1、年高考物理專項沖擊波講練測系列 專題22 電磁感應與能量綜合【重點知識解讀】導體切割磁感線或磁通量變化過程，在回路中產生感應電流，機械能轉化為電能。電流通過導體受到安培力作用或通過電阻發熱、電能轉化為機械能或內能。因此電磁感應過程總是伴隨著能量的轉化。利用能量守恒定律解答電磁感應中能量問題，快捷方便。【答案】c【解析】設正方形邊長為l，導線框的電阻為r，那么導體切割磁感線的邊長為l，運動距離為l，可知w與t成反比，選c。2二中測試在如下列圖的傾角為的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小為b的勻強磁場，區域i的磁場方向垂直斜面向上，區域的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為l，一個質量為m、電阻

2、為r、邊長也為l的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，當ab邊剛越過gh進入磁場區時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當ab邊下滑到jp與mn的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運動，從ab進入gh到mn與jp的中間位置的過程中，線框的動能變化量為ek，重力對線框做功大小為w1，安培力對線框做功大小為w2，以下說法中正確的有a在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2v1b從ab進入gh到mn與jp的中間位置的過程中，機械能守恒c從ab進入gh到mn與jp的中間位置的過程，有w1ek機械能轉化為電能d從ab進入gh到mn與jp的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為ek= w1w2ek，

3、故cd正確。3. 三市聯考兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為l，頂端接阻值為r的電阻。質量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場上邊界某處靜止釋放，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為b的勻強磁場垂直，如下列圖，不計導軌的電阻，重力加速度為g 那么a.金屬棒在磁場中運動時，流過電阻r的電流方向為abb.金屬棒的速度為v時，金屬棒所受的安培力大小為c.金屬棒的最大速度為：d.金屬棒以穩定的速度下滑時，電阻r的熱功率為r4. 皖南八校聯考如下列圖，虛線右側存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，正方形金屬框電阻為r，邊長是l，自線框從左邊界進入磁場時開始計時，在外力作用下由靜止開始，以垂直于磁場

4、邊界的恒定加速度a進人磁場區域，t1時刻線框全部進入磁場規定順時針方向為感應電流i的正方向外力大小為f,，線框中電功率的瞬時值為p，通過導體橫截面的電荷量為q，其中pt圖像為拋物線那么這些量隨時間變化的關系正確的選項是答案：c解析：線框速度v=at，產生的感應電動勢隨時間均勻增大，感應電流均勻增大，安培力隨時間均勻增大，外力f隨時間變化關系是一次函數，但不是成正比，功率p=ei隨時間變化關系是二次函數，其圖像是拋物線，所以c正確ab錯誤。導體橫截面的電荷量q=it隨時間變化關系是二次函數，其圖像是拋物線，選項d錯誤。t0bt 2bbbtx區域i區域btefaabdc5浙南浙北聯考如圖a所示，間

5、距為l、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為的斜面上。在區域i內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為b；在區域內有垂直于斜面向下的勻強磁場，其磁感應強度bt的大小隨時間t變化的規律如圖b所示。t =0時刻在軌道上端的金屬細棒ab從如位置由靜止開始沿導軌下滑，同時下端的另一金屬細棒cd在位于區域i內的導軌上由靜止釋放。在ab棒運動到區域的下邊界ef處之前，cd棒始終靜止不動，兩棒均與導軌接觸良好。cd棒的質量為m、電阻為r，ab棒的質量、阻值均未知，區域沿斜面的長度為2l，在t=tx時刻tx未知ab棒恰進入區域，重力加速度為g。求：1通過cd棒電流的方向和區域i內磁場的方向；2當ab棒在區域內運動

6、時cd棒消耗的電功率；3ab棒開始下滑的位置離ef的距離；4ab棒開始下滑至ef的過程中回路中產生的熱量。那么ab棒在區域ii中一定做勻速直線運動6二中測試兩根金屬導軌平行放置在傾角為=30°的斜面上，導軌左端接有電阻r=10，導軌自身電阻忽略不計。勻強磁場垂直于斜面向上，磁感強度b。質量為m=，電阻可不計的金屬棒ab靜止釋放，沿導軌下滑金屬棒a b與導軌間的摩擦不計。如下列圖，設導軌足夠長，導軌寬度l=2m，金屬棒ab下滑過程中始終與導軌接觸良好，當金屬棒下滑h=3m時，速度恰好到達最大值。求此過程中金屬棒到達的最大速度和電阻中產生的熱量。【答案】5m/s，5j【解析】當金屬棒速度

7、恰好到達最大速度時，金屬棒受力平衡，有：mgsin=f安解得金屬棒所受安培力f安據法拉第電磁感應定律，感應電動勢e=blv據閉合電路歐姆定律，感應電流i=又f安=bil解得最大速度v =5m/s 下滑過程中，由能量守恒定律得：mghq = mv2 解得電阻中產生的熱量q=av× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×mn7二中測試如下

8、列圖，電動機牽引一根原來靜止的、長為1m、質量為的導體棒mn，其電阻r為1，導體棒架在處于磁感應強度b=1t，豎直放置的框架上，當導體棒上升h=時獲得穩定的速度，導體產生的熱量為2j，電動機牽引棒時，電壓表、電流表計數分別為7v、1a，電動機的內阻r=1，不計框架電阻及一切摩擦；假設電動機的輸出功率不變，g取10m/s2，求：1導體棒能到達的穩定速度為多少？2導體棒從靜止到達穩定所需的時間為多少？8(15分) 阜寧中學月考如下列圖，有一個傾角為的足夠長的斜面，沿著斜面有一上下寬度為2b的勻強磁場，磁感應強度為b,方向垂直斜面向外，磁場的邊界與底邊平行。現有一質量為m的“日字形導線框在斜面上靜止

9、開始釋放，其中三條平行邊和斜面底邊及磁場的邊界平行電阻均為r，其余兩條平行長邊不計電阻，整個框和斜面的動摩檫因素為µµ <tan，框上兩個小正方形的每條邊長均為b，當它剛滑進磁場時恰好做勻速直線運動。問：1導線框從靜止開始到進入磁場時所滑過的距離s；b2通過計算說明導線框能否勻速通過整個磁場；3導線框從靜止開始到全部離開磁場所產生的焦耳熱q9. 二中檢測如圖甲所示，相距為l的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌一局部處在以oo為右邊界勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度大小為b，方向垂直導軌平面向下，導軌右側接有定值電阻r，導軌電阻忽略不計. 在距邊界oo也為l處垂直導軌放置一

10、質量為m、電阻r的金屬桿ab.1假設ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3l距離，其速度一位移的關系圖象如圖乙所示圖中所示量為量. 求此過程中電阻r上產生的焦耳熱qr及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a.2假設ab桿固定在導軌上的初始位置，使勻強磁場保持大小不變，繞oo軸勻速轉動. 假設從磁場方向由圖示位置開始轉過的過程中，電路中產生的焦耳熱為q2. 那么磁場轉動的角速度大小是多少？ab桿剛要離開磁場時，水平方向上受安培力f總和恒力f作用，安培力為：2分由牛頓第二定律可得：1分解得1分 2磁場旋轉時，可等效為矩形閉合電路在勻強磁場中反方向勻速轉動，所以閉合電路中產生正弦式電流，感應電動勢的峰

11、值2分 有效值 1分 1分 而 1分 1分v0b1b2b1b2rmban10. 15分調研如圖，相距l=1m、電阻不計的平行光滑長金屬導軌固定在絕緣水平面上，兩導軌左端間接有阻值r=2的電阻，導軌所在區域內加上與導軌所在平面垂直、方向相反的勻強磁場，磁場寬度d均為m，磁感應強度大小b1=t、b2。現有電阻r=1的導體棒ab垂直導軌放置且接觸良好，當導體棒ab從邊界mn進入磁場后始終以速度m/s作勻速運動，求：棒ab在磁場b1中時克服安培力做功的功率；棒ab經過任意一個磁場b2區域過程中通過電阻r的電量；棒ab在磁場中勻速運動時電阻r兩端電壓的有效值。【最新高考題專項檢測】1. ·理綜

12、如下列圖，相距為l的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為b。將質量為m的導體棒由靜止釋放，當速度到達v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率為p，導體棒最終以2v的速度勻速運動。導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g，以下選項正確的選項是ap=2mgsin。 bp=3mgsinc當導體棒速度到達v/2時加速度為gsin。d在速度到達2v以后勻速運動的過程中，r上產生的焦耳熱等于拉力所做的功【解析】當速度到達v時開始勻速運動，mgsin=bil，i=e/r，e=blv

13、對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率為p，導體棒最終以2v的速度勻速運動，那么有 p=f·2v，f+ mgsin=bil，i= e/r，e=bl·2v聯立解得：p=2mgsin，選項a正確b錯誤；當導體棒速度到達v/2時，導體棒中感應電動勢為e/2，感應電流為i/2，所受安培力為bil /2，由牛頓第二定律，mgsin- bil /2=ma，解得加速度為a=gsin，選項c正確；在速度到達2v以后勻速運動的過程中，由功能關系可知，r上產生的焦耳熱等于拉力和重力所做的功的代數和，選項d錯誤。2·物理正方形導體框處于勻強磁場中，磁場方向垂直框平面，磁感

14、應強度隨時間均勻增加，變化率為k。導體框質量為m、邊長為l，總電阻為r，在恒定外力f作用下由靜止開始運動。導體框在磁場中的加速度大小為_；導體框中感應電流做功的功率為_。3華約自主招生題如下列圖，兩個光滑的水平導軌間距為 l，左側連接有阻值為 r的電阻，磁感應強度為b的勻強磁場垂直穿過導軌平面，有一質量為 m的導體棒以初速度v0 向右運動，設除左邊的電阻r 外，其它電阻不計。棒向右移動最遠的距離為 s，問當棒運動到s時0<<l，證明此時電阻r 上的熱功率：p=. 解析：取導體棒開始運動時為計時起點，設導體棒向右運動時刻t的速度為v，由法拉第電磁感應定律，產生的感應電動勢e=blv，

15、感應電流i=e/r導體棒受到的安培力：f=bil，解得：f=.注意到此力為變力，將區間0，t分為n小段，設第i小段時間間隔為t，桿在此段時間的位移為x。規定向右的方向為正，由動量定理，ft=mv，4 (·理綜)如下列圖，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距l=的電阻。一質量m=的金屬棒mn放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度b=0.4t。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運動。當棒的位移x=9m時撤去外力，棒繼續運動一段距離后停下來，撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比q1q2=21。導軌足夠長且電阻不計，棒在

16、運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求：1棒在勻加速運動過程中，通過電阻r的電荷量q；2撤去外力后回路中產生的焦耳熱q2；3外力做的功wf。.【解析】：1設棒勻加速運動的時間為t，回路的磁通量變化量為，回路5·物理如圖，質量為m的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質量為m的導體棒pq放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，pqbc構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數為，棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為l，開始時pq左側導軌的總電阻為r，右側導軌單位長度的電阻為r0。以ef為界，其左側勻強磁場方向豎直向上，右側勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為

17、b。在t=0時，一水平向左的拉力f垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。1求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；2經過多長時間拉力f到達最大值，拉力f的最大值為多少？3某過程中回路產生的焦耳熱為q，導軌克服摩擦力做功為w，求導軌動能的增加量。導軌動能的增加量ek=mas=ma。6、16分模擬如圖，光滑斜面的傾角= 30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l1 = l m，bc邊的邊長l2= 0.6 m，線框的質量m = 1 kg，電阻r = 0.1，線框通過細線與重物相連，重物質量m = 2 kg，斜面上ef線efgh的右方有垂

18、直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度b = 0.5 t，如果線框從靜止開始運動，進入磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh的距離s = 11.4 m，取g = /s2，求：線框進入磁場前重物m的加速度；線框進入磁場時勻速運動的速度v；ab邊由靜止開始到運動到gh線處所用的時間t；ab邊運動到gh線處的速度大小和在線框由靜止開始到運動到gh線的整個過程中產生的焦耳熱速直線運動；進入磁場后到運動到gh線，仍做勻加速直線運動進磁場前線框的加速度大小與重物的加速度相同，為a = 5 m/s2該階段運動時間為1分進磁場過程中勻速運動時間1分線框完全進入磁場后線框受力情況同進入磁場前，所以該階段的加速度仍為a = 5m/s2714分(四校聯考)如下列圖，電阻可忽略的一定長度的光滑平行金屬導軌mm/、nn/固定在水平面上，導軌間距d=，左端m/n/間接一阻值r的電阻，磁感