高考物理大題突破電磁感應(yīng)

之勘阻及廣創(chuàng)作1、（2011上海(14分)電阻可忽視的圓滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)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(jué)強(qiáng)度BT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上。阻值r=Ω，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(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒發(fā)生的焦耳熱

Qr0.1J。(取g10m/s2)求：(1)金屬棒在此過(guò)程中戰(zhàn)勝安培力的功W安；(2)金屬棒下滑速度v2m/s時(shí)的加快度a．3)為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學(xué)解答以下由動(dòng)能定理W重-W安=1mvm2，。由此所2得結(jié)果能否正確？若正確，說(shuō)明原因并達(dá)成本小題；若不正確，給出正確的解答。2、(2011重慶第).（16分）有人設(shè)計(jì)了一種可測(cè)速的跑步機(jī)，測(cè)速原理如題23圖所示，該機(jī)底面固定有間距為L(zhǎng)、長(zhǎng)度為d的平行金屬電極。電極間充滿(mǎn)磁感覺(jué)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且接有電壓表和電阻R,絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細(xì)金屬條，磁場(chǎng)中一直僅有一根金屬條，且與電極接觸優(yōu)秀，不計(jì)金屬電阻，若橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)為U,求：（1）橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)的速率；（2）電阻R耗費(fèi)的電功率；（3）一根金屬條每次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)地區(qū)戰(zhàn)勝安培力做的功。3、（2010年江蘇）．（15分）以下圖，兩足夠長(zhǎng)的圓滑金屬導(dǎo)軌豎直擱置，相距為L(zhǎng)，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上鴻溝h處?kù)o止開(kāi)釋?zhuān)畬?dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流漸漸減小，最后穩(wěn)固為I．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀，且一直堅(jiān)持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．求：1）磁感覺(jué)強(qiáng)度的大小B；2）電流穩(wěn)固后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；（3）流以電流表電流的最大值Im．4、（

2010

福建）（

19）以下圖，兩條平行的圓滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為

的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連結(jié)一個(gè)定值電阻。導(dǎo)體棒

a和

b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并優(yōu)秀接觸。斜面上水平虛線

PQ以下地區(qū)內(nèi)，存在著垂直穿過(guò)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的

b棒恰巧靜止。當(dāng)

a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上鴻溝

PQ處時(shí)，撤去拉力，

a棒將持續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向選滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場(chǎng)鴻溝PQ處時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m，重力加快度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求（1）a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒中的電流強(qiáng)度I，與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比；2）a棒質(zhì)量ma;（3）a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力F。5、(2011四川).以下圖，間距l(xiāng)=的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2地區(qū)內(nèi)和傾角=37的斜面c1b1b2c2地區(qū)內(nèi)分別有磁感覺(jué)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上和B2、質(zhì)量m1=、長(zhǎng)為l的同樣導(dǎo)體桿K、S、Q分別擱置在導(dǎo)軌上，S桿的兩頭固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且一直接觸優(yōu)秀。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量2a=6m/s2的加快度沿繩下m=的小環(huán)。已知小環(huán)以滑，K桿堅(jiān)持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)。取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求1）小環(huán)所受摩擦力的大??；2）Q桿所受拉力的剎時(shí)功率。6、（北京理綜）（16分）平均導(dǎo)線制成的單匝正方形閉合線框abcd，每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，總質(zhì)量為m。將其置于磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處。如圖所示，線框由靜止起自由著落，線框平面堅(jiān)持在豎直平面內(nèi)，且cd邊一直與水平的磁場(chǎng)鴻溝面平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，（1）求線框中發(fā)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大??；（2）求cd兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大小；（3）若此時(shí)線框的加快度恰巧為零，求線框著落的高度h所應(yīng)知足的條件。7、（2007江蘇物理）（16分）以下圖，空間等間距散布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)地區(qū)足夠長(zhǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝1T，每一條形磁場(chǎng)地區(qū)的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)地區(qū)的間距均為d＝0.5m，現(xiàn)有一邊長(zhǎng)l＝0.2m、質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝0.1Ω的正方形線框MNOP以v0＝7m/s的初速?gòu)淖筮叴艌?chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求：⑴線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)遇到安培力的大小F；⑵線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直著落的過(guò)程中發(fā)生的焦耳熱Q；⑶線框能穿過(guò)的完好條形磁場(chǎng)地區(qū)的個(gè)數(shù)n。8、以下圖，平行導(dǎo)軌MN和PQ相距mT豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜部分是圓滑的，該處沒(méi)有磁場(chǎng)．導(dǎo)線a和b質(zhì)量均為kg，a、b相距足夠遠(yuǎn)，b放在水平導(dǎo)軌上．a(chǎn)從斜軌上高m處無(wú)初速開(kāi)釋?zhuān)螅海?）回路的最大感覺(jué)電流是多少？（2）假如導(dǎo)線與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.10，當(dāng)導(dǎo)線b的速率達(dá)到最大值時(shí)，導(dǎo)線a的加快度是多少？9、（2011海南第16題）.如圖，ab和cd是兩條豎直擱置的長(zhǎng)PBQaM直圓滑金屬導(dǎo)軌，MN和M'N'是兩根用細(xì)線連結(jié)的金屬桿，其質(zhì)

bN量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水沉靜止，并恰巧與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為l。整個(gè)裝置處在磁感覺(jué)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)軌電阻可忽視，重力加快度為g。在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，堅(jiān)持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌一直接觸優(yōu)秀。求（1）細(xì)線少斷后，隨意時(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。答案1、分析：（1）下滑過(guò)程中安培力的功即為在金屬棒和電阻上發(fā)生的焦耳熱，因?yàn)镽3r，所以QR3Qr0.3(J)∴W安=QQRQr0.4(J)（2）金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力F安=BILB2L2Rv由牛頓第二定律rmgsin30B2L2vma∴agsin30B2L2v1010.820.75223.2(m/s2)Rrm(Rr)20.2(1.50.5)(3)此解法正確。金屬棒下滑時(shí)重力和安培力作用，其運(yùn)動(dòng)知足B2L2mgsin30vmaRr上式注明，加快度隨速度增添而減小，棒作加快度減小的加快運(yùn)動(dòng)。不論最后能否達(dá)到勻速，當(dāng)棒抵達(dá)斜面底端時(shí)速度必定為最大。由動(dòng)能定理能夠獲得棒的末速度，因此上述解法正確。mgSsin30Q1mvm22∴vm2Q1.15120.42gSsin3021022.74(m/s)m0.22、分析：（1）設(shè)電動(dòng)勢(shì)為E，橡膠帶運(yùn)動(dòng)速率為v。由：EBLv，EU，得：vUBLU2（2）設(shè)電功率為P，PR（3）設(shè)電流強(qiáng)度為I，安培力為F，戰(zhàn)勝安培力做的功為W。IU，F(xiàn)BIL，WFd，得：WBLUdRRBIlmg①解得：B=mg②3、（1）電流穩(wěn)固后導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)Il2）感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)EBlv③感覺(jué)電流IE④RI2R由②③④解得vmg（3）由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大，設(shè)為vm機(jī)械能守恒1mvm2mgh感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBlvm2感覺(jué)電流的最大值ImEm解得：Immg2ghRIR4、（1）a棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，a棒、b棒及電阻R中放入電流分別為Ia、Ib、Ic，有IRRIbRb，IaIbIR，解得：Ia1。Ib2（2）因?yàn)閍棒在上方滑動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，因此a棒在磁場(chǎng)中向上滑動(dòng)的速度大小v1與在磁場(chǎng)中向下滑動(dòng)的速度大小v2相等，即v1v2v，設(shè)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為EBLv，當(dāng)a棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，IbE，BILmgsin，3Rbb22E，BIa'L向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a棒中的電流為Ia'，則Ia'magsin2R由以上各式聯(lián)立解得：ma3m。2（3）由題可知導(dǎo)體棒a沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受拉力FBIaLmgsin7mgsin。25、分析：（1）設(shè)小環(huán)遇到的摩擦力大小為Ff，由牛頓第二定律，有m2g－Ff=m2a①代入數(shù)據(jù)，得FfN②（2）設(shè)經(jīng)過(guò)K桿的電流為I1，K桿受力均衡，有Ff=B1I1l③設(shè)回路總電流為I,總電阻為R總，有I2I1④，R總=3R⑤2設(shè)Q桿下滑速度大小為v，發(fā)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為E，有IE⑥，EB2Lv⑦R總Fm1gsinB2IL.⑧，拉力的剎時(shí)功率為PFv⑨聯(lián)立以上方程獲得P2W6、7、8、9、分析：設(shè)某時(shí)刻MN和M'N'速度分別為v1、v2。（1）兩金屬桿所受的安培力大小同樣，方向相反，MN受安培力向