高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題10 電磁感應(yīng)（含解析）
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專題10 電磁感應(yīng)?） A．在t0時(shí)刻導(dǎo)體棒ab中無(wú)感應(yīng)電流 B．在t0時(shí)刻導(dǎo)體棒ab所受安培力方向水平向左 C．在0～t0時(shí)間內(nèi)回路電流方向是acdba D．在0～t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ab始終靜止 【答案】C 【解析】 考點(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 【名師點(diǎn)睛】本題只要楞次定律的第二種表達(dá)掌握好了，本題可以直接利用楞次定律的“來(lái)拒去留”進(jìn)行判斷，要注意時(shí)安培力為0。 2.【貴州省遵義航天高級(jí)中學(xué)2017屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合】如圖甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R，導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好，整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?，MN始終保持靜止，則0～t2時(shí)間（ ） A．電容器C的電荷量大小始終沒(méi)變 B．電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電 C．MN所受安培力的大小始終沒(méi)變 D．MN所受安培力的方向先向右后向左 【答案】AD 【解析】 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律，左手定則 3.【河南省洛陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差，該電勢(shì)差可以反映磁感應(yīng)強(qiáng)度B的強(qiáng)弱，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．若元件的載流子是正離子，則C側(cè)面電勢(shì)高于D側(cè)面電勢(shì) B．若元件的載流子是自由電子，則D側(cè)面電勢(shì)高于C側(cè)面電勢(shì) C．在測(cè)地球北極上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平 D．在測(cè)地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平 【答案】ABC 【解析】 試題分析：若元件的載流子是正離子，由左手定則可知，正離子受到的洛倫茲力方向向C側(cè)面偏，則C側(cè)面的電勢(shì)高于D側(cè)面的電勢(shì)，故A正確；若元件的載流子是自由電子，由左手定則可知，電子受到的洛倫茲力方向向C側(cè)面偏，則D側(cè)面的電勢(shì)高于C側(cè)面的電勢(shì)，故B正確；在測(cè)定地球兩極上方地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，應(yīng)將元件的工作面保持水平，讓磁場(chǎng)垂直通過(guò)，故C正確；地球赤道上方的地磁場(chǎng)方向水平，在測(cè)地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直．故D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)：考查了霍爾效應(yīng) 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道霍爾效應(yīng)的原理，知道帶電粒子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，注意電子與正離子的電性不同，導(dǎo)致洛倫茲力方向不同． 4.【河南省洛陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈．工作過(guò)程中某段時(shí)間通電線圈中存在順時(shí)針?lè)较蚓鶆蛟龃蟮碾娏?，則（ ） A．無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B．無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流增大 C．有金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 D．有金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：自感現(xiàn)象 【名師點(diǎn)睛】當(dāng)左側(cè)線圈中通有不斷增大的順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，即通過(guò)右側(cè)線圈的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律結(jié)合右手螺旋定則判斷出右側(cè)線圈中感應(yīng)電流的方向，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電流的大小 5.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查理科綜合】）如圖（a)所示，半徑為r的帶缺口剛性金屬圓環(huán)固定在水平面內(nèi)，缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，與電阻R構(gòu)成閉合回路。若圓環(huán)內(nèi)加一垂直于紙面變化的磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖(b)所示。規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正，不計(jì)金屬圓環(huán)的電阻。以下說(shuō)法正確的是 A．0-1s內(nèi)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b B．1-2s內(nèi)，回路中的電流逐漸減小 C．2-3s內(nèi)，穿過(guò)金屬圓環(huán)的磁通量在減小 D．t=2s時(shí)，Uab＝ 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：考查了楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】注意磁通量變化量的方向，先判斷穿過(guò)線圈的磁通量的變化情況，然后后根據(jù)楞次定律判斷電流方向，此時(shí)線圈相當(dāng)于一個(gè)電源，一定要注意這個(gè)電源有沒(méi)有內(nèi)阻 6.【黑龍江省大慶中學(xué)2016屆高三上學(xué)期期末考試】）如圖所示，一U 形金屬導(dǎo)軌豎直倒置，相距為 L，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直．一阻值為R、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后速度減小，最終速度穩(wěn)定時(shí)離磁場(chǎng)上邊緣的距離為H.導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度剛穩(wěn)定的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．下列說(shuō)法正確的是 A. 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回路的最大電流為 B．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為 C．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力所做的功為mgH D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回路電流的功率為 【答案】AB 【解析】 設(shè)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v．則有：， 解得： 設(shè)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q． 根據(jù)能量守恒定律得：Q=mg（H+h）-mv2 可解得： 根據(jù)功能關(guān)系可知：導(dǎo)體棒克服安培力所做的功等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱，也為．故C錯(cuò)誤，B正確．導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電流為： 此時(shí)回路電流的功率為：． 由于導(dǎo)體棒先做減速運(yùn)動(dòng)，I減小，P減小，故D錯(cuò)誤．故選AB. 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】本題分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況是解題的基礎(chǔ)，熟練推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，正確分析功能關(guān)系，再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力等等電磁學(xué)常用的規(guī)律求解。 7.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】如圖所示，在邊長(zhǎng)為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也為a的單匝正方形導(dǎo)線框架EFGH正好與上述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，導(dǎo)線框的電阻為R．現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時(shí)間內(nèi)：( ) E F G H A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)镋→F→G→H→E B．平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于 C．平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于 D．通過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電荷量為 【答案】BD 【解析】 故選BD. 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律 【名師點(diǎn)睛】此題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律以及楞次定律的應(yīng)用；對(duì)于感應(yīng)電流方向的判斷要按照步驟解決．結(jié)合幾何關(guān)系能夠找出有效面積的變化。 8.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】如圖所示，一面積為S，電阻為R的N匝矩形線圈處于一個(gè)交變的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律為B=B0sinωt．下列說(shuō)法正確的是（ ） A．線框中會(huì)產(chǎn)生交變電流 B．在t=時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流達(dá)到最大值 C．從t=0到t=這一過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體橫截面積的電荷量為 D．若只增大變化磁場(chǎng)的頻率，則線框中感應(yīng)電流的頻率也將增加，但電流的有效值不變 【答案】AB 【解析】 考點(diǎn)：交流電；法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，學(xué)會(huì)如何求解橫截面積的電荷量，注意橫截面積的電荷量還與線圈的匝數(shù)有關(guān)，同時(shí)掌握最大值與頻率有關(guān)，以及有效值與最大值的關(guān)系。 9.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E（內(nèi)阻不可忽略），線圈L的電阻不計(jì)．以下判斷正確的是 A．閉合S穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E B．閉合S穩(wěn)定后，電容器的a極板帶負(fù)電 C．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，通過(guò)R1的電流方向向右 D．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，通過(guò)R2的電流方向向右 【答案】BC 【解析】 試題分析：閉合S穩(wěn)定后，L相當(dāng)于一段導(dǎo)線，被短路，所以C兩端的電壓等于兩端的電壓，故A錯(cuò)誤；由圖知b板帶正電，故B正確；斷開(kāi)S的瞬間，L相當(dāng)于電源，與組成回路，電流方向自左向右，故C正確；斷開(kāi)S的瞬間，中無(wú)電流通過(guò)；故D錯(cuò)誤； 考點(diǎn)：考查了電感電容對(duì)交流電的阻礙作用 【名師點(diǎn)睛】在分析此類型題目時(shí)，一定要注意線圈的特點(diǎn)，如果是理想線圈，則阻抗很大，類似與斷路，阻抗消失后，電阻為零，類似一條導(dǎo)線，另外需要注意在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，線圈和誰(shuí)串聯(lián)，則影響誰(shuí)，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈和誰(shuí)能組成閉合回路，則影響誰(shuí)， 10.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習(xí)理科綜合】著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：一塊水平放置的絕緣體圓盤可繞過(guò)其中心的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤的中部有一個(gè)線圈，圓盤的邊緣固定著一圈帶負(fù)電的金屬小球，如圖4所示。當(dāng)線圈接通直流電源后，線圈中的電流方向如圖中箭頭所示，圓盤會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。幾位同學(xué)對(duì)這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋和猜測(cè)，你認(rèn)為合理的是 圖4 線圈 帶電金屬小球 I A．接通電源后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，帶電小球受到洛倫茲力，從而導(dǎo)致圓盤沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看） B．接通電源后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，帶電小球受到洛倫茲力，從而導(dǎo)致圓盤沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看） C．接通電源的瞬間，線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電場(chǎng)，導(dǎo)致圓盤沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看） D．接通電源的瞬間，線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電場(chǎng)，導(dǎo)致圓盤沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看） 【答案】C 【解析】 考點(diǎn)：楞次定律；洛倫茲力 11.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習(xí)理科綜合】電動(dòng)自行車是一種應(yīng)用廣泛的交通工具，其速度控制是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)右把手實(shí)現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動(dòng)把手稱“霍爾轉(zhuǎn)把”，屬于傳感器非接觸控制。轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等，截面如圖5（甲）。開(kāi)啟電源時(shí)，在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓，形成電流，如圖5（乙）。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動(dòng)，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾器件能輸出控制車速的電壓，已知電壓與車速關(guān)系如圖5（丙）。以下關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”敘述正確的是 A．為提高控制的靈敏度，永久磁鐵的上、下端分別為N、S 極 B．按圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)車的右把手，車速將變快 C．圖乙中從霍爾器件的左右側(cè)面輸出控制車速的霍爾電壓 D．若霍爾器件的上下面之間所加電壓正負(fù)極性對(duì)調(diào)，將影響車速控制 【答案】B 【解析】 考點(diǎn)：霍爾效應(yīng) 二、非選擇題 1.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面成α角，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻．質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)給桿一沿導(dǎo)軌向下的初速度v0，桿向下運(yùn)動(dòng)至速度為零后，再沿導(dǎo)軌平面向上運(yùn)動(dòng)達(dá)最大速度v1，然后減速為零，再沿導(dǎo)軌平面向下運(yùn)動(dòng)，一直往復(fù)運(yùn)動(dòng)到靜止（金屬細(xì)桿的電阻為 r，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)）．試求： （1）細(xì)桿獲得初速度的瞬間，通過(guò)R的電流大??； （2）當(dāng)桿速度為v1時(shí)，離最初靜止位置的距離L1； （3）桿由v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q． 【答案】（1）（2）（3） 【解析】 考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】本題是導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑動(dòng)的類型，分析桿的狀態(tài)，確定其受力情況是關(guān)鍵．綜合性較強(qiáng)． 2.【福建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質(zhì)量檢查】如圖甲所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平成θ=30的長(zhǎng)直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1=R2=2Ω，導(dǎo)軌間距L=0.6m。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界M1P1、M2P2的距離d=0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s=0.1m處，有一根阻值r=2Ω的從屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨(dú)立勻速通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，取重力加速度g=10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求： (1)ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小v； (2)在t1=0.1s時(shí)刻和t2=0.25s時(shí)刻電阻R1的電功率之比； (3)電阻R2產(chǎn)生的總熱量Q總。 【答案】（1）1m/s（2）4:1（3）0.01 J 【解析】 由圖乙可知，t=0.2s后磁場(chǎng)保持不變，ab經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間 故在t2＝0.25 s時(shí)ab還在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)E2＝BLv=0.6V 此時(shí)R1與R2并聯(lián)，R總=3Ω，得R1兩端電壓U1′＝0.2V 電功率，故在t1＝0.1 s和t2＝0.25 s時(shí)刻電阻R1的電功率比值 (3)設(shè)ab的質(zhì)量為m，ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)ab的電流 ab受到的安培力FA＝BIL 又mgsinθ= BIL 解得m=0.024kg 在t=0～0.2s時(shí)間里，R2兩端的電壓U2=0.2V，產(chǎn)生的熱量 ab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，到M2P2處的速度為零，由功能關(guān)系可得在t=0.2s后，整個(gè)電路最終產(chǎn)生的熱量Q=mgdsinθ+mv2=0.036J 由電路關(guān)系可得R2產(chǎn)生的熱量Q2=Q=0.006J 故R2產(chǎn)生的總熱量Q總= Q1+ Q2=0.01 J 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律以及能量守恒定律等知識(shí)的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵要搞清電路的連接方式及能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，明確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)既與電路知識(shí)有關(guān)，又與電磁感應(yīng)有關(guān)． 3.【河南省洛陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）如圖甲所示，在水平面上固定寬為L(zhǎng)=1m、足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端接有R=0．5Ω的定值電阻，在垂直導(dǎo)軌且距導(dǎo)軌左端 d=2．5m處有阻值 r=0．5?、質(zhì)量 m=2kg 的光滑導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)．磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．第1s內(nèi)導(dǎo)體棒在拉力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．1s后，拉力F保持與第1s末相同，導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過(guò)程中，拉力F做功為W=11．25J．求： （1）第1s末感應(yīng)電流的大??； （2）第1s末拉力的大小及方向； （3）1s后導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱． 【答案】（1）2A（2）1．6N（3）2．5J 【解析】 （3）1s后導(dǎo)體棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)受力平衡速度達(dá)最大B=0．8T 則由電磁感應(yīng)定律：，最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：F=BIL代入數(shù)據(jù)得：I=2A， 代入數(shù)據(jù)得： 根據(jù)能量守恒定律： R 代入數(shù)據(jù)得：, 聯(lián)立解得： 考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】本題考查了切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以及感生產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，關(guān)鍵掌握產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的公式，結(jié)合閉合電路歐姆定律和共點(diǎn)力平衡以及能量守恒定律進(jìn)行求解． 4.【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹(shù)中學(xué)、高安中學(xué)等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】（8分）如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝0.5m，NQ兩端連接阻值R＝2.0Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝300。一質(zhì)量m=0.40kg，阻值r=1.0Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量M=0.80kg的重物相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0.3s內(nèi)通過(guò)的電量是0.3～0.6s內(nèi)通過(guò)電量的，=10m/s2，求： （1）0～0.3s內(nèi)棒通過(guò)的位移;?。?）金屬棒在0～0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。 【答案】（1）0.3m（2）1.05J 【解析】 （2）金屬棒在0～0.6s內(nèi)通過(guò)的總位移為，代入解得x=0.75m 根據(jù)能量守恒定律 = 代入解得Q=3.15J 由于金屬棒與電阻R串聯(lián)，電流相等，根據(jù)焦耳定律，得到它們產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，所以金屬棒在0～0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量 考點(diǎn)：能量守恒定律;法拉第電磁感應(yīng)定律 5.【湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第二次周測(cè)】如圖所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為30的斜面上，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，導(dǎo)軌下端接有電阻R，兩導(dǎo)軌間存在一方向垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，輕繩一端平行于斜面系在質(zhì)量為m的金屬棒上，另一端通過(guò)定滑輪豎直懸吊質(zhì)量為的小木塊。第一次經(jīng)金屬棒從PQ位置由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑，第二次去掉輕繩，讓金屬棒從PQ位置由靜止釋放。已知兩次下滑過(guò)程中金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，且在金屬棒下滑至底端MN前，都已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都忽略不計(jì)，已知，（h為PQ位置與MN位置的高度差）。求： （1）金屬棒兩次運(yùn)動(dòng)到MN時(shí)的速度大小之比； （2）金屬棒兩次運(yùn)動(dòng)到MN過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的熱量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 試題分析：（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件得： 第一種情況有：、 第二種情況有： 又由題 ．聯(lián)立以上三式得： 考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵是安培力的分析和計(jì)算，它是聯(lián)系力學(xué)與電磁感應(yīng)的橋梁。 6.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】如圖，絕緣光滑斜面傾角θ=370，在區(qū)域I內(nèi)有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，寬度均為d=0．4m，MN為兩磁場(chǎng)的分界線．質(zhì)量為0．06kg的矩形線框abcd，邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)=0．6m和d=0．4m，置于斜面上端某處，ab邊與磁場(chǎng)邊界、斜面底邊平行．由靜止釋放線框，線框沿斜面下滑，恰好勻速進(jìn)入?yún)^(qū)域I，已知線框的總電阻R=0．5Ω． （1）求ab邊在區(qū)域I內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框的速度v0的大??； （2）求當(dāng)ab邊剛進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)，線框的發(fā)熱功率P； （3）將ab邊進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)記為t=0時(shí)刻，為使線框此后能以大小為0．4m/s2方向沿斜面向上的加速度做勻變速運(yùn)動(dòng)，需在線框上施加一沿斜面方向的外力，求t=0時(shí)的外力F； （4）請(qǐng)定性畫出（3）的情景中，t=0之后外力F隨時(shí)間t變化的圖像． 【答案】（1）（2）（3）（4）如圖所示； 【解析】 （4）線框減速到零所需時(shí)間： 下行距離下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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