電磁感應(yīng)經(jīng)典高考題綜合

1、高考電磁感應(yīng)經(jīng)典試題(精選)專題訓(xùn)練1 .(2013全國(guó)新課標(biāo)理綜1第25題)如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為0,間距為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為Co導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系;(2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。2 .(2012上海物理)如圖，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的

2、絕緣水平面上。一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為(1,棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱。導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L(zhǎng),開始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R,右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為Ro。以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為區(qū)在t=0時(shí)，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a。(1)求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(2)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間拉力F達(dá)到最大值，拉力F的最大值為多少？(3)某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W,求導(dǎo)軌

3、動(dòng)能的增加量。tJt%/_ii3.(22分)(2012浙江理綜)為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種閃爍”裝置。如圖所示，自行車后輪由半徑。=5.0M0-2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬外圈和絕緣幅條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T、方向垂直紙面向外的扇形”勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其內(nèi)半徑為ri、外半徑為2、張角0=”6。后輪以角速度co=2<ad/s相對(duì)于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若不計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。(1)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入扇形”磁場(chǎng)時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E,并指出ab上的電

4、流方向；(2)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入扇形”磁場(chǎng)時(shí)，畫出閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進(jìn)入扇形”磁場(chǎng)時(shí)開始，經(jīng)計(jì)算畫出輪子一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的Uab-t圖象；(4)若選擇的是1.5V、0.3A”的小燈泡，該閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑2、角速度3和張角。等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)給出你的評(píng)價(jià)。4. (2011海南物理)如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和M'N'是兩根用細(xì)線連接-的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接

5、觸；.兩桿的總電阻為R,導(dǎo)軌間距為l。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為L(zhǎng)g。在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒一斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好。求X X X XX b X X d X(1)細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比;(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度。5. (2008天津理綜)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具.它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R,金屬木S置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為l平行于y軸，寬度為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示.列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在

6、垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為九最大值為Bo,如圖2所示，金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度V0沿Ox方向勻速平移.設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MM、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力.列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為v(vvvo).簡(jiǎn)要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力，寫出MM、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及入與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系計(jì)算在滿足第問的條件下列車速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小.圖2 圖16. (2007上海物理)如圖(a)所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)

7、、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo開始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度vi勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。(1)求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2；(2)為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過多大?(3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大?(4)若t=0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒

8、也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其v-t關(guān)系如圖(b)所示，已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棋睥瞬時(shí)速度大小為vt,求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。7. （2003廣東物理，18）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為0=0.10Q/m,導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt,比例系數(shù)k=0.020T/s。一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦低滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t=6.

9、0s時(shí)金屬桿所受的安培力。-P,Iq8. （2003天津理綜）兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。連兩質(zhì)量均為m=0.10kg的平行金屬桿甲，乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=0.50Q,在t=0時(shí)刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金2屬桿在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。經(jīng)過t=5.0s,金屬桿甲的加速度為a=1.37m/s,問此時(shí)兩金屬桿的速度各為多少？甲乙F9.2014北京卷(20分)導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)可

10、以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來認(rèn)識(shí).如圖所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬直導(dǎo)線MN在與其垂直的水平恒力F作用下，在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，速度v與恒力F方向相同；導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路.已知導(dǎo)線MN電阻為R,其長(zhǎng)度L恰好等于平行軌道間距，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻.(1)通過公式推導(dǎo)驗(yàn)證：在母時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)對(duì)導(dǎo)線MN所做白功W等于電路獲得的電能W電，也等于導(dǎo)線MN中產(chǎn)生的熱量Q;(2)若導(dǎo)線MN的質(zhì)量m=8.0g、長(zhǎng)度L=0.10m,感應(yīng)電流I=1.0A,假設(shè)一個(gè)原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子，計(jì)算導(dǎo)線MN中電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向定向移動(dòng)的平均速率ve(

11、下表中列出一些你可能會(huì)用到的數(shù)據(jù))；阿伏伽德羅常數(shù) Na6.0 X1023 mol-17U電荷e1.6X10 19 C導(dǎo)線MN的摩爾質(zhì)量26.0X10 kg/mol棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力(3)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子和金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞.展開你想象的翅膀，給出一個(gè)合理的自由電子的運(yùn)動(dòng)模型；在此基礎(chǔ)上，求出導(dǎo)線MN中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向的平均作用力f的表達(dá)式.10.12015廣東35-】(18分)如圖17(a)所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4m,導(dǎo)軌右端接有阻值R=1的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸

12、良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng),從0時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖17(b)所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后剛F,以及棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式。11.2016全國(guó)卷出如圖1-所示，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)，其左端接阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bi隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Bi=kt,式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻

13、強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里.某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，在t。時(shí)刻恰好以速度V。越過MN,此后向右做勻速運(yùn)動(dòng).金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不M金屬棒、：x x k x x：X X x K X N計(jì).求：(1)在t=。到t=t。時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對(duì)值；(2)在時(shí)刻t(t>t。)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小.12.(。8上海卷)(14分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬球，在M、N處與相距為2r、電阻不

14、計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2,已知R=12R,R=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，高平行軌道中夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為V1,下落到MN處的速度大小為V2。(1)求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大小。(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。(3)若將磁場(chǎng)II的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)速度大小

15、為V3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a,求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。20.3.(12分)兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路，如圖所示.兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m,電阻皆為R,回路中其余部分的電阻可不計(jì).在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行.開始時(shí)，棒cd靜止,棒ab有指向棒cd的初速度v0(見圖).若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：(1)在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？(2)當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?時(shí)，cd棒的加速度是4多少?14.07

16、廣東卷(17分)如圖15(a)所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B。，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B(t),如圖15(b)所示，兩磁場(chǎng)方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t?；綀A弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為go問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？求。到時(shí)間t。內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。探討在金屬棒滑

17、到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)Bo的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向。15.04（春季）.（18分）如圖，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是一段長(zhǎng)為1、電阻為R，1、一的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不甘，ac長(zhǎng)度為-o磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里。現(xiàn)有一1R段長(zhǎng)度為一、電阻為一的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開始時(shí)緊靠ac,然后沿ac方向以恒定速度v向22b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過的距離為L(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何?316.06（江蘇卷）（17分）如圖所示，頂角。=45°,的金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直

18、、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)的a和b,導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角。處，求：（1）t時(shí)刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。（2）導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力F的表達(dá)式。（3）導(dǎo)體棒在0t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。（4）若在to時(shí)刻將外力F撤去，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo)x。17. 04（全國(guó)卷）（18分）圖中a1bcd1和a2b2c2d2為在同一豎直面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里。導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為1i；cd1段與c2d2段也是豎直的，距離為卜。xy與X2y2為兩根用不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m1和m2,它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。F為作用于金屬桿x»1上的豎直向上的恒力。已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率。a2y1b2C2y2d2Fa1xix2d118.07江蘇16分）如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=