2014高考物理大题冲刺专题七 电磁感应综合题

本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。 高考物理大题冲刺 专题七 电磁感应综合题 1.（18分）（2014洛阳市二模）如图所示，水平放置的足够长的平行金属导轨MN、PQ的一端接有电阻R0，不计电阻的导体棒ab静置在导轨的左端MP处，并与MN垂直。以导轨PQ的左端为原点O，建立直角坐标系xOy，Ox轴沿PQ方向。每根导轨单位长度的电阻为r.垂直于导轨平面的非匀强磁场磁感应强度在y方向不变，在x方向上变化规律为：B=B0+kx，并且x≥0.现在导体棒中点施加一垂直于棒的水平拉力F，使导体棒由静止开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为a.设导体棒的质量为m，两导轨间距为L.不计导体棒与导轨间的摩擦，导体棒与导轨接触良好，不计其余部分的电阻。 请通过分析推导出水平拉力F的大小随横坐标x变化的关系式； 如果已知导体棒从x=0运动到x=x0的过程中，力F做的功为W，求此过程回路中产生的焦耳热Q； 若B0=0.1T，k=0.2T/m，R0=0.1Ω，r=0.1Ω/m，L=0.5m，a=4m/s2，求导体棒从x=0运动到x=1m的过程中，通过电阻R0的电荷量q.【来源：21·世纪·教育·网】 【名师解析】、 （1）设导体棒运动到坐标为x处的速度为v，由法拉第感应定律得产生的感应电动势为： ① 由闭合电路欧姆定律得回路中的电流为： ② 由于棒做匀加速度直线运动，所以有： ③ 此时棒受到的安培力：FA=IBL ④ 由牛顿第二定律得： ⑤ 由①②③④⑤联立解得： （2）设导体棒在x=x0处的动能为Ek ，则由动能定理得：Ek=max0 ⑥ 由能量守恒与转化定律得： W=Q+Ek ⑦ 将⑥式代⑦式解得： Q=W-max0 （3）由①②两式得：，⑧ 因为v=at，将题中所给的数值代入⑧式得 ： I=2t （A） ⑨ 可知回路中的电流与时间成正比，所以在0~t时间内，通过R0的电荷量为： （C） 由匀加速直线运动规律得： ， 当x=x0时，有： 2．（18分）（2014广东模拟）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I 。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： （1）磁感应强度的大小B； （2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v； （3）流经电流表电流的最大值。 【名师解析】、（18分） （1）电流稳定后，导体棒做匀速运动 （2分） 解得：B= （2分） （2）感应电动势 （2分） 感应电流 （2分） 由②③④解得： （2分） （3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm 机械能守恒 （2分） 感应电动势的最大值 （2分） 感应电流的最大值 （2分） 解得： （2分） 3.（14分）（2014东北三校联考）如图甲所示，足够长的光滑导轨倾角为300，间距L＝1 m，电阻不计，恒定的非匀强磁场方向垂直于斜面向下，电阻R＝1，导体棒ab质量m＝0. 25 kg，其电阻r＝1 ，垂直于导轨放置。现导体棒ab从磁场上边界由静止下滑，测得导体棒所到达位置的磁感应强度B与导体棒在该位置速度之间的关系如图乙所示。（g取l0m/s2） （1)求导体棒下滑2s时的速度和位移； (2）求导体棒下滑2s内回路中产生的焦耳热。 【名师解析】、 （1）由图象乙可知:棒下滑的任意状态有。。。。。。。2分 对棒下滑过程中某一状态由牛顿第二定律得：。。。。2分 以上两式代入数据可得物体的加速度a=4m/s2，。。。。。。。。。。。1分 可见导体棒在斜面上做a=4m/s2的匀加速度直线运动 时，棒的速度;。。。。。。。。。。。。。。。。。2分 棒的位移。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2分 （2）由能量守恒得：，。。。。。。。。。3分 代入数据解得：J。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2分 4．（18分 ... ...