【创新设计】（山东专用）高考物理二轮专题辅导训练 专题2 第6讲 热点二　功能观点在电磁感应问题中的应用（含解析）.doc

热点二功能观点在电磁感应问题中的应用5.图268(2014广东卷，15)如图268所示，上下开口、内壁光滑的铜管p和塑料管q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()a在p和q中都做自由落体运动 b在两个下落过程中的机械能都守恒 c在p中的下落时间比在q中的长 d落至底部时在p中的速度比在q中的大解析由于电磁感应，小磁块在铜管p中还受到向上的磁场力，而在塑料管中只受到重力，即只在q中做自由落体运动，机械能守恒，故a、b错误；而在p中加速度较小，下落时间较长，落至底部的速度较小，故c正确，d错误答案c6.图269如图269所示，竖直平面内有一足够长的宽度为l的金属导轨，质量为m的金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab与金属导轨接触良好，ab电阻为r，其他电阻不计导体棒ab由静止开始下落，过一段时间后闭合开关s，发现导体棒ab立刻做变速运动，则在以后导体棒ab的运动过程中，下列说法中正确的是()a导体棒ab做变速运动期间加速度一定减小b单位时间内克服安培力做的功全部转化为电能，电能又转化为内能c导体棒减少的机械能转化为闭合电路中的电能和电热之和，符合能的转化和守恒定律d导体棒ab最后做匀速运动时，速度大小为v解析导体棒由静止下落，在竖直向下的重力作用下做加速运动开关闭合时，由右手定则判定，导体中产生的电流方向为逆时针方向，再由左手定则，可判定导体棒受到的安培力方向向上，fbilbl，导体棒受到的重力和安培力的合力变小，加速度变小，物体做加速度越来越小的运动，a正确；最后合力为零，加速度为零，做匀速运动由fmg0得，blmg，v，d正确；导体棒克服安培力做功，减少的机械能转化为电能，由于电流的热效应，电能又转化为内能，b正确答案abd7(2014江苏卷，13)如图2610所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为b，方向与导轨平面垂直质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为r，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：图2610(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热q.解析(1)在绝缘涂层上运动时，受力平衡：则有mgsin mgcos 解得：tan (2)在光滑导轨上匀速运动时，导体棒产生的感应电动势为：eblv则电路中的感应电流i导体棒所受安培力f安bil且由平衡条件得f安mgsin 联立式，解得v(3)从开始下滑到滑至底端由能量守恒定律得：3mgdsin qqfmv2又由因摩擦产生的内能qfmgdcos 联立解得q2mgdsin 答案(1)tan (2)(3)2mgdsin 8(2014西安一模)图2611如图2611所示，两根正对的平行金属直轨道mn、mn位于同一水平面上，两轨道之间的距离l0.50 m轨道的m、m端之间接一阻值r0.40 的定值电阻，n、n端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道np、np平滑连接，两半圆轨道的半径均为r00.50 m直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度b0.64 t的匀强磁场中，磁场区域的宽度d0.80 m，且其右边界与nn重合现有一质量m0.20 kg、电阻r0.10 的导体杆ab静止在距磁场的左边界s2.0 m处在与杆垂直的水平恒力f2.0 n的作用下导体杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去f，结果导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点pp.已知导体杆在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆与直轨道之间的动摩擦因数0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g10 m/s2，求：(1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流的大小和方向；(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻r上的电荷量；(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热解析(1)设导体杆在f的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1，根据动能定理则有(fmg)smv，解得v16.0 m/s导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势eblv11.92 v此时通过导体杆上的电流大小i3.84 a根据右手定则可知，电流方向为由b向a.(2)设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值e平均，则由法拉第电磁感应定律有e平均/tbld/t通过电阻r的感应电流的平均值i平均e平均/(rr)通过电阻r的电荷量qi平均t0.512 c.(3)设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到半圆形轨道最高点的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有mgm对于导体杆从nn运动至pp的过程，根据机械能守恒定律有mvmvmg2r0联立解得v25.0 m/s导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能emvmv1.1 j此过程中电路中产生的焦耳热为qemgd0.94 j.答案(1)3.84 a由ba(2)0.512 c(3)0.94 j电磁感应中焦耳热的求法1电磁感应电路为纯电阻电路时产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即qw克安2若回路中电流恒定，