2019-2020年高考沖刺物理百題精練 專題06 電磁感應(yīng)、交變電流（含解析）.doc
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2019-2020年高考沖刺物理百題精練 專題06 電磁感應(yīng)、交變電流（含解析） 1．如圖甲所示，相距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O′為右邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在距邊界OO′也為L(zhǎng)處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab。 （1）若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初位置，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在t時(shí)間內(nèi)由B均勻減小到零，求此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的電量q。 （2）若ab桿在恒力作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)3L距離，其速度—位移的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量）。求此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1。 （3）若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強(qiáng)磁場(chǎng)保持大小不變繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若磁場(chǎng)方向由圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2. 則磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小是多少？ 1. 【解析】 則 考點(diǎn)：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律。 2．如圖所示，寬度為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的兩端連接阻值R的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根質(zhì)量m的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒的有效電阻也為R，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．導(dǎo)體棒MN的初始位置與導(dǎo)軌最左端距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)． （1）若用一平行于導(dǎo)軌的恒定拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直，求導(dǎo)體棒最終的速度； （2）若導(dǎo)體棒的初速度為，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)L停止，求此過(guò)程導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的焦耳熱； （3）若磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度（k>0），開(kāi)始導(dǎo)體棒靜止，從t=0 時(shí)刻起，求導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)的方向． 2. 【解析】 （3） 導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)時(shí) 解得 由楞次定律得導(dǎo)體棒將向左運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律。 3．如圖所示，兩根等高的四分之一光滑圓弧軌道，半徑為r、間距為L(zhǎng)，圖中oa水平，co豎直，在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開(kāi)始下滑，到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg。整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，軌道電阻不計(jì)，求： (1)金屬棒到達(dá)軌道底端cd時(shí)的速度大小和通過(guò)電阻R的電流： (2)金屬棒從ab下滑到cd過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過(guò)R的電荷量： (3)若金屬棒在拉力作用下，從cd開(kāi)始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在到達(dá)ab的過(guò)程中拉力做的功為多少? 3.【解析】 試題分析：（1）到達(dá)軌道底端cd時(shí)由牛頓定律： 解得 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 所以 （2）由能量守恒定律得： 產(chǎn)生的焦耳熱 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 平均感應(yīng)電流 通過(guò)R的電荷量 解得 （3）金屬棒中產(chǎn)生正弦交變電流的有效值 在四分之一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量 由功能關(guān)系有 解得拉力做的功為 考點(diǎn)：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律。 4．如圖所示，兩根半徑為r的圓弧軌道間距為L(zhǎng)，其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計(jì)，在其上端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處于輻向磁場(chǎng)中，圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．將一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R0的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放．已知當(dāng)金屬棒到達(dá)如圖所示的cd位置（金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為θ）時(shí)，金屬棒的速度達(dá)到最大；當(dāng)金屬棒到達(dá)軌道底端ef時(shí)，對(duì)軌道的壓力為1.5mg．求： （1）當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，流經(jīng)電阻R的電流大小和方向； （2）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中流經(jīng)電阻R的電量； （3）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量． 4. 【解析】 試題分析：（1）金屬棒速度最大時(shí)，在軌道切線方向所受合力為0，則 解得： 流經(jīng)R的電流方向?yàn)閍--R--b （2）磁通量變化為 平均電動(dòng)勢(shì)， 電量 （3） 軌道最低點(diǎn)時(shí)： 由能量轉(zhuǎn)化和守恒得： 電阻R上發(fā)熱量 考點(diǎn)：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律。 5．如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一傾角的光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距L，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng)，一寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。另有一長(zhǎng)為2d的絕緣桿將一導(dǎo)體棒和一邊長(zhǎng)為d（d下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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