备战高考物理专题：2000-2008年物理高考真题分类汇编：电磁感应(5)

速度，需产生的电动热都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？

（3）（6分）铁是叶绿素生物合成过程中必需的元素，缺铁植标最明显的症状是叶片发黄，请问这一症状首先出现在植株的幼叶还是老叶上？为什么？

（2）（20分）取轴Ox垂直于磁感强度，线框转角为?（如图所示），线框长边垂直于纸面，点A、B表示线框长边导线与纸面的交点，O点表示转轴与纸面的交点。

线框长边的线速度为

v??l22 ①

一根长边导线产生的电动势为匝导线框所产生的感应电动势为

?l22·Bsin?·l1，一

E1?l1l2?Bsin? ②

N匝线框产生的电动势应为

EN?NE1?Nl1l2?Bsin?t ③

磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N，则有

＋

EN??N?l1l2?KBsin?t ④

由EN?EN?可得

N??N ⑤ K匀

01（上海卷） 4 （3分）半径为a的圆形区域内有均

磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计

（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。

（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4 /Ω）T/s，求L1的功率。

22解：（1）ε1＝B2av＝0.2×0.8×5＝0.8V ① I1＝ε1/R＝0.8/2＝0.4A ②

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2

（2）ε2＝ΔФ/Δt＝0.5×πa×ΔB/Δt＝0.32V ③ P1＝(ε2/2)2/R＝1.28×102W ④

评分标准：全题13分．第（1小题6分，第（2）小题7分。其中 （1）正确得出①式得3分，得出②式得3分； （2）得出③式4分，得出④式得3分。 04（上海卷）5 ．（14分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通

过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s2） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？

（2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω；磁感应强度B为多大？ （3）由v—F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 5 ．（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。 （2）感应电动势??vBL ①

感应电流I??R ②

vB2L2安培力FM?IBL? ③

R由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用，匀速时合力为零。

vB2L2?f ④ F?R ?v?R(F?f) ⑤ 22BL 由图线可以得到直线的斜率k=2，?B?R?1（T） ⑥ kL2（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2（N） ⑦ 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦

04（天津卷）6 （22分）磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。

图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面

是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为?的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0，

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电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差?p维持恒定，求：

（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大； （2）磁流体发电机的电动势E的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。

6 ．（22分）（1）不存在磁场时，由力的平衡得F?ab?p

（2）设磁场存在时的气体流速为v，则磁流体发电机的电动势E?Bav

回路中的电流I?

BavRL??abl

B2a2v电流I受到的安培力F安?

?aRL?bl设F?为存在磁场时的摩擦阻力，依题意

F?v? Fv0存在磁场时，由力的平衡得ab?p?F安?F? 根据上述各式解得E?1?Bav0B2av0b?p(RL?

?abl)（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P?abv?p

由能量守恒定律得P?EI?F?v 故P?1?abv0?pB2av0b?p(RL?

?abl)05（春季）7 （22分）近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆，航天

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飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等。从1967年至1999年17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。

下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P，Q的质量分别为mP、mQ，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中Q距地面高为h。设缆索总保持指向地心，P的速度为vP。已知地球半径为R，地面的重力加速度为g。

（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP，求P、Q两端的电势差；

（2）设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流， 相应的电阻为R2，求缆索所受的安培力多大；

（3）求缆索对Q的拉力FQ。 7 （22分）

（1）缆索的电动势 E=Blvp

P、Q两点电势差 UPQ=Blvp，P点电势高 （2）缆索电流I?BlvPE ?R1?R2R1?R2B2l2vP 安培力FA?IlB?

R1?R2 （3）Q的速度设为vQ，Q受地球引力和缆索拉力FQ作用 GMmQ(R?h)2?FQ?mQ2vQR?h ①

P、Q角速度相等

vPR?h?l ② ?vQR?h 又g?GM ③ R22(R?h)vPgR2?] 联立①、②、③解得：FQ?mQ[22(R?h)(R?h?l)05（上海卷）8 ．(14分)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为尺的电阻．匀强磁场方向与导轨平面

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垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．求：

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻尺消耗的功率为8W，求该速度的大小； (3)在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向． (g=10rn／s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)

A B C 位置

2.0 12.0 0 速度(m/s)

0 4 10 时刻(s) 8 ．(14分)

(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：mgsinθ－μmgcosθ＝ma ① 由①式解得a＝10×(O.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2 ②

(2夕设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡

mgsinθ一μmgcos0一F＝0 ③

此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率：Fv＝P ④ 由③、④两式解得v?⑤

(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B I? ⑥ ⑦

P＝I2R

P8?m/s?10m/s F0.2?10?(0.6?0.25?0.8)

vBl R

由⑥、⑦两式解得B?PR8?2?T?0.4T vl10?1

⑧

磁场方向垂直导轨平面向上

05（上海卷）9 ．(10分)如图所示，带正电小球质量为m＝1×10-2kg，带电量为q＝l×10-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB ＝1.5m／s，此时小球的位移为S ＝0.15m．求此匀强电场场强E的取值范围．(g＝10m／s。)

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