的平行金属导轨。两导轨间距为L＝0.8m，其间有一个方向垂直水平面竖直向

下的匀强磁场B＝5.0T。导轨上NQ之间接一电阻R＝3Ω，阻值为R＝1Ω的金属杆垂

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直导轨放置并与导轨始终保持良好接触。两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极

相连。电容器C紧靠竖直装b，b紧挨着带小孔a(只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性

圆筒。圆筒壁光滑，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B，O是圆筒的圆心，圆筒的

2

内半径r＝0.6m。

图4

(1)用一个力拉金属杆向左运动，则电容器C的下极板带正电还是带负电？

(2)用一个方向平行于MN水平向左且功率恒定为P＝88W的外力F拉金属杆，使杆

从静止开始向左运动。已知杆受到的摩擦阻力大小恒为F＝6N，求：当金属杆最终匀速

f

运动时杆的速度大小及电阻R1消耗的电功率？

(3)当金属杆以v＝3m/s的速度匀速向左运动时，电容器C内紧靠极板的D处的一个