2013高考物理终极猜想21对应用 力和能量观点分析电磁 感应问题 的考查

2013高考物理终极猜想21对应用 力和能量观点分析电磁 感应问题 的考查内容摘要：

1、(六十九)对应用力和能量观点分析电磁感应问题的考查(本卷共 4 小题，满分 60 分建议时间：30 分钟 )命题专家寄语这部分知识的试题往往是高考压轴大题，解决此类问题的基本思路是：分析电路结构，明确内电路和外电路；画出等效电路图；分析受力，列出方程，分析能量转化关系，列出能量守恒方程，把握安培力做功的过程就是电能与其它形式能的转化过程，图 1 所示，光滑足够长导轨倾斜放置，导轨间距为 L1 m，导轨平面与水平面夹角为 30 ，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为 R2 ，导体棒 直于导轨放置，除灯泡外其它电阻不计两导轨间的匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于导轨所在平面向上将导体棒从静止释放，在 2、导体棒的速度 v 达到 2 m/s 的过程中通过灯泡的电量 q2 C随着导体棒的下滑，其位移 x 随时间 t 的变化关系趋近于 x4t2(m)取 g10 m/s 2，求：图 1(1)导体棒的质量 m；(2)当导体棒速度为 v2 m/s 时，灯泡产生的热量 Q；(3)辨析题：为了提高 下滑过程中小灯泡的最大功率，试通过计算提出两条可行的措施某同学解答如下：小灯泡的最大功率为 P (其中 下滑的最大速度)，因此下滑过程中小灯泡的最大功率的措施有：增大磁感应强度 B、正确，请写出其他两条可行的措施；若不正确，请说明理由并给出正确的解答2两根光滑的长直金属导轨 N平行置于同一水平面内，导轨间距为 l， 3、电阻不计，M、M处接有如图 2 所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R，电容器的电容为 l、阻值同为 R 的金属棒 直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，求在 动距离为 s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 ：(1)动速度 v 的大小；(2)电容器所带的电荷量 图 3(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距 L0.3 m ，导轨左端连接 R的电阻，区域 存在垂直于导轨平面 B 的匀强磁场，磁场区域宽 D0.2 m细金属棒 长为 2D0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均 4、为 r，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度 v1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场计算从金属棒 入磁场(t0)到 开磁场的时间内，不同时间段通过电阻 R 的电流强度，并在图 3(b)中画出图 34(2012江苏苏北四市一模，15) 如图 4 甲所示，水平放置足够长的平行金属导轨，左右两端分别接有一个阻值为 R 的电阻，匀强磁场与导轨平面垂直，质量m0.1 阻 r 的金属棒垂直于导轨放置现用一拉力 F( 作用在金过 2 s 后撤去 F，再经过 s 金属棒停止运动图乙所示为金属棒的 象，g10 m/s 4(1)金属棒与导轨之间的动摩擦因数；(2)整个过程中金属棒运动的距离；(3)从撤去 F 到金属棒停 5、止的过程中，每个电阻 R 上产生的焦耳热参考答案1解析(1)根据 x4t2(m)得，最后匀速运动的速度为 m/ 安 0即 0m0.1 ) 通过灯泡的电量 q 2 s8 0W 安 W 安 0 )不正确，式中 据安培力大小等于重力沿斜面的分力，可以求出它与 B 的平方成反比，所以增大 B 的同时，最大速度在减小，并不能提高小灯泡的最大功率因为 PI 2R，所以提高 下滑过程中小灯泡的最大功率，须增大电流 I 或电阻 安 mg ，I ， 、L，或增大 m、 1)0.1 2)J(3)见解析2解析 (1)设 产生的感应电动势为 E，回路中的电流为 I，动距离s 所用时间为 t，三个电阻 R 与电源串联， 6、总电阻为 4R，则 E闭合电路欧姆定律有 I I 2(4R)t 4)设电容器两极板间的电势差为 U，则有U容器所带电荷量 q得 q 解析3解析0t 1(00.2 s)时间内电阻 R 与 并 R 两端电压 U E r 的电流 At1t 2(.4 s)时间内E0，I 20 t2t 3(.6 s) 时间内同理 解析4解析(1)在 02 s 这段时间内，根据牛顿第二定律有Fa1.0 m/s 2( 联立解得 )在 02 s 这段时间内的位移为 122 m2 2设棒在 2s 时间内的位移为 在 t 时刻，根据牛顿第二定律有t 到 tt(t0)时间内tvt tm x2x 1x 2m.(3)从撤去拉力到棒停止的过程中，根据能量守恒定律有Q 热12Q 热 每个电阻 R 上产生的焦耳热Q 热 0 2 1)2)m(3)0 2。