2020高考物理一轮复习 专题10-12 电磁感应综合问题千题精练 - 图文

小车位于滑轮正下方水平面上的P处（小车可视为质点），滑轮离小车的高度H=4.0m。启动电动小车，使之沿PS方向以v=5.0m/s的速度匀速前进，当杆滑到OO′位置时的加速度a=3.2m/s2，AA′与OO′之间的距离d=1m，求： 3 4（1）该过程中，通过电阻R的电量q； （2）杆通过OO′时的速度大小；（3）杆在OO′时，轻绳的拉力大小； （4）上述过程中，若拉力对杆所做的功为13J，求电阻R上的平均电功率。【参考答案】（1）0.5C（2）3m/s（3）12.56N（4）2.0W 【名师解析】 （1）平均感应电动势 E???BLd ??t?t代入数据，可得: q?0.5C （2）几何关系： 解得: H?H?dsin??0.8?=530 sin?杆的速度等于小车速度沿绳方向的分量： v1?vcos??3m/s （4）根据动能定理： W?W安?mgdsin??Ff?mv12 解出,电路产生总的电热W安??2.4JQ总?2.4J 那么,R上的电热 QR?1.2J 此过程所用的时间 t?Hcot??0.6s vt?1.2W?2.0W 0.612R上的平均电功率 P?QR考点：法拉第电磁感应定律；牛顿第二定律；动能定理 【名师点睛】本题是一道电磁感应与力学、电学相结合的综合体，考查了求加速度、电阻产生的热量，分析清楚滑杆的运动过程，应用运动的合成与分解、E=BLv、欧姆定律、安培力公式、牛顿第二定律、平衡条件、能量守恒定律即可 13 / 16 【精品资料欢迎惠存】 正确解题；求R产生的热量时要注意，系统产生的总热量为R与r产生的热量之和. 10．(14分)如图所示，一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈及导线的电阻．线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场B.电阻R两端并联一对平行金属板M、N，两板间距为d，N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy＝45°，AOx区域为无场区．在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为＋q的粒子(不计重力)，经过N板的小孔，从点Q(0，l)垂直y轴进入第一象限，经OA上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第一象限．求： (1)平行金属板M、N获得的电压U； (2)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B； (3)粒子从P点射出至到达x轴的时间． 【参考答案】(1)kS (2) (3)(2d＋l) m 2qkS【名师解析】(1)根据法拉第电磁感应定律知感应电动势为 E＝＝S＝kS① (2)因平行金属板M、N与电阻并联，故M、N两板间的电压为U＝UR＝E＝kS② 带电粒子在M、N间做匀加速直线运动，有qU＝mv2③ 带电粒子进入磁场区域的运动轨迹如图所示，有qvB＝m④ 由几何关系可得r＋＝l⑤ 14 / 16 【精品资料欢迎惠存】 2mkS q联立②③④⑤得B＝ 粒子在第一象限的无场区中，有s＝vt3⑩ 由几何关系得s＝r? 粒子从P点射出至到达x轴的时间为t＝t1＋t2＋t3? 联立⑥⑦⑧⑨⑩??式可得t＝(2d＋l) m 2qkS11.（××市××区20xx-20xx学年度高三年级总复习质量检测（三）理科综合试卷·物理部分）如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为，导轨上面横放着两根导体棒和，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为，电阻皆为，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒静止，棒有指向棒的初速度，若两导体棒在运动中始终不接触，求：LabcdmRBcdabcdv0 （1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？Q （2）当棒的速度变为初速度的时，棒的加速度是多少？ab3/4cda 1FB2L2v02【参考答案】（1）；（2）Q?mv0a?? 4m4mR（2）设ab棒的速度变为3v0/4，cd棒的速度为v’，由动量守恒定律， mv0?3mv0?mv'， 4解得：v’= v0/4。 此时回路中感应电动势E=-=，BLv0BLv0BLv0 回路中电流I=E/2R=，BLv0 4R341412 15 / 16 【精品资料欢迎惠存】 B2L2v0此时cd棒所受的安培力F=BIL=， 4RB2L2v0由牛顿第二定律，cd棒的加速度a=F/m=。 4mR考点：动量守恒定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势 【名师点睛】本题主要考查了动量守恒定律、闭合电路的欧姆定律、导体切割磁感线时的感应电动势。分根据动量守恒定律确定两棒最后的末速度是本题的关键，分析这类电磁感应现象中的能量转化较易：系统减少的动能转化为回路的焦耳热；本题涉及到动生电动势、动量守恒定律、牛顿第二定律及闭合电路欧姆定律综合的力电综合问题，故本题属于难度较大的题。 16 / 16 【精品资料欢迎惠存】