【2021屆備考】2020全國(guó)名校物理試題分類解析匯編(11月第二期)L2-法拉第電磁感應(yīng)定律

L2法拉第電磁感應(yīng)定律、自感【【原創(chuàng)精品解析純word版】物理卷·2021屆云南省玉溪一中高三上學(xué)期期中考試（202211）】19．（9分）如圖所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直與導(dǎo)軌平面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。（1）調(diào)整Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過(guò)棒的電流I及棒的速率v。（2）轉(zhuǎn)變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過(guò)，求此時(shí)的Rx?！敬鸢浮俊緦W(xué)問(wèn)點(diǎn)】電磁感應(yīng)現(xiàn)象L2L3【答案解析】（1）（2）解析：（1）當(dāng)Rx=R棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，由平衡條件，安培力，解得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電流，解得（2）微粒水平射入金屬板間，能勻速通過(guò)，由平衡條件棒沿導(dǎo)軌勻速，由平衡條件，金屬板間電壓解得.【思路點(diǎn)撥】本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中有關(guān)感應(yīng)電流的計(jì)算，通過(guò)平衡條件求出金屬棒的速度.【【原創(chuàng)精品解析純word版】物理卷·2021屆云南省玉溪一中高三上學(xué)期期中考試（202211）】14.半徑為右端開(kāi)小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開(kāi)頭，桿的位置由確定，如圖所示,則（）A．=0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為B．=0時(shí)，桿受的安培力大小為C．時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為D．時(shí)，桿受的安培力大小為【答案】【學(xué)問(wèn)點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律安培力L2K1【答案解析】AD解析：A、θ=0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv=2Bav，故A正確

B、θ=0時(shí)，由于單位長(zhǎng)度電阻均為R0．所以電路中總電阻（2+π）aR0．

所以桿受的安培力大小F=BIL=，故B錯(cuò)誤C、θ=時(shí)，依據(jù)幾何關(guān)系得出此時(shí)導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度是a，所以桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bav，故C錯(cuò)誤

D、θ=時(shí)，電路中總電阻是（）aR0，所以桿受的安培力大小F′=BI′L′=，故D正確

故選AD．【思路點(diǎn)撥】依據(jù)幾何關(guān)系求出此時(shí)導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出電動(dòng)勢(shì)．留意總電阻的求解，進(jìn)一步求出電流值，即可算出安培力的大小．電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問(wèn)題，關(guān)鍵是弄清電源和外電路的構(gòu)造，然后依據(jù)電學(xué)學(xué)問(wèn)進(jìn)一步求解．【【原創(chuàng)純word版精品解析】物理卷·2021屆云南省玉溪一中高三上學(xué)期其次次月考（202210）】14．(15分)如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1＝1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝30°角，上端連接阻值R＝1．5Ω的電阻；質(zhì)量為m＝0．2kg、阻值r＝0．5Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2＝4m，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的狀況如圖乙所示。為保持ab棒靜止，在棒上施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F，g=10m/s2求：（1）當(dāng)t＝2s時(shí)，外力F1的大小；（2）當(dāng)t＝3s前的瞬間，外力F2的大小和方向；（3）請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫出前4s外力F隨時(shí)間變化的圖像（規(guī)定Ｆ方向沿斜面對(duì)上為正）；【答案】【學(xué)問(wèn)點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；閉合電路的歐姆定律；法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．J2L2L3【答案解析】（1）0；（2）0.5N，方向沿斜面對(duì)下；（3）如圖所示．解析：（1）當(dāng)t=2s時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

E=，

B2=1T，應(yīng)電流為：

I=；

依據(jù)楞次定律推斷可知，ab所受的安培力沿軌道向上；

ab棒保持靜止，受力平衡，設(shè)外力沿軌道向上，則由平衡條件有：

mgsin30°-B2IL1-F1=0

可解得：F1=mgsin30°-B2IL1=0.2×10×sin30°-1×1×1=0

（2）當(dāng)t=3s前的瞬間，由圖可知，B3=1.5T，設(shè)此時(shí)外力沿軌道向上，則依據(jù)平衡條件得：

F2+B3IL1-mg

sin30°=0

則得：F2=mgsin30°-B3IL1=0.2×10×sin30°-1.5×1×1=-0.5N，負(fù)號(hào)說(shuō)明外力沿斜面對(duì)下．

（3）規(guī)定F方向沿斜面對(duì)上為正，在0-3s內(nèi)，依據(jù)平衡條件有：

mgsin30°-BIL1-F=0而B(niǎo)=0.5t（T）

則得：F=mgsin30°-BIL1=0.2×10×sin30°-0.5T×1×1=1-0.5T（N）

當(dāng)t=0時(shí)刻，F(xiàn)=1N．在3-4s內(nèi)，B不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，ab不受安培力，則由平衡條件得：F=mgsin30°=0.2×10×sin30°N=1N

畫出前4s外力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．【思路點(diǎn)撥】（1）由圖知，0-3s時(shí)間內(nèi)，B均勻增大，回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求出感應(yīng)電流，由平衡條件求解t=2s時(shí)，外力F1的大?。?）與上題用同樣的方法求出外力F2的大小和方向．（3）由