专题05 电磁感应与能量综合题——决战2014年高考物理题（一）1（（15分）（松江金山三区2014级高中班学习能力诊断）上海徐汇（模型二））如图所示，两根平行的金属导轨OC和O'C'，相距1md，水平放置在均匀磁场中，磁场方向水平向左磁感应强度为B、5/6T，导轨O、1O'右端与水平面成30°角相连光滑平行导轨OD、O'D'、OC、OD 、D'、O'C'和O'D'分别位于同一垂直平面内，OO'垂直于OC和O'C'。倾斜导轨之间的倾斜B2存在均匀磁场，磁场方向垂直于导轨向上，磁感应强度为DFNO'C'度B，1T。 垂直于倾斜导轨的两根金属杆M、N固定在导轨上，质量为2M B x 1M，N均为m，1kg，电阻均为R，0.5Ω。 动摩擦因数为30？ 杆与水平导轨之间的CO为，0.4。 现在从距 OO′ 边界 10m 的固定位置释放 M 杆。 已知M杆在到达OO'边界之前就开始匀速运动。 当M杆到达OO'边界时，N杆在外力F的作用下开始从平行导轨22向下匀加速运动物理-电磁感应综合大题物理-电磁感应综合大题，加速度为a，6m/s。 不含导轨阻力，g为10m/s。 (1)求M杆滑动过程中M杆产生的焦耳热Q； (2)求N杆滑动过程中外力F与时间t的函数关系； ）已知，当M杆停止时，N杆仍然在斜坡上。 求N杆运动的位移s； (3(4)已知M杆进入水平轨道并停止的过程中，外力F对N杆所做的功为15J，求该过程中系统产生的总热量Q 。
合计 (2) N 杆向下滑动时作匀加速运动，6t, 1 (2 点)，解 (1 点) F,,, ma2a (m/s) 2R (3) N 杆在斜面上滑动轨道，M 杆在水平面减速 11 汇聚名校名师，奉献优质资源，创造不一样的教育 ~ t(s) 0 (1 点) f,μN,μ(mg,),maM2R替代得分（1分）a、4.2tM2（（14分）（上海浦东新区2014年高考预测（第二模型）））如图（a）所示，平行长直导轨MN和PQ水平放置，两导轨之间的距离L=0.5m，导轨MP左端间接有一个定值电阻，阻值为R=0.2Ω。 导体棒ab的质量m=0.1kg。 导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.1。 导体棒垂直于导轨放置，距离左端d=1.0m。 导轨和导体 杆电阻忽略不计。 整个装置处于一个范围足够大的均匀磁场中。 t=0时，磁场方向垂直向下。 之后，不考虑感应电流磁场的影响，磁感应强度B随时间t的变化如图(b)所示。 当t=3s时，ab杆突然向右获得速度v=8m/s。 同时，在杆上施加一个水平的、可变的外力F，使ab杆保持大小恒定a=4m/s、方向向左的加速度g=10m/s。 (1)求前3s内电路中感应电流的大小和方向； (2)求前3s内杆ab上的力 摩擦力随时间变化的关系式； (3)求杆ab位移s=3.5m时的外力F； 1(4) 从时间t=0开始，当电荷q=2.25C通过电阻R时，ab棒向右移动。 此时，外力F移除。 此后，杆ab移动s=6.05m，然后停止。
求外力F去掉后电阻R上产生的热量Q。 222 汇聚名校名师，贡献优质资源，创造不一样的教育~ B a MNB/T 0.2 RL 0.1 bd PQO 1.0 2.0 3.0 t/s -0.1 图(a) 图(b) 【参考答案】 (1) 0.25A (2)f=0.0125(2-t)N(t 说明此时线框还没有完全进入磁场。 (2点) v,122 可见加速度此时的a与导线的截面积s无关，依此类推，可见速度v与导线的截面积s无关，因此，该过程粗线框通过磁场时也是匀速运动，速度也是vghb,,2.（2分）,,m 设线框在整个过程中产生的热量为Q，取线框来研究从静止到完全离开磁场的过程。根据动能定理：12,,,,0,,m2可得：11,,,,22,,,,,,,,( 2分),,,,mm,,,,22,,,,由上式可得：线架穿过整个磁场时产生的热量与线材截面有关并成正比面积s，而上式中的其他物理量都与线框的厚度无关，因此粗线框产生的热量比细线框产生的热量大。 (1分) 【测试点位置】测试电磁感应规律、发热、做功及相关知识。 5（（19分）（2014年4月）武汉研究）如图所示，空气中有一个水平均匀磁场区域。 该区域上下边缘距离为h，磁感应强度为B。
两条导轨连接有长度为L、宽度为b(b)的工作台。 均匀磁场垂直于导轨平面。 质量为 m 且有效电阻为 R 的导体棒在距磁场上边界距离 h 处静止释放。 导体棒进入磁场。 此后，流过电流表的电流逐渐减小物理-电磁感应综合大题物理-电磁感应综合大题，最后稳定在I。在整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，并且始终保持水平，而与导轨的阻力无关。 求：（1）磁感应强度B的大小； (2)电流稳定后，导体棒的运动速度v的大小； （3）流过电流表的电流最大值I.mmg【参考答案】（1）B= Il2IR（2）v，（3）I，mIR【名师解析】，（18分）BIlmg，（ 1）电流稳定后，导体棒匀速运动（2分）99 集结名校名师，奉献优质资源，打造不一样的教育~mg解：B=（2分）Il17 （如图所示，距离L处有一条光滑的金属导轨，半径为R的圆弧部分垂直放置，直线部分固定在水平地面上。在MNQP4范围内，有一个统一的方向垂直向下，磁感应强度为B的磁场（金属杆ab、cd与导轨垂直且接触良好，cd在磁场中静止；ab从静止状态从弧形导轨顶部释放，进入磁场后与cd无接触（已知ab的质量为m，电阻为r，cd的质量为3m，电阻为r。 忽略金属导轨的阻力，重力加速度为g。 (1)求ab到达圆弧底部时轨道上的压力； (2)图中标出ab刚进入磁场时cd棒中电流的方向； （3）如果cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半（求cd离开磁场时ab所受到的安培力的大小（【参考答案】（1）3mg（2 )d?c (3) 5r 【名师解析】：12(1) 假设ab到达圆弧底部时受到的支撑力为F，ab、mgR滑动过程中机械能守恒， mv? N22mv 根据牛顿第二定律 F,mg, ? 汇聚名校名师，奉献优质资源，创造不一样的教育~ 8((18分)(2014年呼伦贝尔市高考模拟统一考试) As如图A所示，在水平面上固定一对平行且足够长的粗导轨，两导轨之间的距离L=1m，左端接一个R=3Ω的电阻，其电阻为导轨被忽略。
将质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体棒静止放置在两根导轨上，并与两根导轨垂直。 整个装置处于磁感应强度B=2T的均匀磁场中，磁场方向垂直于导轨平面且向上。 现在用水平向右的拉力F来拉动导体棒。 拉力F与时间t的关系如图B所示。导体棒只是做匀加速直线运动。 拉力F在0.2s内所做的2功为W=24J，重力加速度g=10m/s。 求：（1）导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ； (2)0.2s内通过电阻R的电量q； (3)0.2s内电阻R上产生的热量Q。 【参考答案】(1)0.1。 (2)3C (3)9J 【名师解析】（18分） 1111 汇聚名校名师，奉献优质资源，打造不一样的教育~？假设导体棒的加速度为a，则t时刻导体棒的速度为v=at 产生的感应电动势为E=BLv。 BLv电路中的感应电流为I、R、rBLxq、It。 通过的电荷量： …………（1分） 将R和r代入数字，可得： q=3C …………（1分） 在t=2s时刻，导体棒的速度为v=at=6 m/s。 …………（1分） 力F作用期间，设电路中产生的总热量为Q′。 由动能定理可知，12,,,,,…………（2分）F2，代入数字可得：…………（1分）Q,12JR,Q,Q,9J 由串联电路的知识，我们可以知道：…………（1分）R，r 【测试点位置】测试电磁感应、发热规律及相关知识。 1212 汇聚名校名师，奉献优质资源，创造不一样的教育~ 1313 汇聚名校名师，奉献优质资源，创造不一样的教育~