2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題13電磁感應(yīng)綜合問題

1、專題13電磁感應(yīng)綜合問題名校試題匯編、選擇題1 .（多選）（2019湖北省武漢市調(diào)研）如圖甲所示，在足夠長的光滑的固定斜面上放置著金屬線框，垂直于斜面方向的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定垂直斜面向上為正方向）.t卜列說法正確的是（）=0時(shí)刻將線框由靜止釋放，在線框下滑的過程中,A.線框中產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流B.MN邊受到的安培力先減小后增大C.線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于其機(jī)械能的損失【答案】BC【解析】穿過線框的磁通量先向下減小，后向上增大，則根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢不變，感應(yīng)電

2、流不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小先減小后增大，根據(jù)F=BIL可知，MN邊受到的安培力先減小后增大，選項(xiàng)B正確；因線框平行的兩邊電流等大反向，則整個(gè)線框受到的安培力為零，則線框下滑的加速度不變，線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；因安培力對線框做功為零，斜面光滑，則線框的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2 .（多選）（2019福建省廈門市質(zhì)檢）如圖所示，在傾角為。的光滑固定斜面上，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直斜面向上，磁場的寬度為2L.一邊長為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場瞬間和剛越過MN穿出磁場瞬間速度剛好相等.從ab邊剛越過GH處開始計(jì)時(shí)，規(guī)定沿斜面向

3、上為安培力的正方向，則線框運(yùn)動(dòng)的速率v與線框所受安培力F隨時(shí)間變化的圖線中，可能正確的是（）【答案】AC根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可B212V=-,ab邊剛越過GH進(jìn)R【解析】根據(jù)楞次定律可得線框進(jìn)入磁場的過程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針;得感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv,感應(yīng)電流1=當(dāng)，所受的安培力大小為F=BILR入磁場瞬間和剛越過MN穿出磁場瞬間速度剛好相等，可能的運(yùn)動(dòng)情況有兩種，一是進(jìn)磁場時(shí)勻速,二是進(jìn)磁場時(shí)做完全進(jìn)入磁場后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，出磁場過程中，做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，完全進(jìn)入磁場后做勻加速運(yùn)動(dòng)，出磁場時(shí)做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),結(jié)合圖象知A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則

4、可得線框進(jìn)入磁場的過程中安培力方向沿斜面向上，為正，且F=BIL=*乂，線框完全進(jìn)入磁場后，線框所受安培力為零；出磁場的過程中安培力方向沿RC正確，D錯(cuò)誤.斜面向上，且出磁場時(shí)的安培力可能等于進(jìn)入磁場時(shí)的安培力，所以3.（2018全國卷H18）如圖，在同一水平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁3場區(qū)域，區(qū)域優(yōu)度均為i,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向父替向上向下.一邊長為2i的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動(dòng).線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是（）【解析】設(shè)線路中只有一邊切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為線框位移等效電路的連接電流0；J：1I=2i（順時(shí)針）l2I1I=0311

5、2I=2i（逆時(shí)針）羽91-212JZZLItiTI=0i.分析知，只有選項(xiàng)D符合要求.4.（多選）（2019湖北省黃岡市期末調(diào)研）如圖所示，在光滑水平面內(nèi)，虛線右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，一正方形金屬線框質(zhì)量為m,電阻為R,邊長為L,從虛線處進(jìn)入磁場時(shí)開始計(jì)時(shí)，在外力作用下，線框由靜止開始，以垂直于磁場邊界的恒定加速度a進(jìn)入磁場區(qū)域，ti時(shí)刻線框全部進(jìn)入磁場，規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向，外力大小為F,線框中電功率白瞬時(shí)值為P,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q,選項(xiàng)中Pt圖象和qt圖象均為拋物線，則這些量隨時(shí)間變化的圖象正確的是（）CD線框切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則有運(yùn)動(dòng)速度v=at,產(chǎn)

6、生感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流BLvBLat22,故A錯(cuò)誤；對線框受力分析，由牛頓第二定律得F-F安=ma,F安=3口=B包，解R得：F=ma+B-L-at,故B錯(cuò)誤；電功率P=i2R=tBLa4,P與t是二次函數(shù)，圖象為拋物線，故CRR12BL2at正確；由電荷量表達(dá)式，則有q=Q,q與t是二次函數(shù)，圖象為拋物線，故D正確.R5 .（多選）（2018廣西北海市一模）如圖甲所示，導(dǎo)體框架abcd放置于水平面內(nèi)，ab平行于cd,導(dǎo)體棒MN與兩導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置放置于垂直于框架平面的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，MN始終保持靜止.規(guī)定豎直向上為磁場正方向，

7、沿導(dǎo)體棒由M到N為感應(yīng)電流的正方向，水平向右為導(dǎo)體棒所受安培力F的正方向，水平向左為導(dǎo)體棒所受摩擦力Ff的正方向，下列圖象中正確的是（）【答案】BD【解析】由題圖乙可知，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢先為零，后恒定不變，感應(yīng)電流先為零，后恒定不變，回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故A錯(cuò)誤，B正確；在0詢時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN不受安培力;在3t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN所受安培力方向水平向右，由F=BIL可知，B均勻減小，MN所受安培力均勻減??；在t2t3時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN所受安培力方向水平向左，由F=BIL可知，B均勻增大,MN所受安培力均勻增大；根據(jù)平衡條件得到，棒MN受到的摩擦力大小Ff=F,二者方向相反，即在

8、0ti時(shí)間內(nèi)，沒有摩擦力，而在tit2時(shí)間內(nèi)，摩擦力方向向左，大小均勻減小，在t2t3時(shí)間內(nèi),摩擦力方向向右，大小均勻增大，故C錯(cuò)誤，D正確.6 .（多選）（2019安徽省黃山市質(zhì)檢）如圖甲所示，閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示正方向，順時(shí)針為線框中感應(yīng)電流的正方向，水平向右為安培力的正方向.規(guī)定垂直紙面向外為磁場的.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i）與ad邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象，下列選項(xiàng)中正確的是（【答案】BC【解析】由題圖乙可知，01s內(nèi)，B增大，增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，為正值，12s內(nèi)，

9、磁通量不變，無感應(yīng)電流，23s內(nèi)，B的方向垂直紙面向外，B減小，減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，為負(fù)值，34s內(nèi)，B的方向垂直紙面向里，B增大，增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，感應(yīng)電流為負(fù)值，A錯(cuò)誤，B正確；由左手定則可知，在01s內(nèi)，ad邊受到的安培力方向水平向右，是正值，12s內(nèi)無感應(yīng)電流，ad邊不受安培力，23s,安培力方向水平向左，是負(fù)值，34s,安培力方向水平向右，是正值.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢E=W=卓S,感應(yīng)電流I=E=S卓，由Bt圖象可知，在每一時(shí)間段內(nèi)，tRRAt臂的大小是定值，在各時(shí)間段內(nèi)I是定值，ad邊受到的安培力F=BIL,I、L不

10、變，B均勻變化，則安培力F均勻變化，不是定值，C正確，D錯(cuò)誤.7 .（多選）（2018安徽省安慶市二模）如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成。角，M、P兩端接一電阻R,整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.t=0時(shí)對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，金屬棒電阻為r,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).已知通過電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.下列關(guān)于棒的運(yùn)動(dòng)速度v、外力F、流過R的電荷量q以及閉合回路中磁通量的變化率-隨時(shí)間變化的圖象正確的是（）At【答案】AB【解析】根據(jù)題圖乙所示的It圖象可知I=kt,其中k為比例系數(shù)，由閉合電路歐姆

11、定律可得：I=RE7r=kt,可推出：E=kt(R+r),而E=,所以有：號=kt(R+r),普t圖象是一條過原點(diǎn)且斜率大于零的直線，故B正確；因E=Blv,所以v=k(.rt,vt圖象是一條過原點(diǎn)且斜率大于零Bl的直線，說明金屬棒做的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即v=at,故A正確；對金屬棒在沿導(dǎo)軌22方向有FBIl=ma,而I=R言，v=at,得到FnBat+ma,可見Ft圖象是一條斜率大于零且與縱軸正半軸有交點(diǎn)的直線，故的拋物線，故D錯(cuò)誤.C錯(cuò)誤；q=IAt=AR+r12B12atR+rt2,qt圖象是一條開口向上2(R+r)8 .(多選)如圖所示，豎直放置的1"”形光滑導(dǎo)軌

12、寬為L,矩形勻強(qiáng)磁場I、n的高和間距均為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場I和n時(shí)的速度相等.金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R,與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計(jì)，重力加速度為g.金屬桿(A.剛進(jìn)入磁場I時(shí)加速度方向豎直向下B.穿過磁場I的時(shí)間大于在兩磁場之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C.穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgd22D.釋放時(shí)距磁場I上邊界的高度h可能小于mg52BL【答案】BC在磁場n上邊緣速度大于從磁場I出來時(shí)大于從磁場I出來時(shí)的速度，金屬棒在磁【解析】穿過磁場I后，金屬桿在磁場之間做加速運(yùn)動(dòng),的速度，即進(jìn)入磁場I時(shí)的速度等于進(jìn)入磁場n時(shí)的速度，場I中做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，A錯(cuò)誤

13、；金屬棒在磁場I中做減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知BIL-mg=BLv-mg=ma,a隨著減速過程逐漸變小，即在前一段做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，在磁Rv-t圖象（可能圖象如圖所示）場之間做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)過程位移大小相等，由可以看出前一段用時(shí)多于后一段用時(shí)，B正確；由于進(jìn)入兩磁場時(shí)速度相等，由動(dòng)能定理知,W安1mg2d=0,W安i=2mgd.即通過磁場I產(chǎn)生的熱量為2mgd,故穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgd,C正確;設(shè)剛進(jìn)入磁場I時(shí)速度為v,則由機(jī)械能守恒定律知mgh=|mv2,進(jìn)入磁場時(shí)BILmg=Bvmg=ma,R由式得h=2.mfa+g2R2m2gR22B"L4g&

14、gt;2白449 .（多選）（2018廣西防城港市3月模擬）如圖所示，等邊閉合三角形線框，開始時(shí)底邊與勻強(qiáng)磁場的邊界平行且重合，磁場的寬度大于三角形的高度，線框由靜止釋放，穿過該磁場區(qū)域，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（）A.線框進(jìn)磁場過程中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向B.線框底邊剛進(jìn)入和剛穿出磁場時(shí)線圈的加速度大小可能相同C.線框出磁場的過程，可能做先減速后加速的直線運(yùn)動(dòng)D.線框進(jìn)出磁場過程，通過線框橫截面的電荷量不同【答案】BC【解析】線框進(jìn)入磁場過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；線框底邊剛進(jìn)入瞬間，速度為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，下落加速度為g,完全進(jìn)入磁場

15、后下落加速度為g,隨著下落速度的增大，出磁場時(shí)產(chǎn)生的安培力可能等于2mg,此時(shí)減速的加速度大小可能為g,故B正確；線框出磁場的過程，可能先減速，隨著速度減小，切割長度變短，線框受到的安培力減小，當(dāng)小于重力后線框做加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；線框進(jìn)、出磁場過程，磁通量變化相同，所以通過線框橫截面的電荷量相同，故D錯(cuò)誤.10.（2018陜西省咸陽市第二次模擬）如圖甲所示，匝數(shù)n=2的金屬線圈（電阻不計(jì)）圍成的面積為20cm2,線圈與R=2的電阻連接，置于豎直向上、均勻分布的磁場中，磁場與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,Bt關(guān)系如圖乙所示，規(guī)定感應(yīng)電流i從a經(jīng)過R到b的方向?yàn)檎较颍雎跃€圈的自感影響，則

16、下列it關(guān)系圖正確的是（）ABD【答案】D【解析】由題圖乙可知，02s內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，故02s內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，即電流為正方向；同理可知，25s內(nèi)電路中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，為負(fù)方向，由E=n當(dāng)可彳導(dǎo)E=nS卓，則知02s內(nèi)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為：E1=AtAt(1)0.1s內(nèi)導(dǎo)體棒MN所受的安培力大小；(2)t=0,5s時(shí)回路中的電動(dòng)勢和流過導(dǎo)體棒MN的電流方向；(3)0.5s時(shí)導(dǎo)體棒MN的加速度大小.【答案】(1)0.5N(2)0.4VN-M(3)7m/s2【解析】(1)&=0.1s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢Ei=T3d2L,Ii=E

17、10.1s內(nèi)安培力F1=boIiL,解得Fi=0.5N(2)因Fi=mgsin0,故導(dǎo)體棒在0.1s內(nèi)靜止，從第0.1s末開始加速，設(shè)加速度為a1，則：mgsin0=12ma1，1=2物用，V1=a1At,解得：用=0.4s,vi=2m/st=0.5s時(shí)，導(dǎo)體棒剛滑到n區(qū)域上邊界，此時(shí)B2=0.8切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢E2=B2Lvi=0.8Vt=0.5s時(shí)，因磁場變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢AB2相2c丁，后R/口L/C、，E3=a+d2L,人+=6T/s,斛仔E3=1.2Vt2At2t=0.5s時(shí)的總電動(dòng)勢E=E3-E2=0.4V導(dǎo)體棒電流方向：N-ME2設(shè)0.5s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度為a,有F+m

18、gsin0=ma,又I=R，F(xiàn)=B2IL,解得a=7m/s,方向沿斜面向下.2.(2018吉林省吉林市第二次調(diào)研)如圖甲所示，一邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合.在水平力F作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5s線框被拉出磁場.測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出的過程中，甲乙(1)求通過線框的電荷量及線框的總電阻；(2)分析線框運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并寫出水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J,那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦

19、耳熱是多少【答案】見解析【解析】(1)根據(jù)q=It,由It圖象得，q=1.25C又根據(jù)IRtRtR得R=4Q(2)由題圖乙可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：I=0.1tRlv由感應(yīng)電流InB,可得金屬線框的速度隨時(shí)間也是線性變化的,R線框做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a=0.2m/s2v=RI一BL=0.2t線框在外力F和安培力F安作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)F安=ma又F安=31得F=(0.2t+0.1)N;(3)5s時(shí)，線框從磁場中拉出時(shí)的速度v5=at=1m/s由能量守恒得：W=Q+2mv52線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q=W2mv52=1.67J3.(2018福建省南平市適應(yīng)性檢測)如圖所示，

20、一對平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.2m,左端接有阻值R=0.3泌電阻，右側(cè)平滑連接一對彎曲的光滑軌道.僅在水平導(dǎo)軌的整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1.0T.一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.1州金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平向右的恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒通過位移x=9m時(shí)離開磁場，在離開磁場前已達(dá)到最大速度.當(dāng)金屬棒離開磁場時(shí)撤去外力F,接著金屬棒沿彎曲軌道上升到最大高度h=0.8m處.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.1,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10m/s2求：(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)的

21、最大速率v;(2)金屬棒在磁場中速度為：時(shí)的加速度大??；(3)金屬棒在磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.【答案】見解析【解析】(1)金屬棒從出磁場到上升到彎曲軌道最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:Jmv2=mgh由得：v=2gh=4m/sI,根據(jù)平衡條件得(2)金屬棒在磁場中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)回路中的電流為F=BIL+科mgBLv小R+r聯(lián)立式得F=0.6N金屬棒速度為2時(shí)，設(shè)回路中的電流為I；根據(jù)牛頓第二定律得FBILmgmaI=I2(R+r)聯(lián)立得：a=1m/s2(3)設(shè)金屬棒在磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,根據(jù)功能關(guān)系：12,Fx=mgXmv+Q則電阻R上的焦耳熱Qr=R

22、QR+r聯(lián)立解得：Qr=1.5J.4.(2018山東省泰安市上學(xué)期期末)如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為9,上沿相連.兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度土勻?yàn)長、質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，兩定滑輪間的距離也為L.左斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上.已知斜面及兩根柔軟輕導(dǎo)線足夠長.回路總電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為叢重力加速度大小為g.使兩金屬棒水平，從靜止開始下滑.求：(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速度Vm的大??；(2)當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)的速度為半時(shí)

23、，其加速度大小是多少？【答案(1)mgR(sinB230s9)(2)6(sine_33se)【解析】(1)達(dá)到最大速度時(shí)，設(shè)兩導(dǎo)線中張力均為Ft,金屬棒cd受到的安培力為F對ab、cd,根據(jù)平衡條件得到：2mgsin0=2Ft+2mcos02Ft=mgsin0+mcos0+F而安培力F=BIL根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路歐姆定律：E=BLVm,I=ER出/口imgRfsin。一3cos。)整理得到：VmB2L24(2)當(dāng)金屬棒的速度為Vm時(shí)，設(shè)兩導(dǎo)線中張力均為F，金屬棒cd受到的安培力為F1，根據(jù)牛頓第二10定律：2mgsin。-2Ftl2mcos0=2ma2Ftimgsin0科mgos0

24、-F1=ma又Fi=BI1l,Ei=BLv2m,l=E1，聯(lián)立解得：a=g（sin03pcos仇5.（2018天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬）如圖所示，固定光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為依且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上.初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有沿導(dǎo)軌向上的初速度Vo.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行.求初始時(shí)刻通過電阻R的電流I的大小和方向;（2）當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)，速度

25、變?yōu)関,求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a.【答案】（1）旦"電流方向?yàn)閎-a（2）gsinABLVR+rmR+r【解析】（1）導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：Ei=BLvo根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過R的電流大小為：2島=署根據(jù)右手定則判斷得知：電流方向?yàn)閎-a（2）導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：E2=BLv根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流為:B212V導(dǎo)體棒受到的安培力大小為：時(shí)班=式7,萬向沿斜面向上.導(dǎo)體棒受力如圖所小:根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin。F=ma解得:a=gsin0B2L2vmR+r.0=37°角放置，在斜面上虛6.（2018廣東省惠井I市模擬）如圖所示

26、，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成線aa和bb與斜面底邊平行，在aa'、bb圍成的區(qū)域中有垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T;現(xiàn)有一質(zhì)量為m=10g、總電阻R=1邊長d=0.1m的正方形金屬線圈MNQP,讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端由靜止釋放，線圈剛好勻速穿過整個(gè)磁場區(qū)域.已知線圈與斜面間的11動(dòng)摩擦因數(shù)為尸0.5,(取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)求:(1)線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的速度大小；(2)線圈釋放時(shí)，PQ邊到bb的距離；(3)整個(gè)線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱【答案】(1)2m/s(2)1m(3)4M03J【解析】(1)對線

27、圈受力分析，根據(jù)平衡條件得：F安+mgos0=mgsin仇F安=89,I=-E,E=Bdv聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：v=2m/s(2)線圈進(jìn)入磁場前做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得:mgsin9-科mgos(=2m/s222線圈釋放時(shí),PQ邊到bbW距離L=2a=2m=1m；(3)由于線圈剛好勻速穿過磁場，則磁場寬度等于d=0.1m,Q=W安=5安2d代入數(shù)據(jù)解得：Q=4X103j.7.(2018四川省涼山州三模)如圖所示，光滑平行足夠長的金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌范圍內(nèi)存在磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下，導(dǎo)軌一端連接阻值為R的電阻.在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放一長度等于導(dǎo)軌間距L、質(zhì)量為m的

28、金屬棒，其電阻為r.金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好.金屬棒在水平向右的恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后開始勻速運(yùn)動(dòng)，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì).求：(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中電流大??；(2)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小以及在時(shí)間t內(nèi)通過回路的電荷量(3)若在時(shí)間t內(nèi)金屬棒移動(dòng)的位移為x,求電阻R上產(chǎn)生的熱量【答案】見解析【解析】(1)由安培力公式：F=BlmL,解得Im=D)BL(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：ImMBvT，解得：V=FL2r)通過回路的電荷量q=It由動(dòng)量定理得FtBILt=mv12解得：q=FrBL12(3)力F做功增加金屬棒的動(dòng)能和回路內(nèi)能，則Fx=Q+-mvQr=RR+r解得:

29、Qr=Fx-mF2*R+r22B4L4RR+r-8.(2018山東省青島市模擬)如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌由兩部分組成，左面部分水平，右面部分為半徑r=0.5m的豎直半圓，兩導(dǎo)軌間距離l=0.3m,導(dǎo)軌水平部分處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T的勻強(qiáng)磁場中，兩導(dǎo)軌電阻不計(jì).有兩根長度均為l的金屬棒ab、cd,均垂直導(dǎo)軌置于水平導(dǎo)軌上，金屬棒ab、cd的質(zhì)量分別為m1=0.2kg、m2=0.1kg,電阻分別為R1=0.1Q0=0.2則讓ab棒以V0=10m/s的初速度開始水平向右運(yùn)動(dòng)，cd棒進(jìn)入圓軌道后，恰好能通過軌道最高點(diǎn)PPcd棒進(jìn)入圓軌道前兩棒未相碰，重力加速度g=10m/s,求：(1

30、)ab棒開始向右運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的加速度a。；(2)cd棒剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)ab棒的速度大小V1；(3)cd棒進(jìn)入半圓軌道前ab棒克服安培力做的功W.【答案】(1)30m/s2(2)7.5m/s(3)4.375J【解析】(1)ab棒開始向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)回路中電流為I,有E=BlV0R1+R2BIl=m2a0解得：a0=30m/s2(2)設(shè)cd棒剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)的速度為V2,系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有m1V0=m1VI+m2V212-122m2V2=m2g2r+2m2Vp位于光滑絕緣水平桌面上，平行導(dǎo)軌MN和PQ相距為L.空間存在著足夠大的方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.另有質(zhì)量也為m的金屬棒CD,

31、垂直于MN放置在導(dǎo)軌上，并用一根與CD棒垂直的絕緣細(xì)線系在定點(diǎn)A.已知細(xì)線能承受的最大拉力為Ft0,CD棒接入導(dǎo)軌間的有效電阻為R.現(xiàn)從t=0時(shí)刻開始對U形框架施加水平向右的拉力，使其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng).,WXXXXXXKX九5xiXXXQXXXjDXXX(1)求從框架開始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線斷裂所需的時(shí)間to及細(xì)線斷裂時(shí)框架的瞬時(shí)速度vo大小;(2)若在細(xì)線斷裂時(shí)，立即撤去拉力，求此后過程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱FtoRFtoRmFT02R2【答案】(1)B2L2ab2L2(2)4B4L4Q.【解析】(1)細(xì)線斷裂時(shí),對棒有FT0=F安，F(xiàn)安=31,I=R,E=BLv0,v0=at0聯(lián)

32、立解得t0=1°RBLa細(xì)線斷裂時(shí)框架的速度vo=Ft0RBL(2)在細(xì)線斷裂時(shí)立即撤去拉力，框架向右減速運(yùn)動(dòng)，棒向右加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)二者最終速度大小均為v,設(shè)向右為正方向，由系統(tǒng)動(dòng)量守恒可得mv0=2mvQ=2mvo2.質(zhì)量分別為voFtoR得v=5=2BT撤去拉力后，系統(tǒng)總動(dòng)能的減少量等于回路消耗的電能，最終在回路中產(chǎn)生的總焦耳熱-2>2mv22c2聯(lián)立得Q=mFB40LR10.如圖所示，平行傾斜光滑導(dǎo)軌與足夠長的平行水平光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌電阻不計(jì)一1m和±m的金屬棒b和c靜止放在水平導(dǎo)軌上，b、c兩棒均與導(dǎo)軌垂直.圖中de虛線任右有氾圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)

33、磁場.質(zhì)量為m的絕緣棒a垂直于傾斜導(dǎo)軌由靜止釋放，釋放位置與水平導(dǎo)軌的高度差為h.已知絕緣棒a滑到水平導(dǎo)軌上與金屬棒b發(fā)生彈性正碰，金屬棒b進(jìn)入磁場后始終未與金屬棒c發(fā)生碰撞.重力加速度為g.求:(1)絕緣棒a與金屬棒b發(fā)生彈性正碰后分離時(shí)兩棒的速度大小;(2)金屬棒b進(jìn)入磁場后，其加速度為其最大加速度的一半時(shí)的速度大小;14(3)兩金屬棒b、c上最終產(chǎn)生的總焦耳熱【答案】(1)02gh(2)52gh:mgh63【解析】(1)設(shè)a棒滑到水平導(dǎo)軌時(shí)速度為vo,下滑過程中a棒機(jī)械能守恒2mvo2=mgha棒與b棒發(fā)生彈性碰撞由動(dòng)量守恒定律：mvo=mvi+mv2由機(jī)械能守恒定律：2mvo2=2mv

34、i2+1mv22解得v1=0,v2=v°=2gh(2)b棒剛進(jìn)磁場時(shí)的加速度最大.b、c兩棒組成的系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒.由動(dòng)量守恒定律：mv2=mv24取3'設(shè)b棒進(jìn)入磁場后某時(shí)刻，b棒的速度為vb,c棒的速度為vc,則b、c組成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BL(vb%)，由閉合電路歐姆定律得1=含，由安培力公式得F=BIL=ma,聯(lián)立得a=BL?R總mR總故當(dāng)b棒加速度為最大值的一半時(shí)有v2=2(v2'一v3)聯(lián)立得V2'=須(3)最終b、c以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng).由動(dòng)量守恒定律：mv2=(m+；)v由能量守恒定律：；mv22=2(m+m)v2+Q一一一1斛得Q=3mgh.11.(2018湖南省長沙四縣三月模擬)足夠長的平行金屬軌道M、N,相距L=0.5m,且水平放置；M、N左端與半徑R=0.4m的光滑豎直半圓軌道相連，與軌道始終垂直且接觸良好的金屬棒b和c可在軌道上無摩擦地滑動(dòng)，兩金屬棒的