2019-2020年高三物理第08期好题速递分项解析汇编专题10电磁感应含解析.doc

2019-2020年高三物理第08期好题速递分项解析汇编专题10电磁感应含解析一、选择题1.【南昌市十所省重点中学命制xx届高三第二次模拟】如图所示，竖直平面内，水平线OO/下方足够大的区域内存在水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个单匝正方形导体框，边长为L，质量为为m，总电阻为r，从ab边距离边界OO/为L的位置由静止释放；已知从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场所用时间t，重力加速度为g，空气阻力不计，导体框不翻转；求： （1）ab边刚进入磁场时，b、a间电势差大小Uba（2）cd边刚进入磁场时，导体框的速度；【答案】（1）（2）（2）从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中： 根据安培力则： ，根据闭合电路欧姆定律： 根据法拉第电磁感应定律：，则：。点睛：本题考查了求感应电动势与电压问题，分析清楚线框的运动过程、应用、欧姆定律即可正确解题。2.【南昌市十所省重点中学命制xx届高三第二次模拟】 如图所示，光滑水平面上存有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45，若线框的总电阻为R，则（ ）A. 线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBAB. AC刚进入磁场时线框中感应电流表为C. AC刚进入磁场时线框所受安培力为D. 此时CD两端电压为【答案】CD考点：考查了导体切割磁感线运动【名师点睛】安培力是联系电磁感应与力学知识的桥梁，要熟练地由法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力表达式3.【南昌市十所省重点中学命制xx届高三第二次模拟】如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场当圆环运动到图示位置（aOb=90）时，a、b两点的电势差为（）A. B. C. D. 【答案】D点睛：本题是电磁感应与电路、力学等知识的综合应用，注意a、b两点的电势差不是感应电动势，而是路端电压4.【南昌市十所省重点中学命制xx届高三第二次模拟】如图甲所示，光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，轨道左侧连接一定值电阻R，导体棒ab垂直导轨，导体和轨道的电阻不计导体棒ab在的水平外力作用下运动，外力F随t变化如乙图所示，在0t0时间内从静止开始做匀加速直线运动，则在t0以后，导体棒ab运动情况为 A. 一直做匀加速直线运动B. 做匀减速直线运动，直到速度为零C. 先做加速，最后做匀速直线运动D. 一直做匀速直线运动【答案】C5.【河南省天一大联考xx届高三阶段性测试（五）】如图所示，在匀强磁场的上方有一质量为m、半径为R的细导线做成的圆环，圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h。将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为。已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体圆环的电阻为r，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A. 圆环刚进入磁场的瞬间，速度B. 圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为C. 圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为D. 圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动【答案】ABC【解析】A、圆环从图示位置开始运动到刚进入磁场时，下落的高度为，根据自由落体运动的规律得到，解得，故选项A正确；B、圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度相等，根据功能关系可以知道重力做的功，大小为 ，故选项B正确；C、圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为，故选项C正确；D、圆环进入磁场的过程中，受到的安培力，随有效长度发生改变，圆环受力不能平衡，因此圆环不可能做匀速直线运动，故选项D错误。点睛：解决本题的关键是恰当地选择研究过程，根据功能关系求出重力所做的功，以及根据动力学分析出线框的运动情况，注意电荷量的求法。6.【四川省宜宾市xx届高三二诊】如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨间距l0.9m，与水平面夹角30，正方形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度B2T，方向垂直于斜面向上甲、乙是两根质量相同、电阻均为R=4.86的金属杆，垂直于导轨放置甲置于磁场的上边界ab处，乙置于甲上方l处现将两金属杆由静止同时释放，并立即在甲上施加一个沿导轨方向的拉力F，甲始终以a5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，乙进入磁场时恰好做匀速运动，g10m/s2则A. 甲穿过磁场过程中拉力F不变B. 每根金属杆的质量为0.2kgC. 乙穿过磁场过程中安培力的功率是2WD. 乙穿过磁场过程中，通过整个回路的电荷量为C【答案】BD点睛：此题是关于电磁感应的综合应用问题；解题时要认真分析两导体棒运动的物理过程及运动特点，分析导体棒的受力情况；求解电量时经常用经验公式.7.【肇庆市中小学教学质量评估xx届高中毕业班第三次统一检测】在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象，可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）A. B. C. D. 【答案】AC8.【广东省茂名市xx届高三第一次质量监测】在光滑水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内，磁感应强度为B。正方形闭合线圈的边长为L，沿x轴正方向运动，未进入磁场时以速度V0匀速运动，并能垂直磁场边界穿过磁场，那么A. bc边刚进入磁场时bc两端的电压为B. 线圈进入磁场过程中的电流方向为顺时针方向C. 线圈进入磁场做匀减速直线运动D. 线圈进入磁场过程产生的焦耳热大于离开磁场过程产生的焦耳热【答案】D9.【福建省龙岩市xx年高中毕业班教学质量检查】如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N，并与导轨成角。金属杆以 的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直，转动过程金属杆与导轨始终良好接触，金属杆单位长度的电阻为r。则在金属杆转动过程中A. M、N两点电势相等B. 金属杆中感应电流的方向是由N流向MC. 电路中感应电流的大小始终为D. 电路中通过的电量为【答案】A【解析】A、根据题意可以知道，金属棒MN为电源，轨道为外电路，由于导轨电阻不计，故外电路短路，故M、N两点电势相等，故选项A正确；B、根据右手定则可以知道金属杆中感应电流的方向是由M流向N，故选项B错误；C、由于切割磁场的导线长度逐渐变短，故电动势逐渐变小，故回路中的电流逐渐变小，故选项C错误；D、根据法拉第电磁感应定律：，故选项D错误。10.【甘肃省xx届高三第二次诊断考试】如图所示，光滑绝缘斜面的倾角为，在斜面上放置一个矩形线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，总电阻为R，线框通过细线与重物相连（细线与斜面平行），重物质量为M，斜面上ef线（ef平行于gh且平行于底边）的上方有垂直斜面向上的匀强磁场（fh远大于l2），磁感应强度为B。如果线框从静止开始运动，且进入磁场的最初一段时间是做匀速运动，假设斜面足够长，运动过程中ab边始终与ef平行。则A. 线框abcd进入磁场前运动的加速度为B. 线框在进入磁场过程中的运动速度为C. 线框做匀速运动的时间为D. 线框进入磁场的过程中产生的焦耳热【答案】BC11.【东北三省四市xx届高三高考第二次模拟考试】如图所示。空间存在有界的匀强磁场，磁场上下边界水平，方向垂直纸面向里，宽度为L。一边长为L的正方形线框自磁场边界上方某处自由下落，线框自开始进入磁场区域到全部离开磁场区域的过程中，下列关于线框速度和感应电流大小随时间变化的图象可能正确的是（线框下落过程中始终保持在同一竖直平面内，且底边保持与磁场边界平行）A. B. C. D. 【答案】ACD12.【上海市静安区xx届高三第二学期高中教学质量检测】 如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN和PQ，在两导轨之间竖直放置通电螺线管，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态。当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，两根金属棒与导轨构成的回路中感应电流方向（俯视图）及ab、cd两棒的运动情况是A. 感应电流为顺时针方向，两棒相互靠近B. 感应电流为顺时针方向，两棒相互远离C. 感应电流为逆时针方向，两棒相互靠近D. 感应电流为逆时针方向，两棒相互远离【答案】D点睛：两棒将线圈围在中间，则穿过两棒所围成的面积的磁场方向是竖直向下原因是线圈内部磁场方向向下，而外部磁场方向向上，且向下强于向上.13.【西藏自治区拉萨中学xx届高三第七次月考】如图甲所示，左侧接有定值电阻的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=lm。质量m=2kg，阻值的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的vx图像如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数，则从起点发生x=1m位移的过程中(g=10ms2) A. 金属棒克服安培力做的功W1=0.5JB. 金属棒克服摩擦力做的功W2=4JC. 整个系统产生的总热量Q=5.25JD. 拉力做的功W=9.25J【答案】CD【解析】由速度图象得：v=2x，金属棒所受的安培力，代入得：FA=0.5x，则知FA与x是线性关系当x=0时，安培力FA1=0；当x=1m时，安培力FA2=0.5N，则从起点发生x=1m位移的过程中，安培力做功为： ，即金属棒克服安培力做的功为：W1=0.25J，故A错误金属棒克服摩擦力做的功为：W2=mgx=0.252101J=5J，故B错误；根据动能定理得：W-mgs+WA= mv2，其中v=2m/s，=0.25，m=2kg，代入解得拉力做的功为：W=9.25J整个系统产生的总热量为：Q=W- mv2=9.25J- 222J=5.25J故C D正确，故选CD点睛：本题的关键是根据v与x的关系，由安培力公式 ，得到FA与x的关系式，确定出FA与x是线性关系，即可求出安培力做功，再分析功能关系即可明确求出的热量和拉力的功，注意速度为线性变化，故可以利用平均安培力求出安培力的功，同时产生的热量要包括摩擦生热和安培力所做的功。14.【四川省资阳市xx届高三4月高考模拟】用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在的平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率，则A. 圆环具有收缩的趋势B. 圆环中产生的感应电流为逆时针方向C. 圆环中a、b两点的电压D. 圆环中产生的感应电流大小为【答案】C15. 【四川省绵阳南山中学xx届高三下学期3月月考】如图所示，一质量为 m、长为 L 的金属杆，以一定的初速度从一光滑平行金属轨道 的底端向上滑行，轨道平面与水平面成角，轨道平面处于磁感应强度为 B、方向垂直轨 道平面向上的磁场中，两导轨上端用一阻值为 R 的电阻相连，轨道与金属杆的电阻均不计，金属杆向上滑行到某一高度 后又返回到底端，则金属杆A. 在上滑过程中电阻 R 上产生的焦耳热等于减少的动能B. 在上滑过程中克服安培力做的功大于下滑过程中克服安培力做的功C. 在上滑过程中通过电阻 R 的电荷量大于下滑过程中流过电阻 R 的电荷量D. 在上滑过程中的平均速度小于【答案】BD【点睛】本题考查电磁感应的功能关系；解决这类问题的关键时分析受力，进一步确定运动性质，并明确判断各个阶段及全过程的能量转化16.【衡阳八中xx届高三年级第三次质检】如图，电灯的灯丝电阻为2，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3先合上电键K，过一段时间突然断开K，则下列说法中正确的是A. 电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同B. 电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反C. 电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D. 电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反【答案】B17. 【衡阳市xx届高三第二次联考】如图(甲)所示，左侧接有定值电阻的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距为一质量m=2kg，阻值，金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨垂直且接触良好，金属棒与导轨间动摩擦因数，金属棒的图象如图(乙)所示，则从起点发生位移的过程中A. 拉力做的功B. 通过电阻R的感应电量C. 定值电阻R产生的焦耳热为D. 所用的时间一定大于1s【答案】CD【解析】由速度图象得：v=2x，金属棒所受的安培力 ，代入得：FA=2x，则知FA与x是线性关系当x=0时，安培力FA1=0；当x=1m时，安培力FA2=2N，则从起点发生s=1m位移的过程中，安培力做功为 根据动能定理得：W-mgs+WA= mv2，其中v=2m/s，=0.5，m=2kg，代入解得，拉力做的功W=15J故A错误通过电阻R的感应电量 故B错误根据能量守恒得：整个电路产生的焦耳热等于克服安培力做功，即W安=Q=1J，则电阻R上产生的热量： ,选项C正确；v-x图象的斜率 ，得a=kv=2v，则知速度增大，金属棒的加速度也随之增大，v-t图象的斜率增大，金属棒做加速增大的变加速运动，在相同时间内，达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移，平均速度小于匀加速运动的平均速度，即 ，则 故D正确故选CD点睛：本题有两个难点：一是根据v与x的关系，由安培力公式 ，得到FA与x的关系式，确定出FA与x是线性关系，即可求出安培力做功；二是根据v-x图象的斜率研究加速度的变化情况，结合v-t图象分析平均速度18.【湖北省六校联合体xx届高三4月联考理科综合】 如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成角，导轨的一端连接定值电阻R1，匀强磁场垂直穿过导轨平面一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，且R2=nR1如果导体棒以速度v匀速下滑，导体棒此时受到的安培力大小为F，则以下判断正确的是 ( )A. 电阻R消耗的电功率为Fv/nB. 重力做功的功率为mgvcosC. 运动过程中减少的机械能全部转化为电能D. R2上消耗的功率为nFv/(n+l)【答案】D【名师点睛】导体棒以速度 v 匀速下滑，受到的安培力大小为 F，根据法拉第电磁感应定律和焦耳定律，联立解得P；根据能量转化情况，分析整个装置减小的机械功率转化为电能和内能。R2和R1串联，电流相等，根据可知R2消耗的功率和R1消耗的功率的关系。19.【哈尔滨市第九中学xx届高三二模】如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3的电阻相连，导轨电阻不计导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变下列说法中正确的是（）A. 金属棒向右做匀减速直线运动B. 金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/sC. 金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为-0.175JD. 金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为5C【答案】BCB、根据题意金属棒所受的安培力大小不变，x=0处与x=1m处安培力大小相等，有，即，B正确；C、金属棒在x=0处的安培力大小为：对金属棒金属棒从x=0运动到x=1m过程中，根据动能定理有：,代入数据：解得：，C错误；D、根据感应电量公式：x=0到x=2m过程中，Bx图象包围的面积：，D正确；故选BD。20.【贵州省黔东南州xx届高三下学期高考模拟考试】如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，固定着两根光滑水平金属导轨ab和cd，导轨平面与磁场方向垂直，导轨间距离为L，在导轨左端a、c间连接一个阻值为R的电阻，导轨电阻可忽略不计。在导轨上垂直导轨放置一根金属棒MN，其电阻为r，用外力拉着金属棒向右匀速运动，速度大小为v，已知金属棒MN与导轨接触良好，且运动过程中始终与导轨垂直，则在金属棒MN运动的过程中（ ）A. 金属棒MN中的电流方向为由N到MB. 电阻R两端的电压为 C. 金属棒MN受到的拉力大小为 D. 电阻R产生焦耳热的功率为【答案】AC21.【哈尔滨市第六中学xx届高三下学期第二次模拟考试】 如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向均向下的恒定电流。则A. 金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针B. 金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针C. 金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针D. 金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针【答案】D【解析】当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项AB错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故选项C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项D正确。【考点定位】楞次定律【名师点睛】解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向，以及学会根据楞次定律来确定感应电流的方向。22.【哈尔滨市第六中学xx届高三下学期第二次模拟考试】如图1所示，在光滑水平面上用水平恒力F拉质量为m的单匝正方形金属线框，线框边长为a，在位置1以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时（t0）。若磁场的宽度为b（b3a），在3t0时刻线框到达位置2时速度又为v0且开始离开磁场。此过程中vt图象如图2所示，则（ ）A. 线框刚进入磁场时MN边的两端电压为Bav0B. 在t0时刻线框的速度为C. 线框完全离开磁场瞬间（位置3）的速度与t0时刻线框的速度相同D. 线框从进入磁场（位置1）到完全离开磁场（位置3）的过程中产生的焦耳热为2Fb【答案】BCD该图象为速度-时间图象，斜率表示加速度根据加速度的变化判断物体的受力情况要注意当通过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流，所以只有在进入和离开磁场的过程中才有感应电流产生该题难度较大.23.【山东省泰安市xx届高三第二轮复习质量检测】如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如乙图所示。在0t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。乙图中t0、F1、F2为已知，棒和轨道的电阻不计。则A. 在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动B. 在t0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动C. 在0t0时间内，导体棒的加速度大小为D. 在0t0时间内，通过导体棒横截面的电量为【答案】BD24.【西安市长安区第一中学xx届高三4月模拟】在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场宽度均为L，一个质量为m，电阻为R，边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动重力加速度为g，下列说法中正确的是( )A. 当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为agsinB. 导线框两次匀速直线运动的速度v1v241C. 在t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量D. 在t1到t2的过程中，有机械能转化为电能【答案】BD25.【成都外国语学校xx届高三4月月考】一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I）,导线框的速度为v0经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置）,导线框的速度刚好为零此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I（不计空气阻力）,则（ ）A. 上升过程中，导线框的加速度逐渐减小B. 上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率C. 上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多D. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等【答案】AC二、非选择题1.【四川省遂宁市xx届高三三诊】 如图所示，两个光滑绝缘的矩形斜面WRFE、HIFE对接在EF处，倾角分别为=53、=37。质量为m1=1kg的导体棒AG和质量为m2=0.5kg的导体棒通过跨过EF的柔软细轻导线相连，两导体棒均与EF平行、先用外力作用在AG上使它们静止于斜面上，两导体棒的总电阻为R=5，不计导线的电阻。导体棒AG下方为边长L=1m的正方形区域MNQP有垂直于斜面向上的、磁感强度B1=5T的匀强磁场，矩形区域PQKS有垂直于斜面向上的、磁感强度B2=2T的匀强磁场，PQ平行于EF，PS足够长。已知细导线足够长，现撤去外力，导体棒AG进入磁场边界MN时恰好做匀速运动。（sin37=0.6、sin53=0.8，g=10m/s2，不计空气阻力.）求：(1)导体棒AG静止时与MN的间距(2)当导体棒AG滑过PQ瞬间(记为t=0s)，为了让导体棒AG继续作匀速运动，MNQP中的磁场开始随时间按B1t=5+kt（T）变化。求：1s内通过导体棒横截面的电量；k值。【答案】(1) (2),（2）导体棒AG滑过PQ后继续作匀速运动，对棒AG由平衡条件1s内通过导体棒横截面的电量联立得导体棒AG滑过PQ后,切割磁感线产生的感应电动势正方形区域MNQP磁通量发生改变产生的感应电动势又由闭合电路欧姆定律联立得 2.【西安市长安区第一中学大学区xx届高三第三次联考】如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，其所在平面与水平面间的夹角为=300，两导轨间距为L，导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值为R的电阻,开关S1、S2分别与电阻和电容器相连。一根质量为m、电阻忽略不计的金属棒放在导轨上,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为=.一根不可伸长的绝缘轻绳一端栓在金属棒中间,另一端跨过定滑轮与一质量为4m的重物相连,金属棒与定滑轮之间的轻绳始终在两导轨所在平面内且与两导轨平行,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨电阻不计.初始状态用手托住重物使轻绳恰好处于伸长状态,不计滑轮阻力,已知重力加速度为g,试分析:(1)若S1闭合、S2断开，由静止释放重物，求重物的最大速度Vm(2)若S1断开、S2闭合，从静止释放重物开始计时，求重物的速度v随时间t变化的关系式.【答案】（1）(2) (2) S1断开、S2闭合时,设从释放M开始经时间t金属棒的速度大小为,加速度大小为a,通过金属棒的电流为，金属棒受到的安培力，方向沿导轨向下，设在时间到内流经金属棒的电荷量为，也是平行板电容器在到内增加的电荷量， 则 设绳中拉力为T，由牛顿第二定律，对金属棒有： 对M有： 解得： 可知重物做初速度为零的匀加速直线运动， 3.【湖南省怀化市xx届高三第二次模拟考试】如图所示，平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上，间距L=0.2 m，导轨左端接有R=1 的电阻，质量为m=0.1 kg的粗糙导棒ab静置于导轨上，导棒及导轨的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下。现外力F作用在导棒ab上使之一开始做匀加速运动，且外力F随时间变化关系如图乙所示，重力加速度g=10 m/s2，试求解以下问题： （1）比较导棒a、b两点电势的高低；（2）前10 s导棒ab的加速度；（3）若整个过程中通过R的电荷量为65 C，则导体棒ab运动的总时间是多少？ 【答案】（1）a点电势较高（2）5m/s2（3）22s（3）当t=0时，f+ma=1N，则f=0.5N10s时导棒的速度v1=at1=50m/s 此时安培力 由于F=1N，且此时，故10s-15s内导棒做匀速直线运动0-15s内导棒ab的位移 通过R的电荷量 F为0后，导棒做减速运动直到停止过程中通过R的电量： 对导棒ab应用动量定理：- 解得t3=7s 则总运动时间：t=t1+t2+t3=22s 4.【广东省广州市xx届高三4月综合测试】如图，两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30角固定放置，磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量、的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r=0.2，导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下，沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd， cd向下运动，经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2，求在cd速度最大时，(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小；(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。【答案】(1) I=5A ,F=1.5N (2),（2） 设cd达到最大速度时abcd回路产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律，有： 由闭合电路欧姆定律，有： 联立并代入数据，得：=1.0Wb/s 设cd的最大速度为vm，cd达到最大速度后的一小段时间内，abcd回路磁通量的变化量： 回路磁通量的变化率： 联立并代入数据，得：m/s 点睛：本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题.5.【上海市静安区xx届高三第二学期高中教学质量检测】 如图所示，一对平行光滑轨道水平放置，轨道间距L0.20 m，电阻R10 W，有一质量为m1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a1m/s2，试求：（1）力F随时间t的变化关系。（2）F3N时，电路消耗的电功率P。（3）若金属棒匀加速运动的时间为T时，拉力F 达到最大值F m5N，此后保持拉力F m5N不变，求出时间T，并简述在时间T前后，金属棒的运动情况。【答案】（1）F0.1t+1（2）40W（3）40s前，金属棒以加速度1m/s2做匀加速直线运动；40s后，金属棒做加速度逐渐减小、速度逐渐增大的变加速直线运动，直到速度达到50 m/s时，金属棒的加速度减小到0，金属棒做匀速直线运动【解析】（1）F- F安=ma ， F安=BIL，I=E/R，E= BLv，v=at 联立以上各式得：F-B2L2at/R= ma 代入数据得：F0.1t+1 （3）T=40s。40s前，金属棒以加速度a1m/s2做匀加速直线运动；40s后，金属棒做加速度逐渐减小、速度逐渐增大的变加速直线运动，直到速度达到vm50 m/s时，金属棒的加速度减小到0，金属棒做匀速直线运动。6.【四川省资阳市xx届高三4月高考模拟】如图所示，一足够大的倾角30的粗糙斜面上有一个粗细均匀的由同种材料制成的金属线框abcd，线框的质量m=0.6kg，其电阻值R1.0，ab边长L1=1m，bc边长L22m，与斜面之间的动摩擦因数。斜面以EF为界，EF上侧有垂直于斜面向上的匀强磁场。一质量为M的物体用绝缘细线跨过光滑定滑轮与线框相连，连接线框的细线与斜面平行且线最初处于松弛状态。现先释放线框再释放物体，当cd边离开磁场时线框即以v=2m/s的速度匀速下滑，在ab边运动到EF位置时，细线恰好被拉直绷紧（时间极短），随即物体和线框一起匀速运动t=1s后开始做匀加速运动。取g10m/s2，求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）细绳绷紧前，M下降的高度H；（3）系统在线框cd边离开磁场至重新进入磁场过程中损失的机械能。【答案】（1）（2）H=1.8m（3）（2）由题意，线框第二次匀速运动方向向上，设其速度为v1，细线拉力为T，则： 设绳突然绷紧过程中绳子作用力冲量为I，对线框和物体分别用动量定理有： 绳绷紧前M自由下落： 联解得：H=1.8m 【名师点睛】线框cd边离开磁场时匀速下滑，物体所受合力为零，列出平衡方程。线框第二次匀速运动方向向上，根据匀速运动时间求出速度，根据物体所受合力为零，列出平衡方程。绳突然绷紧过程，物体与线框受到的冲量大小相等。损失的机械能分三部分：线框匀速下滑过程线框减小的重力势能转化为内能；绳子突然绷紧过程有部分动能转化为内能；线框匀速上滑过程系统减小的重力势能转化为内能。7.【江西师范大学附属中学xx届高三3月月考】如图所示，两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道,如图所示放置,间距为d=1m,在左端斜轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a,斜轨道与平直轨道区域以光滑圆弧连接,在平直轨道右端放置另一金属杆b,杆a、b电阻Ra=2、Rb=5，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感强度B=2T.现杆b以初速度v0=5m/s开始向左滑动,同时由静止释放杆a，杆a由静止滑到水平轨道的过程中,通过杆b的平均电流为0.3A；从a下滑到水平轨道时开始计时， a、b杆运动速度-时间图象如图所示(以a运动方向为正),其中ma=2kg，mb=1kg，g=10m/s2，求：(1)杆a在斜轨道上运动的时间；(2)杆a在水平轨道上运动过程中通过其截面的电量；(3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热.【答案】（1） (2) （3） 【解析】（1）对b棒运用动量定理,有:其中 代入数据得到: (2) 对杆a下滑的过程中,机械能守恒:，解得最后两杆共同的速度为,由动量守恒得 代入数据计算得出 杆a动量变化等于它所受安培力的冲量，由动量定理可得 而由以上公式代入数据得q=7/3C（3）由能量守恒得,共产生的焦耳热为 b棒中产生的焦耳热为