2022年高考物理大题突破电磁感应附答案

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1、1、（2011上海 (14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m，导轨倾角为 30，导轨上端 ab接一阻值 R=1.5的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5 ，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热0.1rQJ。(取210/gm s) 求： (1) 金属棒在此过程中克服安培力的功W安；(2) 金属棒下滑速度2/vm s时的加速度a3) 为求金属棒下滑的最大速度mv，有同学解答如下由动能定理21-=2mWWmv重安，。由此所得结果是否正确？若正确，

2、说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。解析：（1）下滑过程中安培力的功即为在金属棒和电阻上产生的焦耳热，由于3Rr ，因此30.3()RrQQJ=0.4( )RrWQQQJ安（ 2 ） 金 属 棒 下 滑 时 受 重 力 和 安 培 力22=B LFBILvRr安由 牛 顿 第 二 定 律22sin30B LmgvmaRr2222210.80.752sin 30103.2(/)()20.2(1.50.5)B Lagvm sm Rr(3) 此解法正确。 金属棒下滑时重力和安培力作用，其运动满足22sin 30B LmgvmaRr上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动

3、。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。21sin302mmgSQmv2120.42sin302 10 1.152.74(/ )20.2mQvgSm sm2、(2011 重庆第 ). （16 分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电

4、阻R, 绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条， 磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U, 求：（1）橡胶带匀速运动的速率； （2）电阻 R消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。解析：（1）设电动势为 E，橡胶带运动速率为v。由：BLvE，UE，得：BLUv（2）设电功率为P，RUP2（3）设电流强度为I ，安培力为 F，克服安培力做的功为W 。RUI，BILF，FdW，得：RBLUdW3、 （2010 年江苏） （15 分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置， 相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与

5、导轨平面垂直 一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小， 最终稳定为I整个运动过程中， 导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：（1）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流以电流表电流的最大值Im（1）电流稳定后导体棒做匀速运动BIlmg解得： B=mgIl2）感应电动势EBlv 感应电流EIR由解得2I Rvmg（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒212mmvmgh感应电动势的最大值mmEBlv感应电流的最大值mmEIR解得：2mmgghIIR精品p d f

6、 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 4、 （2010福建） （19）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。 导体棒 a 和 b 放在导轨上， 与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对 a 棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b 棒恰好静止。当 a 棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力， a 棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动，此时b 棒已滑

7、离导轨。当a 棒再次滑回到磁场边界 PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a 棒、 b 棒和定值电阻的阻值均为 R,b 棒的质量为 m ，重力加速度为g，导轨电阻不计。求（1） a 棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a 棒中的电流强度I ，与定值电阻 R中的电流强度IR之比；（2） a 棒质量 ma; （3） a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。（1）a 棒沿导轨向上运动时， a 棒、b 棒及电阻 R中放入电流分别为Ia、Ib、Ic，有RbbI RI R，abRIII，解得：12abII。（2）由于 a 棒在上方滑动过程中机械能守恒，因而a 棒在磁场中向上滑动的速度大小 v1与在磁场

8、中向下滑动的速度大小v2相等，即12vvv，设磁场的磁感应强度为B，导体棒长为 L，在磁场中运动时产生的感应电动势为EBLv，当 a 棒沿斜面向上运动时，322bEIR，sinbbBI Lm g，向上匀速运动时， a 棒中的电流为aI，则2aEIR，sinaaBILm g由以上各式联立解得：32amm。（3）由题可知导体棒a 沿斜面向上运动时，所受拉力精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 7sinsin2amgFBI Lmg。5、(2011 四川 ). 如图所示，间距

9、l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和 a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面 a1b1b2a2区域内和倾角=37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度 B1=0.4T 、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻 R=0.3、质量 m1=0.1kg 、长为 l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点， K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg 的小环。已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止， Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力

10、F 作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g=10 m/s2，sin37=0.6 ，cos37=0.8。求 1）小环所受摩擦力的大小； 2）Q杆所受拉力的瞬时功率。解析： （1）设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2gFf=m2a代入数据，得 Ff=0.2N（2）设通过 K杆的电流为 I1，K杆受力平衡，有 Ff=B1I1l设回路总电流为 I, 总电阻为 R总，有12II，3=2RR总设 Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有EIR总，2EB Lv12sinFm gB IL. ，拉力的瞬时功率为PFv联立以上方程得到2PW5、 （北京理综） （16 分）均

11、匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处。如图所示，线框由静止起自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行。当cd边刚进入磁场时，精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - - （1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd两点间电势差的大小；（3）若此时线框的加速度刚好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。6、 （2007 江苏物理）（16 分）如图所示，空间等间距

12、分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B1 T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d0.5 m ，现有一边长l0.2 m 、质量m0.1 kg 、电阻R0.1 的正方形线框MNOP以v07 m/s 的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F；线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q； 线 框 能穿过的完整条形磁场区域的个数n。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 2 、如图所示，平

13、行导轨MN和PQ相距 0.5m，电阻可忽略其水平部分是粗糙的， 置于 0.60T竖直向上的匀强磁场中，倾斜部分是光滑的，该处没有磁场导线a和b质量均为 0.20kg，电阻均为 0.15，a、b相距足够远，b放在水平导轨上a从斜轨上高 0.050m处无初速释放求：（1） 回路的最大感应电流是多少？ （2） 如果导线与导轨间的动摩擦因数=0.10 ，当导线b的速率达到最大值时，导线a的加速度是多少？3（2011 海南第 16 题）. 如图， ab 和 cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨， MN和M N是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为 m和 2m 。竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水

14、平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为 R，导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中， 磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略， 重力加速度为g。在 t=0 时刻将细线烧断，保持F 不变，金属杆和导轨始终接触良好。求（1）细线少断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度。解析：设某时刻 MN 和M N 速度分别为 v1、v2。（1）两金属杆所受的安培力大小相同，方向相反，MN受安培力向下， M N 所受安培力向上。某时刻 MN 的加速度132mgmgBILBILagmmm同时刻M N 的加速度22222mgBILBILagmmm因为任意时刻两加速之比总为1221aa，所以：122vv（2）当 MN 和M N 的加速度为零时，速度最大。对M N 受力平衡：BIlmg EIR ，12EBlvblv，由得：12 223mgRvB l、22 23mgRvB lB b P M a Q N 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -