高三物理（第03期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專(zhuān)題10 電磁感應(yīng)（含解析）

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專(zhuān)題10 電磁感應(yīng) 一、選擇題 1．【2017安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v＝2 m/s向右勻速滑動(dòng)，兩導(dǎo)軌間距離l＝1.0 m，電阻R＝3.0 Ω，金屬桿的電阻r＝1.0 Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是 A．通過(guò)R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到d B．金屬桿PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為2.0 V C．金屬桿PQ受到的安培力大小為0.5 N D．外力F做功的數(shù)值等于電路產(chǎn)生的焦耳熱 【答案】ABC 考點(diǎn)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、歐姆定律、安培力 【名師點(diǎn)睛】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和安培力公式等的綜合應(yīng)用，該題中要明確功與能的關(guān)系，知道外力F克服摩擦力和安培力做功，外力F做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱和導(dǎo)軌與金屬桿之間的摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能的和。本題的解題思路是導(dǎo)體PQ垂直切割磁感線，由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，由E=BLv求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，由公式F=BIL求PQ所受的安培力；外力F克服摩擦力和安培力做功。 2.【2017黑龍江省大慶市高三上學(xué)期第一次質(zhì)量檢測(cè)】如圖甲為磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎?。在磁?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示。令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)上很小一段導(dǎo)體受到的安培力。下列說(shuō)法不正確的是 A．I1沿逆時(shí)針?lè)较?，I2沿順時(shí)針?lè)较? B．I2沿順時(shí)針?lè)较?，I3沿順時(shí)針?lè)较? C．F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心 D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心 【答案】C 考點(diǎn)：楞次定律；左手定則 【名師點(diǎn)睛】本題考查了判斷感應(yīng)電流方向與安培力方向，應(yīng)用楞次定律與左手定則即可正確解題；要熟練掌握楞次定律與左手定則；要掌握應(yīng)用楞次定律解題的步驟。 3.【2017吉林省長(zhǎng)春市高三質(zhì)量檢測(cè)】磁流體發(fā)電機(jī),又叫等離子體發(fā)電機(jī),圖中的燃燒室在3000K的高溫下將氣體全部電離為電子和正離子,即高溫等離子體.高溫等離子體經(jīng)噴管提速后以1000m/s進(jìn)人矩形發(fā)電通道.發(fā)電通道有垂直于噴射速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6T.等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn),在兩極間形成電勢(shì)差.已知發(fā)電通道長(zhǎng)a=50cm,寬b=20cm,高d=20cm,等離子體的電阻率ρ=2Ωm.則以下判斷中正確的是() A發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為1200V B因正離子帶電量未知，故發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)不能確定 C當(dāng)外接電阻為8Ω時(shí),發(fā)電機(jī)的效率最高 D當(dāng)外接電阻為4Ω時(shí),發(fā)電機(jī)輸出功率最大 【答案】AD 【解析】由等離子體所受的電場(chǎng)力和洛侖茲力平衡得：，則得發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為E＝Ｕ＝Bdv＝1200Ｖ，選項(xiàng)A正確；發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)與高速等離子體的電荷量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻為；發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為，可知外電阻R越大，效率越高，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電源的內(nèi)外電阻相等時(shí)輸出功率最大，此時(shí)外電阻為R＝r＝4Ω，故選項(xiàng)D正確；故選AD。 考點(diǎn)：等離子發(fā)電機(jī)；功率 【名師點(diǎn)睛】本題是磁流體發(fā)電機(jī)問(wèn)題，要理解并掌握其工作原理，知道最終等離子體所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，由此求電動(dòng)勢(shì)．要注意的是在求內(nèi)阻時(shí)，不能這樣列式：。 4.【2017浙江省溫州中學(xué)高三10月模擬】如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)在y軸方向足夠?qū)挘趚軸方向?qū)挾葹椋恢苯侨切螌?dǎo)線框ABC（BC邊的長(zhǎng)度為）從圖示位置向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，在圖乙中感應(yīng)電流i、BC兩端的電壓uBC與線框移動(dòng)的距離x的關(guān)系圖象正確的是 【答案】D 考點(diǎn)：楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】熟練應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、楞次定律即可正確解題，本題難度不大，解題時(shí)可以應(yīng)用排除法。 5.【2017河南省開(kāi)封市高三上學(xué)期定位考試】如圖甲所示,面積S=1 m2的導(dǎo)體圓環(huán)內(nèi)通有垂直于圓平面向里的磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示(B取向里為正),以下說(shuō)法正確的是(　　) A.環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為1 V D.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2 V 【答案】AC 【解析】磁場(chǎng)垂直于紙面向里，由圖乙所示可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，故A正確，B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤；故選AC。 考點(diǎn)：楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】本題考查了判斷感應(yīng)電流方向、求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)用楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律即可正確解題。 6.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考】下列說(shuō)法正確的是 A．牛頓最早通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)得出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 B．萬(wàn)有引力定律中的引力常量由牛頓測(cè)定 C．庫(kù)侖定律中的平方反比關(guān)系由庫(kù)侖通過(guò)庫(kù)侖扭稱(chēng)實(shí)驗(yàn)獲得 D．奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律 【答案】C 考點(diǎn)：物理學(xué)史 7.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考】如圖所示為航母上電磁彈射裝置的等效電路圖（俯視圖），使用前先給超級(jí)電容器C充電，彈射時(shí)，電容器釋放儲(chǔ)存電能所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體棒EF，EF在磁場(chǎng)（方向垂直紙面向外）作用下加速。則下列說(shuō)法正確的是 A．電源給電容器充電后，M板帶正電 B．導(dǎo)體棒在安培力作用下向右運(yùn)動(dòng) C．超級(jí)電容器相當(dāng)電源，放電時(shí)兩端電壓不變 D．在電容器放電過(guò)程中，電容器電容不斷減小 【答案】B 【解析】由電路圖可知，電源給電容器充電后，M板帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電容器放電時(shí)流過(guò)EF的電流方向?yàn)閺腇到E，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒在安培力作用下向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；超級(jí)電容器相當(dāng)電源，放電時(shí)兩端電壓逐漸減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在電容器放電過(guò)程中，電容器電容保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B. 考點(diǎn)：左手定則；電容器 8.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考】粗糙絕緣水平面上垂直穿過(guò)兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線，俯視圖如圖所示，兩根導(dǎo)線中通有相同的電流，電流方向垂直紙面向里。水平面上一帶電滑塊（電性未知）以某一初速v沿兩導(dǎo)線連線的中垂線入射，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊始終未脫離水平面。下列說(shuō)法正確的是 v I I 第13題圖 A．滑塊可能做加速直線運(yùn)動(dòng) B．滑塊可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．滑塊可能做曲線運(yùn)動(dòng) D．滑塊一定做減速運(yùn)動(dòng) 【答案】D 考點(diǎn)：安培定則；左手定則 9.【2017甘肅省蘭州第一中學(xué)高三9月月考】下列敘述中，符合物理學(xué)史實(shí)的是 A．法拉第最先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) B．伽利略推翻了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的觀點(diǎn) C．楞次總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律 D．庫(kù)侖最早測(cè)出了元電荷e的數(shù)值 【答案】B 【解析】奧斯特最先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；伽利略推翻了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的觀點(diǎn)，選項(xiàng)B正確；法拉第總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；密立根最早測(cè)出了元電荷e的數(shù)值，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B. 考點(diǎn)：物理學(xué)史 【名師點(diǎn)睛】物理學(xué)史是高考考查內(nèi)容之一，對(duì)于著名物理學(xué)家、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和重要學(xué)說(shuō)要記牢，不能張冠李戴，尤其是課本上涉及到的物理學(xué)家的偉大貢獻(xiàn)更應(yīng)該熟練掌握. 10.【2017甘肅省蘭州第一中學(xué)高三9月月考】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于正方形導(dǎo)線框平面，且邊界恰與線框重合，導(dǎo)線框各邊電阻均為r，現(xiàn)欲從磁場(chǎng)以相同速率勻速拉出線框，使線框邊ab間電勢(shì)差最大，則應(yīng)沿何方向拉出 A．沿甲方向拉出 B．沿乙方向拉出 C．沿丙方向拉出 D．沿丁方向拉出 【答案】C 考點(diǎn)：閉合電路歐姆定律；法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題，關(guān)鍵要明確哪部分電路是電源，哪部分電路是外電路，搞清電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，靈活運(yùn)用閉合電路歐姆定律來(lái)求解. 11.【2017甘肅省蘭州第一中學(xué)高三9月月考】如圖所示，豎直面內(nèi)有一個(gè)閉合導(dǎo)線框ACDE（由細(xì)軟導(dǎo)線制成）掛在兩固定點(diǎn)A、D上，水平線段AD為半圓的直徑，在導(dǎo)線框的E處有一個(gè)動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪下面掛一重物，使導(dǎo)線處于繃緊狀態(tài)。在半圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)．設(shè)導(dǎo)線框的電阻為r，圓的半徑為R，在將導(dǎo)線上的C點(diǎn)以恒定角速度ω（相對(duì)圓心O）從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)的過(guò)程中，若不考慮導(dǎo)線中電流間的相互作用，則下列說(shuō)法正確的是 A．在C從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針，后順時(shí)針 B．在C從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到圖中 ∠ADC=30位置的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線上C點(diǎn)的電量為 C．當(dāng)C沿圓弧移動(dòng)到圓心O的正上方時(shí)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D．在C從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電熱為 【答案】ABD 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；電功率 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵明確交流四值中最大值、平均值、瞬時(shí)值和有效值的區(qū)別，會(huì)根據(jù)幾何知識(shí)寫(xiě)出交流的表達(dá)式，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用。 12.【2017河北省定州中學(xué)高三（高補(bǔ)班）上學(xué)期第二次月考】如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角（），其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過(guò)程中（ ） A．運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為 B．下滑位移大小為 C．產(chǎn)生的焦耳熱為 D．受到的最大安培力大小為 【答案】B 考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】電磁感應(yīng)綜合題中，常常用到這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：感應(yīng)電量常用來(lái)求位移，但在計(jì)算題中，不能直接作為公式用，要推導(dǎo)． 13.【2017河北省衡水中學(xué)高三摸底聯(lián)考】如圖，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)，現(xiàn)用一水平向右的恒力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開(kāi)始向右沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，滑動(dòng)中桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，金屬桿受到的安培力用表示，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A．金屬桿ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．金屬桿ab運(yùn)動(dòng)過(guò)程回路中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏? C．金屬桿ab所受到的先不斷增大，后保持不變 D．金屬桿ab克服安培力做功的功率與時(shí)間的平方成正比 【答案】C 【解析】由于是光滑的導(dǎo)軌，沒(méi)有摩擦，對(duì)金屬桿，根據(jù)牛頓第二定律： ，由于速度發(fā)生變化，故加速度是變化的，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可以知道，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)由于速度不斷增大，故安培力不斷增大，當(dāng)安培力等于拉力F時(shí)，則速度不再增大，則安培力不變，不選項(xiàng)C正確；線框中感應(yīng)電流的瞬時(shí)功率：，由于加速度是變化，故選項(xiàng)D正確。 考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電功、電功率 【名師點(diǎn)睛】棒切割磁感線會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流所以金屬桿會(huì)受到安培力．當(dāng)棒處于勻速時(shí)棒受力平衡，由已知條件可求出安培力大小，根據(jù)受力平衡即可解出金屬桿受到的拉力；結(jié)合電功率表達(dá)式即可找到功率與位移的關(guān)系式。 14.【2017湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)高三摸底測(cè)試】如圖所示為兩光滑金屬導(dǎo)軌MNQ和GHP，其中MN和GH部分為豎直的半圓形導(dǎo)軌，NQ和HP部分為水平平行導(dǎo)軌，整個(gè)裝置置于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有兩個(gè)長(zhǎng)均為、質(zhì)量均為、電阻均為R的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置且始終與導(dǎo)軌接觸良好，其中導(dǎo)體棒ab在半圓形導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒cd在水平導(dǎo)軌上，當(dāng)恒力F作用在導(dǎo)體棒cd上使其做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab恰好靜止，且距離半圓形導(dǎo)軌底部的高度為半圓形導(dǎo)軌半徑的一半，已知導(dǎo)軌間距離為，重力加速度為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則（ ） A、每根導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)體棒ab的支持力大小為 B、導(dǎo)體棒cd兩端的電壓大小為 C、作用在導(dǎo)體棒cd上的恒力F的大小為 D、恒力F的功率為 【答案】CD 故選項(xiàng)C正確；由于，則金屬棒ab的速度為，則恒力F的功率為，故選項(xiàng)D正確。 考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律 【名師點(diǎn)睛】本題是雙桿模型，解決本題的關(guān)鍵能夠正確受力分析，結(jié)合牛頓定律和動(dòng)量守恒、能量守恒，進(jìn)行研究。 15.【2017河北省定州中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考】如圖12－3－11所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定的金屬框架ABC，導(dǎo)線棒DE在框架ABC上沿圖示方向勻速平移，框架和導(dǎo)體材料相同，接觸電阻不計(jì)，則（ ） A、電路中感應(yīng)電流保持一定 B、電路中的磁通量的變化率一定 C、電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定 D、DE棒受到的拉力一定 【答案】A 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題，考查綜合運(yùn)用電磁感應(yīng)規(guī)律和電路知識(shí)的能力；根據(jù)法拉第電車(chē)閉合電路的歐姆定律列出方程即可討論求解. 16.【2017河北省定州中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考】如圖4-4所示，位于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直.現(xiàn)有一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng).桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)均可不計(jì).用E表示回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，i表示回路中的感應(yīng)電流，在i隨時(shí)間增大的過(guò)程中，電阻消耗的功率等于（ ） 圖4-4 A.F的功率 B.安培力的功率的絕對(duì)值 C.F與安培力的合力的功率 D.iE 【答案】BD 考點(diǎn)：能量守恒定律；電功率 【名師點(diǎn)睛】對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點(diǎn)是分析安培力；另一條是能量，分析能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵。 2、 非選擇題 1.【2017河南省鶴壁市高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期第五次周練】如圖，一對(duì)表面粗糙的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平地面上，軌道與地面絕緣，軌道頂端連接有一定值電阻R，在、區(qū)域內(nèi)有垂直軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一水平金屬桿CD通過(guò)兩金屬環(huán)套在軌道上，現(xiàn)使金屬桿CD以某一初速度豎直向上運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后繼續(xù)上升到最高位置，然后落回地面，此后不再運(yùn)動(dòng)，已知金屬桿CD與軌道間的摩擦力大小恒為其重力的倍，金屬桿CD向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)和位置時(shí)的速度之比為2:1，與間的距離是與間的距離的n倍，金屬桿CD向下運(yùn)動(dòng)剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域就座勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，金屬導(dǎo)軌與金屬桿CD的電阻都忽略不計(jì)，求： （1）金屬桿CD向上、向下兩次經(jīng)過(guò)位置時(shí)的速度之比； （2）金屬桿CD向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大?。? （3）金屬桿CD向上，向下兩次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之比。 【答案】（1）（1）（1） 【解析】（1）設(shè)桿的質(zhì)量為m，與間的距離為h，上升過(guò)程中的加速度大小為 又，則 下降過(guò)程中的加速度大小為 又，則，即 這一過(guò)程中桿受力平衡，即 可得 因?yàn)?，又，可? 代入可得 考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】對(duì)電磁感應(yīng)電源的理解 （1）電源的正負(fù)極可用右手定則或楞次定律判定，要特別注意在內(nèi)電路中電流由負(fù)極到正極。 （2）電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，公式為E＝BLv，其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷；而后者的電源電動(dòng)勢(shì)在電路分析中認(rèn)為是不變的。 （3）在電磁感應(yīng)電路中，相當(dāng)于電源的導(dǎo)體（或線圈）兩端的電壓與恒定電流的電路中電源兩端的電壓一樣，等于路端電壓，而不等于電動(dòng)勢(shì)。（除非切割磁感線的導(dǎo)體或線圈電阻為零） 2.【2017山西省臨汾市第一中學(xué)高三10月月考】如圖甲所示，固定軌道由傾角的斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌平滑連接而成，軌道所在空間存在方式豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，上端用阻值為R的電阻連接。一電阻也為R的金屬桿MN從斜導(dǎo)軌上某一高度處，由靜止開(kāi)始沿光滑的斜導(dǎo)軌下滑，一段時(shí)間后滑入水平導(dǎo)軌，其速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。桿MN始終垂直于導(dǎo)軌接觸良好，圖乙中為已知量，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，求： （1）桿MN在傾斜導(dǎo)軌下滑時(shí)通過(guò)電阻R的最大感應(yīng)電流； （2）桿MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受安培力的最大值。 【答案】（1）；（2） 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】解決本題的關(guān)鍵要讀取圖象中有效信息，正確分析棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)用力學(xué)的規(guī)律，如平衡條件和動(dòng)能定理等處理。 3.【2017黑龍江省大慶市高三上學(xué)期第一次質(zhì)量檢測(cè)】(12分) 相距L＝1.5 m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（a）所示，虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。t = 0時(shí)刻起，ab棒在方向豎直向上、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止沿導(dǎo)軌向上勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也由靜止釋放cd棒。g取10 m/s2 （1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大小； （2）已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱； （3）求出cd棒達(dá)到最大速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t1。 【答案】（1）1.2T；1m/s2（2）18J（3）2s 【解析】（1）經(jīng)過(guò)時(shí)間t，金屬棒ab的速率 回路中的感應(yīng)電流為 對(duì)金屬棒ab，由牛頓第二定律得， 即 由圖b可知：t1=0 時(shí)，F(xiàn)1=11N ； t2 = 2 s時(shí)，F(xiàn)2 =14.6N ， 代入上式解得： （3）由題意可知：cd棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí)，速度達(dá)到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后停止運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)cd棒速度達(dá)到最大時(shí)，有 又 vm=at1 整理得 考點(diǎn)：牛頓第二定律；安培力 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出拉力與時(shí)間的關(guān)系式，綜合性較強(qiáng). 4.【2017吉林省長(zhǎng)春市高三質(zhì)量檢測(cè)】現(xiàn)代人喜歡到健身房騎車(chē)鍛煉，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，如圖所示。自行車(chē)后輪置于垂直車(chē)身平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，后輪圓形金屬盤(pán)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤(pán)中心O轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，圓盤(pán)半徑l=0.3m，圓盤(pán)電阻不計(jì)。導(dǎo)線通過(guò)電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R=10Ω的小燈泡。后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用電壓表測(cè)得a、b間電壓U=0.6V。 （1）與a連接的是電壓表的正接線柱還是負(fù)接線柱？ （2）圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10分鐘，則此過(guò)程中產(chǎn)生了多少電能？ （3）自行車(chē)車(chē)輪邊緣線速度是多少？ 【答案】（1）a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱；（2）21.6J（3）8m/s 考點(diǎn)：右手定則；焦耳定律；法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確電壓的測(cè)量原理，然后結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、線速度與角速度的關(guān)系、機(jī)械能的概念列式求解，不難。 5.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考】【加試題】（12分）如圖甲所示，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一豎直面（紙面）內(nèi)，其上端接一阻值為R的電阻；在兩導(dǎo)軌間 OO′ 下方區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)使電阻為r、質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開(kāi)始自 OO′ 位置釋放，向下運(yùn)動(dòng)距離d后速度不再變化。（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）． （1）求棒ab在向下運(yùn)動(dòng)距離d過(guò)程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱； （2）棒ab從靜止釋放經(jīng)過(guò)時(shí)間t0下降了,求此時(shí)刻的速度大小； （3）如圖乙在OO′ 上方區(qū)域加一面積為s的垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)B，棒ab由靜止開(kāi)始自 OO′ 上方一某一高度處釋放，自棒ab運(yùn)動(dòng)到OO′ 位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，B隨時(shí)間t的變化關(guān)系，式中k為已知常量；棒ab以速度v0進(jìn)入OO′ 下方磁場(chǎng)后立即施加一豎直外力使其保持勻速運(yùn)動(dòng)。求在t時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量和電阻R的電功率。 第23題圖甲 第23題圖乙 【答案】（1）（2）（3） （2） 由動(dòng)量定理可知： 解得： （3）因?yàn)椋? 由法拉第電磁感應(yīng)定律可得： 考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；動(dòng)量定理.