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1、最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点 38 与电磁感应相关的能量问题【考点知识方法解读】导体切割磁感线或磁通量变化过程 ，在回路中产生感应电流，机械能转化为电能。电流通过导体受到安培力作用或通过电阻发热、电能转化为机械能或内能。因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。利用能量守恒定律解答电磁感应中能量问题， 快捷方便。【最新三年高考物理精选解析】1. （2012山东理综）如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B。将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨
2、向下的拉力，并保持拉力的功率为 P，导体棒最终以 2v 的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度 为 g，下列选项正确的是A P=2mgsinB P=3mgsinC当导体棒速度达到 v/2 时加速度为 gsin12D在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功1.【答案】AC【解析】当速度达到 v 时开始匀速运动， mgsin=BIL ， I=E/R， E=BLv对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为 P，导体棒最终以 2v 的速度匀速运动，则有 P=F2v，F+ mgsin=BIL ， I= E/R， E
3、=BL2v联立解得： P=2mgsin ， 选项 A 正确 B 错误；2 （2012上海物理）正方形导体框处于匀强 磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为 k。导体框质量为 m、边长为 L，总电阻为 R，在恒定外力 F 作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为_；导体框中感应电流做功的功率为_。【答案】：F/m RLk423（2012上海物理）如图，质量为 M 的足够长金属导轨 abcd 放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为 m 的导体棒 PQ 放置在导轨上，始终与导轨接触良好， PQbc 构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为 ，棒左侧有两个固定于水平面的立
4、柱。导轨 bc 段长为 L，开始时 PQ 左侧导轨的总电阻为 R，右侧导轨单位长度的电阻为 R0。以 ef 为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为 B。在 t=0 时，一水平向左的拉力 F 垂直作用在导轨的 bc 边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。（1）求回路中感应电动势及 感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多长时间拉力 F 达到最大值，拉力 F 的最大值为多少？（3）某过程中回路产生的焦耳热为 Q，导轨克服摩擦力做功为 W，求导轨动能的增加量。3.【解析】：（1）回路中感应电动势 E=BLv，导轨做初速度为零的匀加速运动，v=at，E
5、=BLat，s= at2，1所以，F max= Ma+mg + (1+ )B2L2 。10aR（3）设此过程中导轨运动距离 s 由动能定理， W 合 = Ek， W 合 =Mas。由于摩擦力 Ff= (mg+ FA)，所以摩 擦力做功 W=mgs+W A=mgs+Q 。所以：s= mgQW识。4.（18 分）(2012天津理综)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 l=0.5m，左端接有 阻值 R=0.3 的电阻。一质量 m=0.1kg，电阻 r=0.1 的金属棒 MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B=0.4T。棒在水平向右的外力作
6、用下，由静止开始以 a=2m/s2的加速度做匀加速运动。当棒的位移x=9m 时撤去外力，棒继 续运动一段距离后停下来， 已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1Q 2=21。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻 R 的电荷量 q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2；（3）外力做 的功 WF。W=0- mv2，15（2012福建理综）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为 B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为 r 的圆环形光滑细玻璃管，环心 0 在区域中心。一质量为 m、带电量
7、为 q（q0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，其中 T0= 。设小2qBm球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。（1）在 t=0 到 t=T0 这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小 v0；（2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。试求 t=T0 到 t=1.5T0 这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小 E；电场力对小球做的功 W。联立解得：细管内涡旋电场的场强大小 E= 。20qBrm在 T0到 1.5 T0这段时间内，小球沿切线方向的加速度大小恒为：a=qE/m，小球运动的末速度大小： v= v0+at， 由图乙可知，t =0.5T。由联立解得： v= v0= 。32qBrm由动能定理，电场力对小球做的功 W= mv2- mv02。1由联立解得：W= mv02= 。580qr
