江苏省2020版高考物理三轮复习 热点15 电磁感应定律的综合应用练习（含解析）

热点15电磁感应定律的综合应用(建议用时：20分钟)1.(2019江苏一模)如图所示，匝数为N100、边长为L0.5 m、阻值为r1.5 的正方形导线框与间距为d0.5 m 的竖直导轨相连，正方形线框的上半部分处在水平向外的磁场B1中，导轨的下部存在着水平向里的磁感应强度为B21 T的匀强磁场质量为m0.2 kg、电阻为R0.5 的导体棒ab可以沿竖直导轨无摩擦地滑动，导体棒始终与导轨接触良好当磁场B1发生变化时，导体棒ab刚好能处于静止状态重力加速度g取10 m/s2，试求：(1)此时通过ab棒的电流I的大小和方向；(2)此过程中磁场B1的变化率；(3)开始的5 s内回路中产生的焦耳热Q.2(2019苏州市模拟)如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B.一边长为L，质量为m、电阻为R的正方形单匝导线框abcd放在水平桌面上在水平拉力作用下，线框从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚进入磁场时撤去拉力，ab边恰好能到达磁场的右边界已知线框与桌面间动摩擦因数为，磁场宽度大于L，重力加速度为g.求：(1)ab边刚进入磁场时，其两端的电压U；(2)水平拉力的大小F和磁场的宽度d；(3)整个过程中产生的总热量Q.3.(2019苏州市期初调研)如图所示，在倾角30的光滑固定斜面上，相距为d的两平行虚线MN、PQ间分布有大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场在PQ上方有一质量为m、边长为L(Ld)的正方形单匝线圈abcd，线圈的电阻值为R，cd边与PQ边平行且相距x.现将该线圈自此位置由静止释放，使其沿斜面下滑穿过磁场，在ab边将离开磁场时，线圈已做匀速运动重力加速度为g.求：(1)线圈cd边刚进入磁场时的速率v1；(2)线圈进入磁场的过程中，通过ab边的电荷量q；(3)线圈通过磁场的过程中所产生的焦耳热Q.热点15电磁感应定律的综合应用1解析：(1)导体棒ab静止，所以有：mgB2IL可得：I A4 A由左手定则判断知，电流方向由a到b.(2)根据法拉第电磁感应定律得：ENS式中S由闭合电路欧姆定律得：EI(Rr)代入数据解得：0.64 T/s.(3)开始的5 s内回路中产生的焦耳热为：QI2(Rr)t42(0.51.5)5 J160 J.答案：(1)4 A方向由a到b(2)0.64 T/s(3)160 J2解析：(1)EBLvIUIRBLv.(2)FF安mgmg撤去拉力后，线框在磁场中只受到滑动摩擦力，做匀减速运动，x2所以dL.(3)进入磁场过程中产生焦耳热Q1I2Rt1由于摩擦产生的热量Q2mgmgLmv2所以整个过程产生的热量为QQ1Q2mgLmv2.答案：(1)BLv(2)mgL(3)mgLmv23解析：(1)线圈沿斜面向下运动至cd边刚进入磁场时，mgxsin 30mv0解得：v1.(2)线圈进入磁场的过程中，感应电动势E根据闭合电路欧姆定律得：I通过的电荷量为：qIt.(3)线圈离开磁场时，匀速运动有：BLmgsin 30解得：v2由能量守恒：Qmg(xdL)sin 30mv解得：Qmg(xdL).答案：(1)(2)(3)mg(xdL)- 6 -