南方凤凰台2015届高考物理二轮复习提优（江苏专用）

题组一:电磁感应的综合应用

1. (2014·镇江一模)如图甲所示，足够长的平行金属导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，宽度为L=2 m，匀强磁场磁感应强度B=1 T，导轨右端接一小灯泡，其伏安特性曲线如图乙所示.一根质量m=0.2 kg、电阻R=5 Ω的导体棒MN水平放置在导轨上且与导轨垂直，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，导体棒在水平恒力F=1.3 N作用下由静止开始运动x=2 m后小灯泡稳定发光，取g=10 m/s2. (1) 小灯泡稳定发光时，求小灯泡的电功率P. (2) 小灯泡稳定发光时，求导体棒的运动速度v.

(3) 从导体棒开始运动到小灯泡稳定发光这一过程中，求回路中产生的焦耳热Q.

2. (2014·泰州一模)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角倾斜放置，磁感应强度B=1.00 T 的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨上端M与P间连接R=0.30 Ω的电阻，长L=0.40 m、电阻r=0.10 Ω的金属棒ab与MP等宽且紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离x与时间t的关系如下表所示，导轨电阻不计，取g=10 m/s2.求:

时间t(s) 下滑距离x(m) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.55 0 0.02 0.08 0.15 0.25 0.35 0.45 (1) 在0~0.4 s时间内，通过金属棒ab截面的电荷量. (2) 金属棒的质量.

(3) 在0~0.7 s时间内，金属棒ab上产生的焦耳热.

3. (2014·南京、盐城一模)如图所示，质量为m=0.1 kg、粗细均匀的导线，绕制成闭合矩形线框，其中长LAC=50 cm，宽LAB=20 cm，竖直放置在水平面上. 中间有一磁场宽度d=10 cm、磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场. 线框在水平向右的恒力F=2 N的作用下，由静止开始沿水平方向运动，使AB边进入磁场，从右侧以v=1 m/s的速度匀速离开磁场，整个过程中始终存在大小恒定的阻力Ff=1 N的作用，且线框不发生转动. 求线框AB边，

(1) 离开磁场时感应电流的大小. (2) 刚进入磁场时感应电动势的大小. (3) 穿越磁场的过程中安培力所做的总功.

4. (2014·南通三调)如图甲所示，单匝矩形闭合导线框abcd处于匀强磁场中，线框电阻为R，ab、ad的边长分别为L1、L2;磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示.

(1) 求0~2t0时间内，回路中电流I1的大小和方向. (2) 求t0时刻ab边受到的安培力大小F.

(3) 在2t0时刻后线框绕cd边以角速度ω匀速转动，计算线框中感应电流的有效值I2，并求线框从中性面开始转过90°的过程中，通过导线横截面的电荷量q.

5. (2014·淮安)如图所示，两根足够长相距为L=1 m的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角α=53°，导轨处在竖直向上的有界匀强磁场中，有界匀强磁场的宽度x1=3 m，导轨上端连一阻值R=1 Ω的电阻. 质量m=1 kg、电阻r=1 Ω的细金属棒ab垂直放置在导轨上，开始时与磁场上边界距离x0=1 m.现将棒ab由静止释放，棒ab刚进入磁场时恰好做匀速运动. 棒ab在下滑过程中与导轨始终接触良好，导轨光滑且电阻不计，重力加速度取g=10 m/s2.求: (1) 棒ab刚进入磁场时的速度v. (2) 磁场的磁感应强度B.

(3) 棒ab穿过磁场的过程中电阻R上产生的焦耳热Q.

6. (2014·南师附中)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示. 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，且接有电压表和电阻R.循环绝缘橡胶带上镀有n根间距为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，金属条电阻为r.若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，设人与跑步机间无相对滑动. (1) 求橡胶带匀速运动的速率. (2) 求橡胶带克服安培力做功的功率.

(3) 若人经过较长时间跑步的距离为s(s》nd)，则流过每根金属条的电荷量q为多少?

7. (2014·徐州二模)如图所示，POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨，导轨关于竖直轴线对称，OP=OQ=L. 整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律为B=B0-kt(其中k为大于0的常数). 一质量为m、长为L、电阻为R、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置.当磁感

1应强度变为2B0后保持不变，同时将导体棒解除锁定，导体棒向下运动，离开导轨

时的速度为v. 导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度为g.求导体棒:

(1) 解除锁定前回路中感应电流的大小及方向. (2) 滑到导轨末端时的加速度大小. (3) 运动过程中产生的焦耳热.

8. (2014·南京三模)如图所示，相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上.导轨由两种材料组成，PG右侧部分单位长度电阻为r0，且PQ=QH=GH=L，PG左侧导轨与质量为m的导体棒电阻均不计.整个导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为B.现使导体棒在恒力F作用下从静止开始运动，在到达PG之前导体棒已经匀速.

(1) 求导体棒匀速运动时回路中的电流.

(2) 若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1，试计算此时导体棒的加速度. (3) 若导体棒初始位置与PG相距为d，运动到QH位置时速度大小为v2，试计算整个过

程中回路产生的焦耳热.