專題05 電磁感應與能量綜合題——決戰2014年高考物理題（一）1（（15分）（松江金山三區2014級高中班學習能力診斷）上海徐匯（模型二））如圖所示，兩根平行的金屬導軌OC和O'C'，相距1md，水平放置在均勻磁場中，磁場方向水平向左磁感應強度為B、5/6T，導軌O、1O'右端與水平面成30°角相連光滑平行導軌OD、O'D'、OC、OD 、D'、O'C'和O'D'分別位于同一垂直平面內，OO'垂直于OC和O'C'。傾斜導軌之間的傾斜B2存在均勻磁場，磁場方向垂直于導軌向上，磁感應強度為DFNO'C'度B，1T。 垂直于傾斜導軌的兩根金屬桿M、N固定在導軌上，質量為2M B x 1M，N均為m，1kg，電阻均為R，0.5Ω。 動摩擦因數為30？ 桿與水平導軌之間的CO為，0.4。 現在從距 OO′ 邊界 10m 的固定位置釋放 M 桿。 已知M桿在到達OO'邊界之前就開始勻速運動。 當M桿到達OO'邊界時，N桿在外力F的作用下開始從平行導軌22向下勻加速運動物理-電磁感應綜合大題物理-電磁感應綜合大題，加速度為a，6m/s。 不含導軌阻力，g為10m/s。 (1)求M桿滑動過程中M桿產生的焦耳熱Q； (2)求N桿滑動過程中外力F與時間t的函數關系； ）已知，當M桿停止時，N桿仍然在斜坡上。 求N桿運動的位移s； (3(4)已知M桿進入水平軌道并停止的過程中，外力F對N桿所做的功為15J，求該過程中系統產生的總熱量Q 。
合計 (2) N 桿向下滑動時作勻加速運動，6t, 1 (2 點)，解 (1 點) F,,, ma2a (m/s) 2R (3) N 桿在斜面上滑動軌道，M 桿在水平面減速 11 匯聚名校名師，奉獻優質資源，創造不一樣的教育 ~ t(s) 0 (1 點) f,μN,μ(mg,),maM2R替代得分（1分）a、4.2tM2（（14分）（上海浦東新區2014年高考預測（第二模型）））如圖（a）所示，平行長直導軌MN和PQ水平放置，兩導軌之間的距離L=0.5m，導軌MP左端間接有一個定值電阻，阻值為R=0.2Ω。 導體棒ab的質量m=0.1kg。 導體棒與導軌之間的動摩擦因數μ=0.1。 導體棒垂直于導軌放置，距離左端d=1.0m。 導軌和導體 桿電阻忽略不計。 整個裝置處于一個范圍足夠大的均勻磁場中。 t=0時，磁場方向垂直向下。 之后，不考慮感應電流磁場的影響，磁感應強度B隨時間t的變化如圖(b)所示。 當t=3s時，ab桿突然向右獲得速度v=8m/s。 同時，在桿上施加一個水平的、可變的外力F，使ab桿保持大小恒定a=4m/s、方向向左的加速度g=10m/s。 (1)求前3s內電路中感應電流的大小和方向； (2)求前3s內桿ab上的力 摩擦力隨時間變化的關系式； (3)求桿ab位移s=3.5m時的外力F； 1(4) 從時間t=0開始，當電荷q=2.25C通過電阻R時，ab棒向右移動。 此時，外力F移除。 此后，桿ab移動s=6.05m，然后停止。
求外力F去掉后電阻R上產生的熱量Q。 222 匯聚名校名師，貢獻優質資源，創造不一樣的教育~ B a MNB/T 0.2 RL 0.1 bd PQO 1.0 2.0 3.0 t/s -0.1 圖(a) 圖(b) 【參考答案】 (1) 0.25A (2)f=0.0125(2-t)N(t 說明此時線框還沒有完全進入磁場。 (2點) v,122 可見加速度此時的a與導線的截面積s無關，依此類推，可見速度v與導線的截面積s無關，因此，該過程粗線框通過磁場時也是勻速運動，速度也是vghb,,2.（2分）,,m 設線框在整個過程中產生的熱量為Q，取線框來研究從靜止到完全離開磁場的過程。根據動能定理：12,,,,0,,m2可得：11,,,,22,,,,,,,,( 2分),,,,mm,,,,22,,,,由上式可得：線架穿過整個磁場時產生的熱量與線材截面有關并成正比面積s，而上式中的其他物理量都與線框的厚度無關，因此粗線框產生的熱量比細線框產生的熱量大。 (1分) 【測試點位置】測試電磁感應規律、發熱、做功及相關知識。 5（（19分）（2014年4月）武漢研究）如圖所示，空氣中有一個水平均勻磁場區域。 該區域上下邊緣距離為h，磁感應強度為B。
兩條導軌連接有長度為L、寬度為b(b)的工作臺。 均勻磁場垂直于導軌平面。 質量為 m 且有效電阻為 R 的導體棒在距磁場上邊界距離 h 處靜止釋放。 導體棒進入磁場。 此后，流過電流表的電流逐漸減小物理-電磁感應綜合大題物理-電磁感應綜合大題，最后穩定在I。在整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，并且始終保持水平，而與導軌的阻力無關。 求：（1）磁感應強度B的大小； (2)電流穩定后，導體棒的運動速度v的大小； （3）流過電流表的電流最大值I.mmg【參考答案】（1）B= Il2IR（2）v，（3）I，mIR【名師解析】，（18分）BIlmg，（ 1）電流穩定后，導體棒勻速運動（2分）99 集結名校名師，奉獻優質資源，打造不一樣的教育~mg解：B=（2分）Il17 （如圖所示，距離L處有一條光滑的金屬導軌，半徑為R的圓弧部分垂直放置，直線部分固定在水平地面上。在MNQP4范圍內，有一個統一的方向垂直向下，磁感應強度為B的磁場（金屬桿ab、cd與導軌垂直且接觸良好，cd在磁場中靜止；ab從靜止狀態從弧形導軌頂部釋放，進入磁場后與cd無接觸（已知ab的質量為m，電阻為r，cd的質量為3m，電阻為r。 忽略金屬導軌的阻力，重力加速度為g。 (1)求ab到達圓弧底部時軌道上的壓力； (2)圖中標出ab剛進入磁場時cd棒中電流的方向； （3）如果cd離開磁場時的速度是此時ab速度的一半（求cd離開磁場時ab所受到的安培力的大小（【參考答案】（1）3mg（2 )d?c (3) 5r 【名師解析】：12(1) 假設ab到達圓弧底部時受到的支撐力為F，ab、mgR滑動過程中機械能守恒， mv? N22mv 根據牛頓第二定律 F,mg, ? 匯聚名校名師，奉獻優質資源，創造不一樣的教育~ 8((18分)(2014年呼倫貝爾市高考模擬統一考試) As如圖A所示，在水平面上固定一對平行且足夠長的粗導軌，兩導軌之間的距離L=1m，左端接一個R=3Ω的電阻，其電阻為導軌被忽略。
將質量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導體棒靜止放置在兩根導軌上，并與兩根導軌垂直。 整個裝置處于磁感應強度B=2T的均勻磁場中，磁場方向垂直于導軌平面且向上。 現在用水平向右的拉力F來拉動導體棒。 拉力F與時間t的關系如圖B所示。導體棒只是做勻加速直線運動。 拉力F在0.2s內所做的2功為W=24J，重力加速度g=10m/s。 求：（1）導體棒與導軌之間的動摩擦因數μ； (2)0.2s內通過電阻R的電量q； (3)0.2s內電阻R上產生的熱量Q。 【參考答案】(1)0.1。 (2)3C (3)9J 【名師解析】（18分） 1111 匯聚名校名師，奉獻優質資源，打造不一樣的教育~？假設導體棒的加速度為a，則t時刻導體棒的速度為v=at 產生的感應電動勢為E=BLv。 BLv電路中的感應電流為I、R、rBLxq、It。 通過的電荷量： …………（1分） 將R和r代入數字，可得： q=3C …………（1分） 在t=2s時刻，導體棒的速度為v=at=6 m/s。 …………（1分） 力F作用期間，設電路中產生的總熱量為Q′。 由動能定理可知，12,,,,,…………（2分）F2，代入數字可得：…………（1分）Q,12JR,Q,Q,9J 由串聯電路的知識，我們可以知道：…………（1分）R，r 【測試點位置】測試電磁感應、發熱規律及相關知識。 1212 匯聚名校名師，奉獻優質資源，創造不一樣的教育~ 1313 匯聚名校名師，奉獻優質資源，創造不一樣的教育~