高考物理试卷《电磁感应》试题巩固（2018年最新版） - 高考物理题库

1、计算题两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨，一端接有阻值为的电阻，一匀强磁场在如图区域中与导轨平面垂直。在导轨上垂直导轨跨放质量的金属直杆，金属杆的电阻为，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计。以位置作为计时起点，开始时金属杆在垂直杆的水平恒力作用下向右匀速运动，电阻R上的电功率是。

（1）求金属杆匀速时速度大小；
（2）若在时刻撤去拉力后，时刻R上的功率为时，求金属棒在时刻的加速度，以及-之间整个回路的焦耳热。

参考答案：（1）0.6m/s；（2）1.25m/s2，方向向左 0.27J

本题解析：（1）根据公式可得回路中的感应电流，，
由于金属棒匀速运动，拉力的功率等于电流的电功率，即：--2分
代入数据得：         1分
（2）当电阻R上的电功率为0.5W时，设此时电流为，则：
所以，此时金属棒所受安培力        1分
根据牛顿第二定律：
代入数据解得：，方向水平向左。         2分
设时刻的速度为则
得
-之间整个回路的焦耳热，根据动能定理：

代入数据得：
考点：考查了安培力，动能定理，电功率的计算，牛顿第二定律

本题难度：困难

2、简答题如图所示,无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上,轨道间距L="1" m,底部接入一阻值为R="0.4" Ω的定值电阻,上端开口.垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B="2" T.一质量为m="0.5" kg的金属棒ab与导轨接触良好,ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2,ab连入导轨间的电阻r="0.1" Ω,电路中其余电阻不计.现用一质量为M="2.86" kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放M,不计空气阻力,当M下落高度h="2.0" m时,ab开始匀速运动(运动中ab始终垂直导轨,并接触良好).

(1)求ab棒沿斜面向上运动的最大速度.
(2)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热和流过电阻R的总电荷量是多少?

参考答案：(1)vm="3" m/s? (2)QR="26.3" J? q="8.0" C

本题解析：(1)如图所示,在ab棒做加速运动时,由于v的增加,安培力F变大,ab棒在做加速度逐渐减小的加速运动,当a=0时,

ab棒速度最大,为vm,则
T=Mg=mgsinθ+F+μmgcosθ
F=BIL=B2L2vm/(R+r)
vm="3" m/s.
(2)由系统的总能量守恒可知,系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热、摩擦而转化的内能之和：
Mgh-mghsinθ=μmghcosθ++Q
Q="32.88" J,QR=Q="26.3" J.
又因为流过电路的电荷量
q="It?" q=Et/(R+r)
E=ΔΦ/t
q==BLh/(R+r)
q="8.0" C

本题难度：一般

3、计算题如图，处于同一水平面内的光滑金属导轨平行放置，相距为L，左端连接有阻值为R的电阻。一导体棒ab垂直于导轨放置，电阻值也为R，回路中其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。
当导体棒ab受水平外力作用以速度v匀速向右滑动时，求：
(1)导体棒中的电流大小及方向。
(2)导体棒的发热功率。
(3)水平外力F的大小和方向。

参考答案：（1）（2）（3）

本题解析：（1）根据右手定则，导体棒中的电流方向为b流向a? (2分)
根据法拉第电磁感应定律，E=BvL? ①? (2分)
则导体棒中的电流大小? ②? (2分)
（2）导体棒的发热功率? ③ (2分)
联立②③可解得：?④? (2分)
（3）由于导体棒ab匀速运动，故水平外力F等于安培力F安
则水平外力F=F安 =ILB=?⑤? (3分)
方向水平向右(1分)
本题考查法拉第电磁感应定律的应用，首先求出感应电动势把本题转化为恒定电流问题，由闭合电路欧姆定律求解