2013年高考期末一模联考物理新题精选分类解析 专题17 电磁感应综合性问题

2013年高考期末一模联考物理新题精选分类解析 专题17 电磁感应综合性问题内容摘要：

1、、电磁感应综合性问题1.（12 分） （2013 河南郑州市一模）如图所示，在 半径为 r， 重合，且 与 边的电阻不计，圆弧 上单位长度的电阻为 R。 金属杆 度为L，放在金属框 N 与 边紧邻。 磁感应强度为 B 的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。 现对 施加一个外力（图中未画出） ，使之以 C 点为轴顺时针匀速转动，角速度为。 求：（1）在 运动过程中，通过杆的电流 I 与转过的角度间的关系；（2）整个电路消耗电功率的最小值是多少。 解析：.（12分）（1）电路中感应电动势 21 （2分）设金属杆的电阻为 （2分。 能与其他字母区分即可） ，则电路总电阻(2)(00 总（2分）杆中电流 I 与杆 2、转过的角度 的关系为 2(20总 （1分）（2）由于总电阻 0总，圆弧总长度 )2(以，当 2 4时，总电阻 R 总 有最大值。 （2分）此时， 80 （2分），电路消耗电功率的最小值是 02428总 （1分）2(14 分） （2013 上海市奉贤区期末）如图，Q 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 =300 角固定，轨距为L=1m，质量为 m 的金属杆 平放置在轨道上，其阻值忽略不计。 空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 B=、M 间接有阻值 定值电阻，Q、N 间接变阻箱 R。 现从静止释放 变变阻箱的阻值 R，测得最大速度为到 与 的关系如图所示。 若轨道足够长且电阻不计， 3、1重力加速度 g 取 ：（1）金属杆的质量 m 和定值电阻的阻值 2）当变阻箱 R 取 4 时，且金属杆 动的加速度为，此时金属杆 动的速度；12（3）当变阻箱 R 取 4 时，且金属杆 动的速度为 时，定值电阻 耗2。 （14 分） （2013 上海市闸北区期末）如图（1）所示，两足够长平行光滑的金属导轨 Q 相距为 轨平面与水平面夹角为 ，导轨电阻不计。 有一个匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为 1直于 Q 放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为 导轨接触端间电阻为 1。 两金属导轨的上端连接右端电路，电路中 一电阻箱。 已知灯泡的电阻 ，定值电阻 ，调节电阻箱使 2，重力加速度g=1 4、0m/电键 S 打开，金属棒由静止释放， 1s 后闭合电键，如图（2）所示v /m/s 5 0 1 t/s 图 （ 2） M0（）。 求：（1）斜面倾角 及磁感应强度 B 的大小；（2）若金属棒下滑距离为 60m 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑100m 的过程中，整个电路产生的电热；（3）改变电阻箱 值，当 何值时，金属棒匀速下滑时 耗的功率最大；消耗的最大功率为多少。 3 （14 分）解析：（1）电键 S 打开，从图上得： m/01F 安 ， 21412()6总从图上得：v m=s， 当金属棒匀速下滑时速度最大，有：F 安 ，所以 ，得： 总（2）由动能定理： 2= 21（3）改变电阻 5、箱 值后，金属棒匀速下滑时的速度为 ，224()L并耗的功率： 22 2 22 4()() 并总并 并。 2 22 216()88当 时，R 2 消耗的功率最大：W= 2284 （2013 上海市黄浦区期末）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成 =53角，导轨间接一阻值为 3 的电阻 R，导轨电阻忽略不计。 在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为 d=0. 5m。 导体棒 a 的质量为 阻为；导体棒 b 的质量为 阻为 ，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。 现从图中的 M、N 处同时将a、b 由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当 6、a 刚出磁场时 b 正好进入磁场。 （0.8，0.6，g 取 10m/s2，a、b 电流间的相互作用不计） ，求：（1）在 b 穿越磁场的过程中 a、b 两导体棒上产生的热量之比；（2）在 a、b 两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；（3）M、N 两点之间的距离。 （3）设 a 进入磁场的速度大小为 时电路中的总电阻R 总 1=（6+ ）= （1 分）333+3b 进入磁场的速度大小为 时电路中的总电阻（3+ ）=5 （1 分）636+3由 和 ， 可得 = = 34又由 v1+a ， 2（m/s ） 2 ， 两点之间的距离 s= = m。 125 （14 分） （2013 上 7、海宝山区期末质检）相距 L=足够长金属导轨竖直放置，质量 金属棒 质量 金属棒 通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图 1 所示，虚线上方磁场的方向垂直纸面向里，虚线下方磁场的方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。 光滑，与导轨间动摩擦因数 =棒总电阻为 轨电阻不计。 在方向竖直向上、大小按图 2 所示规律变化的外力 静止开始沿导轨匀加速运动，同时 也由静止释放。 （g=10m/s 2）（1）求 加速度的大小和磁感应强度 B 的大小；（2）已知在 2s 内外力 F 做了 功，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；（3）求出 达到最大速度所需的时间 在图 3 中定性画出 所受摩擦力 时间变化的图 8、线。 图 1 图 2（2），1， 、 （2013 上海市嘉定区期末）光滑水平轨道 a 端很接近但是不相连，与 平行，尺寸如图所示。 轨道之间存在磁感应强度为 B 的匀强磁场。 初始时质量 m 的杆 1 放置在 b、d 两点上，杆 2 放置在杆 1 右侧 L/2 处。 除杆 2 电阻为 R 外，杆 1 和轨道电阻均不计。 （1）若固定杆 1，用水平外力以速度 速向右拉动杆 2。 试利用法拉第电磁感应定律推导：杆 2 中的感应电动势大小 E =BL 2）若固定杆 2，用水平外力将杆 1 以初速度 左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，杆 1 向左运动位移 L 时速度的大小为多少。 （3）在（2）问的过程中，杆 1 9、 向左运动位移 L 内，水平外力做的功为多少。 （4）在（2）问的过程中，杆 1 向左运动位移 L 用了多少时间。 ：（14 分）（1）经过 t 时间，E= = = 3 t f(L,2)+t) ）移动 L 后，切割长度 L/22 分此时感应电动势 E=22 分（3）由动能定理W+E A=割有效长度 l 与位移成线性关系均匀减小 L= L= 2 3 = + 12 m(2 12 327（8 分）（2013 福建三明市联考）如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距 d轨右端连接一阻值为 R4 的小灯泡 形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化如， 为 2m.在 t0 时刻，电阻为 r=1 的金属棒 水平恒力 F=用下，由静止开始沿导轨向右运动, t4s 时进入磁场，并恰好能够匀速运动。 求：(1)0通过小灯泡的电流强度；(2)金属棒在磁场中匀速运动的速度；(3)金属棒的质量。 (2)因金属棒在磁场中匀速运动 ，则F BId 1 分又：I=E/(R+r)，E= 1 分解得：v=1m/s 1 分(3)金属棒未进入磁场的加速度为： a s 2 1 分m 1 分Fa8。