版高考物理二轮复习专题检测二十三电磁感应中“三类模型问题”含解析

1、通用版版高考物理二轮复习专题检测二十三电磁感觉中的“三类模型问题”含解析通用版版高考物理二轮复习专题检测二十三电磁感觉中的“三类模型问题”含解析PAGE通用版版高考物理二轮复习专题检测二十三电磁感觉中的“三类模型问题”含解析电磁感觉中的“三类模型问题”1(2018漳州八校模拟)以以下列图，MN、PQ为间距L0.5m的足够长平行导轨，NQMN。导轨平面与水平面间的夹角37，NQ间连接有一个R5的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感觉强度为B01T。将一质量为m0.05kg的金属棒紧靠NQ放置在导轨ab处，且与导轨接触优异，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过

2、程中向来与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到牢固速度，cd距离NQ为s2m(g10m/s2，sin370.6，cos370.8)。则：(1)当金属棒滑行至cd处时，回路中的电流是多大？(2)金属棒达到的牢固速度是多大？(3)金属棒从开始运动到滑行至cd处过程中，回路中产生的焦耳热是多少？解析：(1)金属棒达到牢固速度时，沿导轨方向受力平衡mgsinFfFA其中FAB0ILFfFNmgcos解得I0.2A。(2)由欧姆定律得Ieqf(E,R)由电磁感觉定律得EB0Lv解得v2m/s。(3)金属棒从开始运动到滑行至cd处过程中，由能量守恒定律得mgsin

3、seqf(1,2)mv2Qmgcoss解得Q0.1J。答案：(1)0.2A(2)2m/s(3)0.1J2.以以下列图，足够长的粗糙斜面与水平面成37角放置，斜面上的虚线aa和bb与斜面底边平行，且间距为d0.1m，在aa、bb围成的地域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感觉强度为B1T；现有一质量为m10g，总电阻为R1，边长也为d0.1m的正方形金属线圈MNPQ，其初始地址PQ边与aa重合，现让线圈以必然初速度沿斜面向上运动，当线圈从最高点返回到磁场所区时，线圈恰好做匀速直线运动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，不计其他阻力(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)。求：

4、(1)线圈向下返回到磁场所区时的速度；(2)线圈向上圆满走开磁场所区时的动能；(3)线圈向下经过磁场所区过程中，线圈中产生的焦耳热。解析：(1)线圈向下进入磁场时，有mgsinmgcosF安，其中F安BId，Ieqf(E,R)，EBdv解得v2m/s。(2)设线圈到达最高点MN边与bb的距离为x，则v22ax，mgsinmgcosma依照动能定理有mgcos2xEkEk1，其中Ekeqf(1,2)mv2解得Ek10.1J。(3)线圈向下匀速经过磁场所区过程中，有mgsin2dmgcos2dQ解得：Q0.004J。答案：(1)2m/s(2)0.1J(3)0.004J3如图甲所示，电阻不计、间距为

5、l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左侧，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触优异，并可在导轨上无摩擦搬动。现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时辰开始，磁感觉强度B随时间t按图乙所示的方式变化。(1)求在0t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(2)求在t02t0时间内导体棒ef产生的热量；(3)1.5t0时辰杆对导体棒ef的作用力的大小和方向。解析：(1)在0t0时间内，磁感觉强度的变化率eqf(B,t)eqf(B0,t0)产生

6、感觉电动势的大小E1eqf(,t)eqf(B,t)Seqf(B,t)ldeqf(B0ld,t0)流过导体棒ef的电流大小I1eqf(E1,2R)eqf(B0ld,2Rt0)由楞次定律可判断电流方向为ef。(2)在t02t0时间内，磁感觉强度的变化率eqf(B,t)eqf(2B0,t0)产生感觉电动势的大小E2eqf(,t)eqf(B,t)Seqf(B,t)ldeqf(2B0ld,t0)流过导体棒ef的电流大小I2eqf(E2,2R)eqf(B0ld,Rt0)导体棒ef产生的热量QI22Rt0eqf(B02l2d2,Rt0)。(3)1.5t0时辰，磁感觉强度BB0导体棒ef受安培力：FB0I2l

7、eqf(B02l2d,Rt0)方向水平向左依照导体棒ef受力平衡可知杆对导体棒的作用力为FFeqf(B02l2d,Rt0)，负号表示方向水平向右。答案：(1)eqf(B0ld,2Rt0)，方向为ef(2)eqf(B02l2d2,Rt0)(3)eqf(B02l2d,Rt0)，方向水平向右4(2019届高三邯郸质检)如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L1m，导轨平面与水平面的夹角37，下端连接阻值R1的电阻；质量m1kg、阻值r1的匀质金属棒cd放在两导轨上，到导轨最下端的距离L11m，棒与导轨垂直并保持优异接触，与导轨间的动摩擦因数0.9。整个装置处于与导轨平面垂直(斜向上为正)

8、的匀强磁场中，磁感觉强度随时间变化的情况如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，01.0s内，金属棒cd保持静止，sin370.6，cos370.8，取g10m/s2。(1)求01.0s内经过金属棒cd的电荷量；(2)求t1.1s时辰，金属棒cd所受摩擦力的大小和方向；(3)1.2s后，对金属棒cd施加一沿斜面向上的拉力F，使金属棒cd沿斜面向上做加速度大小a2m/s2的匀加速运动，请写出拉力F随时间t(从施加F时开始计时)变化的关系式。解析：(1)在01.0s内，金属棒cd上产生的感觉电动势为：Eeqf(SB,t)，其中SL1L1m2由闭合电路的欧姆定律有：Ieqf(E,Rr)由于01.0s

9、内回路中的电流恒定，故该段时间经过金属棒cd的电荷量为：qIt，其中t1s解得：q1C。(2)假设01.1s内金属棒cd保持静止，则在01.1s内回路中的电流不变，t1.1s时，金属棒cd所受的安培力大小为：F|B1IL|0.2N，方向沿导轨向下导轨对金属棒cd的最大静摩擦力为：Ffmgcos7.2N由于mgsinF6.2NFf，可知假设成立，金属棒cd仍保持静止，故所求摩擦力大小为6.2N，方向沿导轨向上。(3)1.2s后，金属棒cd上产生的感觉电动势大小为：E|B2Lv|，其中vat金属棒cd所受安培力的大小为：F安|B2I2L|，其中I2eqf(E,Rr)由牛顿第二定律有：Fmgsinm

10、gcosF安ma解得：F15.20.16t(N)。答案：(1)1C(2)6.2N，方向沿导轨向上(3)F15.20.16t(N)5(2018厦门质检)以以下列图，PQ和MN是固定于倾角为30斜面内的平行圆滑金属轨道，轨道足够长，其电阻忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，向来与轨道垂直且接触优异。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R，两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感觉强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g。(1)试推导

11、论证：金属棒cd战胜安培力做功的功率P安等于电路获得的电功率P电；(2)设金属棒cd做匀速运动中的某时辰为0时辰，恒力大小变为F1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时辰金属棒ab开始做匀速运动。求：t时辰今后金属棒ab的热功率Pab；0t时间内经过金属棒ab的电荷量q。解析：(1)设金属棒cd做匀速运动的速度为v，有EBLvIeqf(E,2R)F安IBL金属棒cd战胜安培力做功的功率P安F安v电路获得的电功率P电eqf(E2,2R)解得P安eqf(B2L2v2,2R)，P电eqf(B2L2v2,2R)所以P安P电。(2)金属棒ab做匀速运动，则有I1BL2mgsin30金属棒ab的热功率PabI12R解得Pabeqf(m2g2R,B2L2)。0时辰前Fmgsin30F安F安BILIeqf(BLv,2R)解得veqf(3mgR,B2L2)设t时辰今后金属棒ab做匀速运动的速度为v1，金属棒cd做匀速运动的速度为v2，因F1.5mg(2mm)gsin30，则由金属棒ab、cd组成的系统动量守恒，得mv2mv1mv2回路电流I1eqf(BLv2v1,2R)eq