【2021届备考】2020全国名校物理试题分类解析汇编(11月第二期)L2-法拉第电磁感应定律

L2法拉第电磁感应定律、自感【【原创精品解析纯word版】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期期中考试（202211）】19．（9分）如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面对上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调整Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。（2）转变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。【答案】【学问点】电磁感应现象L2L3【答案解析】（1）（2）解析：（1）当Rx=R棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件，安培力，解得感应电动势，电流，解得（2）微粒水平射入金属板间，能匀速通过，由平衡条件棒沿导轨匀速，由平衡条件，金属板间电压解得.【思路点拨】本题考查了电磁感应现象中有关感应电流的计算，通过平衡条件求出金属棒的速度.【【原创精品解析纯word版】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期期中考试（202211）】14.半径为右端开小口的导体圆环和长为2的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开头，杆的位置由确定，如图所示,则（）A．=0时，杆产生的电动势为B．=0时，杆受的安培力大小为C．时，杆产生的电动势为D．时，杆受的安培力大小为【答案】【学问点】法拉第电磁感应定律安培力L2K1【答案解析】AD解析：A、θ=0时，杆产生的电动势E=BLv=2Bav，故A正确

B、θ=0时，由于单位长度电阻均为R0．所以电路中总电阻（2+π）aR0．

所以杆受的安培力大小F=BIL=，故B错误C、θ=时，依据几何关系得出此时导体棒的有效切割长度是a，所以杆产生的电动势为Bav，故C错误

D、θ=时，电路中总电阻是（）aR0，所以杆受的安培力大小F′=BI′L′=，故D正确

故选AD．【思路点拨】依据几何关系求出此时导体棒的有效切割长度，依据法拉第电磁感应定律求出电动势．留意总电阻的求解，进一步求出电流值，即可算出安培力的大小．电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后依据电学学问进一步求解．【【原创纯word版精品解析】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期其次次月考（202210）】14．(15分)如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1．5Ω的电阻；质量为m＝0．2kg、阻值r＝0．5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的状况如图乙所示。为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，g=10m/s2求：（1）当t＝2s时，外力F1的大小；（2）当t＝3s前的瞬间，外力F2的大小和方向；（3）请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图像（规定Ｆ方向沿斜面对上为正）；【答案】【学问点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．J2L2L3【答案解析】（1）0；（2）0.5N，方向沿斜面对下；（3）如图所示．解析：（1）当t=2s时，回路中产生的感应电动势为：

E=，

B2=1T，应电流为：

I=；

依据楞次定律推断可知，ab所受的安培力沿轨道向上；

ab棒保持静止，受力平衡，设外力沿轨道向上，则由平衡条件有：

mgsin30°-B2IL1-F1=0

可解得：F1=mgsin30°-B2IL1=0.2×10×sin30°-1×1×1=0

（2）当t=3s前的瞬间，由图可知，B3=1.5T，设此时外力沿轨道向上，则依据平衡条件得：

F2+B3IL1-mg

sin30°=0

则得：F2=mgsin30°-B3IL1=0.2×10×sin30°-1.5×1×1=-0.5N，负号说明外力沿斜面对下．

（3）规定F方向沿斜面对上为正，在0-3s内，依据平衡条件有：

mgsin30°-BIL1-F=0而B=0.5t（T）

则得：F=mgsin30°-BIL1=0.2×10×sin30°-0.5T×1×1=1-0.5T（N）

当t=0时刻，F=1N．在3-4s内，B不变，没有感应电流产生，ab不受安培力，则由平衡条件得：F=mgsin30°=0.2×10×sin30°N=1N

画出前4s外力F随时间变化的图象如图所示．【思路点拨】（1）由图知，0-3s时间内，B均匀增大，回路中产生恒定的感应电动势和感应电流，依据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出感应电流，由平衡条件求解t=2s时，外力F1的大小．（2）与上题用同样的方法求出外力F2的大小和方向．（3）由