高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题22 电磁感应综合问题.doc

2013高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题22 电磁感应综合问题1.（18分）（2013天津市五区调研）如图所示，相互平行的长直金属导轨mn、pq位于同一水平面上，导轨间距离为d=1m，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为b=0.5t，导轨上与导轨垂直放置质量均为m=0.5kg、电阻均为r=0.8相互平行的导体棒a、b，导体棒与导轨间动摩擦因数均为=0.2，重力加速度g=10m/s2，不计导轨及接触处的电阻，认为最大静摩擦等于滑动摩擦力。如果从t-0开始对导体棒a施加平行于导轨的外力f，使a做加速度为a0=3.2m/s2的匀加速运动，导体棒a、b之间距离最够大，a运动中始终未到b处。（1）求当导体棒a速度多大时，导体棒b会开始运动（2）在导体棒b开始运动之前，请推导外力f与时间t之间的关系式（3）若在导体棒b刚要开始运动时撤去外力f，此后导体棒b产生的焦耳热为q=0.12j,求撤去f后，导体棒a运动的最大距离 2（15分）（2013年5月江苏省名校质检）如图所示，ab和cd是足够长的平行光滑导轨，其间距为l，导轨平面与水平面的夹角为。整个装置处在磁感应强度为b，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，.ac端连有电阻值为r的电阻。若将一质量为m、电阻为r的金属棒ef垂直于导轨在距bd端s处由静止释放，在棒ef滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。今用大小为f，方向沿斜面向上的恒力把棒ef从bd位置由静止推至距bd端s处，突然撤去恒力f，棒ef最后又回到bd端。（导轨的电阻不计）（1）求棒ef下滑过程中的最大速度；（2）棒ef自bd端出发又回到bd端的整个过程中，电阻r上有多少电能转化成了内能?3（22分）（2013浙江省名校质检）相距l15 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m11 kg的金属棒ab和质量为m2027 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为075，两棒总电阻为18，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化的外力f作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。（1）求出磁感应强度b的大小和ab棒加速度大小；（2）已知在2 s内外力f做功40 j，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；（3）判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间t0，并在图（c）中定性画出cd棒所受摩擦力随时间变化的图象。4（18分）（2013甘肃省名校质检）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨mn、pq相距为l1m，导轨平面与水平面夹角30，导轨电阻不计。磁感应强度为b12t的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为l1m的金属棒ab垂直于mn、pq放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m12kg、电阻为r11。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d0.5m，定值电阻为r23，现闭合开关s并将金属棒由静止释放，取g=10m/s2，求：（1）金属棒下滑的最大速度为多大？（2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率p为多少？（3）当金属棒稳定匀速下滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场b23t，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为m23104kg、所带电荷量为q1104c的液滴以初速度v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？5【2013安徽省合肥市模拟】如图所示，固定的光滑金属导轨间距为l，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为r的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为b、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。求初始时刻通过电阻r的电流i的大小和方向；当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻r上产生的焦耳热q。6【2013河南郑州市模拟】如图所示，在平面内有一扇形金属框，其半径为，边与轴重合，边与轴重合，且为坐标原点，边与边的电阻不计，圆弧上单位长度的电阻为。金属杆mn长度为l，放在金属框上，mn与边紧邻。磁感应强度为b的匀强磁场与框架平面