2019高考物理命題潛規(guī)則解密專項(xiàng)48電磁感應(yīng)與能量綜合

2019高考物理命題潛規(guī)則解密：專項(xiàng)48電磁感覺與能量綜合規(guī)那么考證：2018年山東理綜第20題、2018年上海物理第25題、2018年上海物理第33題、2017天津理綜物理第12題、2017上海物理第32題、2007年北京理綜第24題命題規(guī)律：電磁感覺與能量是高考考察的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考察電磁感覺與能量的試題可能為選擇題，也可能為計(jì)算題，計(jì)算題經(jīng)常以壓軸題出現(xiàn)，綜合性強(qiáng)、難度大、分值高、劃分度大。典例1.〔2018年山東理綜第20題〕如下列圖，相距為L的兩條足夠長的圓滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感覺強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時開始勻速運(yùn)動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸優(yōu)秀，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g，以下選項(xiàng)正確的選項(xiàng)是A、P=2mgsinθB、P=3mgsinθC、當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到v/2時加速度為1gsinθ2D、在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功典例2、〔2018年上海物理第25題〕正方形導(dǎo)體框處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直框平面，磁感覺強(qiáng)度隨時間均勻增加，變化率為k。導(dǎo)體框質(zhì)量為m、邊長為L，總電阻為R，在恒定外力F作用下由靜止開始運(yùn)動。導(dǎo)體框在磁場中的加速度大小為____________；導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為____________。典例3〔2018年上海物理第33題〕如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd放在圓滑的絕緣水平面上。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)軌接觸優(yōu)秀，PQbc組成矩形。棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱。導(dǎo)軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0。以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場水平向左，磁感覺強(qiáng)度大小均為B。在t=0時，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，加速度為a。1〕求回路中感覺電動勢及感覺電流隨時間變化的表達(dá)式；2〕經(jīng)過多長時間拉力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)軌戰(zhàn)勝摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動能的增加量。典例4〔2017天津理綜物理第12題〕如下列圖，兩根足夠長的圓滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其組成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩頭都與導(dǎo)軌始終有優(yōu)秀接觸，兩棒質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.01Ω，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感覺強(qiáng)度B=0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒cd恰巧可以保持靜止。取g=10m/s2，問：1〕通過棒cd的電流I是多大，方向怎樣？2〕棒ab受到的力F多大？3〕棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？典例5〔2017上海物理第32題〕電阻可忽略的圓滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感覺強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸優(yōu)秀，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求：金屬棒在此過程中戰(zhàn)勝安培力的功W安；金屬棒下滑速度v=2m/s時的加速度a、為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學(xué)解答如下：由動能定理W重-W安=1mvm2，。由此所得結(jié)果是否正確？假定正確，說明原因并達(dá)成本2小題；假定不正確，給出正確的解答。典例6〔2007年北京理綜第24題〕用密度為d、電阻率為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abba。如下列圖，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計(jì)?？烧J(rèn)為方框的aa邊和bb邊都處在磁極之間，極間磁感覺強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平〔不計(jì)空氣阻力〕。〔1〕求方框下落的最大速度vm〔設(shè)磁場地區(qū)在豎直方向足夠長〕；〔〕當(dāng)方框下落的加速度為時，求方框的發(fā)熱功率P；2g2〔3〕方框下落時間為t時，下落高度為h，其速度為vt〔vt<vm〕。假定在同一時間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達(dá)式。[點(diǎn)評]本題波及電磁感覺、歐姆定律、安培力、牛頓定律、功率、能量守恒定律等知識點(diǎn)，綜合性強(qiáng)?！?018模擬題精選訓(xùn)練題】1、〔2018年2月寧波八校聯(lián)考〕如下列圖，水平地面上方矩形地區(qū)內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個邊長不等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料，不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制〔Ⅰ為邊長短的細(xì)導(dǎo)線〕、兩線圈的下邊距磁場上界面高度相同，同由靜止開始自由下落，再進(jìn)入磁場，最后落到地面、運(yùn)動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界、設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為v1、v2，運(yùn)動時間分別為t1、t2在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2、不計(jì)空氣阻力，那么A.v1<v2，Q<Q，t1>tB.v1>v，Q<Q，t1<t2v112t2212C.v2，QQ，tD.vv，QQ，tt=1>21>1=21<21=222、〔2018年2月河北省衡水中學(xué)下學(xué)期一調(diào)考試〕如下列圖，水平面內(nèi)兩圓滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端與電阻R相連結(jié)，勻強(qiáng)磁場B豎直向下散布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀、今對金屬棒施加一個水平向右的外力F，使金屬棒從a位置開始向右做初速度為零的勻加速運(yùn)動，依次通過位置b和c。.假定導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，ab與bc的距離相等，對于金屬棒在運(yùn)動過程中的有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是()A、金屬棒通過b、c兩位置時，外力F的大小之比為1∶2B、金屬棒通過b、c兩位置時，電阻R的電功率之比為1∶2C、從a到b和從b到c的兩個過程中，通過金屬棒橫截面的電荷量之比為1∶1D、從a到b和從b到c的兩個過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量之比為∶11〔2018年2月濟(jì)南檢測〕如下列圖，水平放置的圓滑平行金屬導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab。導(dǎo)軌的一端連結(jié)電阻R，其余電阻均不計(jì)，磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動。那么A、隨著ab運(yùn)動速度的增大，其加速度也增大B、外力F對ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C、當(dāng)ab做勻速運(yùn)動時，外力F做功的功率等于電路中的電功率D、不論ab做何種運(yùn)動，它戰(zhàn)勝安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能4、〔2018江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)盟第一次聯(lián)考〕一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一圓滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成30°角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，如下列圖，磁場垂直斜面向上，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時的速度大小為v，那么金屬桿在滑行過程中()A、向上滑行的時間小于向下滑行的時間B、在向上滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量C、向上滑行時與向下滑行時通過電阻R的電荷量相等、金屬桿從開始上滑至返回出發(fā)點(diǎn)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為D1m(v02v2)25、(2018年3月山東德州一模)如下列圖，兩固定的豎直圓滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。絕緣輕繩一端固定，另一端系于導(dǎo)體棒a的中點(diǎn)，輕繩保持豎直。將導(dǎo)體棒b由邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方某一高度處靜止釋放。勻強(qiáng)磁場的寬度一定，方向與導(dǎo)軌平面垂直，兩導(dǎo)體棒電阻均為R且與導(dǎo)軌始終保持優(yōu)秀接觸。以下說法正確的選項(xiàng)是A、b進(jìn)入磁場后，a中的電流方向向左B、b進(jìn)入磁場后，輕繩對a的拉力增大C、b進(jìn)入磁場后，重力做功的瞬時功率可能增大D、b由靜止釋放到穿出磁場的過程中，a中產(chǎn)生的焦耳熱等于b減少的機(jī)械能6、〔2018年4月浦東新區(qū)質(zhì)量抽測〕如下列圖，傾斜的平行導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌上、下兩邊的電阻分別為R1＝Ω和R2＝Ω，金屬棒ab的電阻R3＝436Ω，其余電阻不計(jì)。那么金屬棒ab沿著粗拙的導(dǎo)軌加速下滑的過程中〔A〕安培力對金屬棒做功等于金屬棒機(jī)械能的減少量〔B〕重力和安培力對金屬棒做功之和大于金屬棒動能的增量〔C〕R1和R2發(fā)熱功率之比P1P2＝1:2:QQ＝〔〕R1、R2和R3產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1::2:1:6D237、〔2018年4月浙江紹興模擬〕兩根足夠長的平行圓滑導(dǎo)軌豎直固定放置，頂端接一電阻R，導(dǎo)軌所在平面與勻強(qiáng)磁場垂直。將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接，金屬棒和導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀，重力加速度為g，如下列圖。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，那么A、金屬棒在最低點(diǎn)的加速度小于gB、回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量C、當(dāng)彈簧彈力等于金屬棒的重力時，金屬棒下落速度最大D、金屬棒在以后運(yùn)動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時的高度8、(20分)(2018年四月天津武清區(qū)一模)2017年上海世博會某國家館內(nèi)，有一“發(fā)電”地板，利用游人走過此處，踐踏地板發(fā)電。其原因是地板下有一發(fā)電裝置，如圖l所示，裝置的主要構(gòu)造是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，緊固在與地板相連的塑料圓筒P上。磁場的磁感線沿半徑方向均勻散布，圖2為橫截面俯視圖。輕質(zhì)地板四角各連結(jié)有一個勁度系數(shù)為k的復(fù)位彈簧(圖中只畫出其中的兩個)。當(dāng)?shù)匕迳舷峦颠\(yùn)動時，便能發(fā)電。假定線圈所在位置磁感覺強(qiáng)度大小為B，線圈的總電阻為R0，現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電。為了便于研究，將某人走過時地板發(fā)生的位移一時間變化的規(guī)律簡化為圖3所示。(取地板初始位置x=0，豎直向下為位移的正方向，且彈簧始終處在彈性限度內(nèi)。)〔1〕取圖2中逆時針方向電流為正方向，請?jiān)趫D4所示坐標(biāo)系中畫出線圈中感覺電流i隨時間t變化的圖線，并注明相應(yīng)縱坐標(biāo)。要求寫出有關(guān)的計(jì)算和判斷過程。2〕t=t0/2時地板受到的壓力。3〕求人踐踏一次地板所做的功。9、〔18分〕〔2018廣東汕頭二?！橙缦铝袌D，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連結(jié)一個電阻、一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab

垂直放置在導(dǎo)軌上、在桿的右方距桿為

d處有一個勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感覺強(qiáng)度為B、對桿施加一個大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動，桿抵達(dá)磁場地區(qū)時速度為v，之后進(jìn)入磁場恰巧做勻速運(yùn)動、不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力、求：1〕導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小f、2〕桿ab中通過的電流及其方向、3〕導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R、10.(20分)〔2018年5月福建廈門模擬〕如下列圖，傾角為θ的足夠長的圓滑絕緣斜面上存在寬度均為L的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場地區(qū)，磁場的下邊界與電場的上邊界相距為3L，其中電場方向沿斜面向上，磁場方向垂直于斜面向下、磁感覺強(qiáng)度的大小為B。電荷量為q的帶正電小球〔視為質(zhì)點(diǎn)〕通過長度為L的絕緣輕桿與邊長為L、電阻為R的正方形單匝線框相連，組成總質(zhì)量為m的“”型裝置，置于斜面上，線框下邊與磁場的上邊界重合?，F(xiàn)將該裝置由靜止釋放，當(dāng)線框下邊剛走開磁場時恰巧做勻速運(yùn)動；當(dāng)小球運(yùn)動到電場的下邊界時恰巧返回。L=1m，B=0.8T，q=2.210-6C，R=0.1Ω，m=0.8kg，θ=53，sin53=0.8，g取10m/s2。求：⑴線框做勻速運(yùn)動時的速度大小；⑵電場強(qiáng)度的大小；⑶正方形單匝線框中產(chǎn)生的總焦耳熱.11〔2018內(nèi)蒙古包頭三模〕如圖甲,電阻不計(jì)的軌道MON與PRQ平行放置，ON及RQ與水平面的傾角°，MO及部分的勻強(qiáng)磁場豎直向下，ON及RQ=53PR部分的磁場平行軌道向下，磁場的磁感覺強(qiáng)度大小相同，兩根相同的導(dǎo)體棒ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并始終接觸優(yōu)秀。棒的質(zhì)量m，=1.0kgR=1.0，長度與導(dǎo)軌間距相同，L=1.0m，棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)=0.5，現(xiàn)對ab棒施加一個方向向右，鼎力隨乙圖規(guī)律變化的力F的作用，同時由靜止釋放cd棒，那么ab棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，g取10m/s2，求：(1)ab棒的加速度大小；磁感覺強(qiáng)度B的大??；假定在前2s內(nèi)外力做功W=30J，求這一過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱；求cd棒達(dá)到最大速度所需的時間.(20分〕〔2018年4月四川綿陽二?！橙缦铝袌D，兩根足夠長、電阻不計(jì)、間距為d的圓滑平行金屬導(dǎo)軌，其所在平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌平面內(nèi)的矩形地區(qū)abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感覺強(qiáng)度大小b方向垂直于斜面向上，ab與cd之間相距為L0金屬桿甲、乙的阻值相同，質(zhì)量均為m,甲桿在磁場地區(qū)的上邊界ab處，乙桿在甲桿上方與甲相距L處，甲、乙兩桿都與導(dǎo)軌垂直。靜止釋放兩桿的同時，在甲桿上施加一個垂直于桿平行于導(dǎo)軌的外力F，使甲桿在有磁場的矩形地區(qū)內(nèi)向下做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小甲走開磁場時撤去F，乙桿進(jìn)入磁場后恰巧做勻速運(yùn)動，然后走開磁場。求每根金屬桿的電阻R是多大？從釋放金屬桿開始計(jì)時，求外力F隨時間t的變化關(guān)系式？并說明F的方向。假定整個過程中，乙金屬桿共產(chǎn)生熱量Q，求外力F對甲金屬桿做的功W是多少?13、〔江蘇南通市2018屆高三第一學(xué)期期末〕如下列圖，兩平行圓滑的金屬導(dǎo)軌AD、CE相距L=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角α=30o，下端導(dǎo)軌電阻不計(jì)、PQGH范圍內(nèi)有方向垂直斜面向上、磁感覺強(qiáng)度場，磁場的寬度d=0.6m，邊界PQ、HG均與導(dǎo)軌垂直、電阻

A、C用導(dǎo)線相連，B=0.5T的勻強(qiáng)磁r=0.40Ω的金屬棒MN