高考物理知识大全《电磁感应中切割类问题》高频考点巩固（2019年最新版）(四) 2019-05-21 05:29:06 【大 中 小】 1、选择题  如图甲，正三角形硬导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直．图乙表示该磁场的磁感应强度随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里．在0一4t0时间内，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为（规定垂直ab边向左为安培力的正方向）（　　） A． B． C． D． 参考答案：C、D、0-1s，感应电动势为：E1=S△B△t=SB0，为定值， 感应电流：I1=E1r=SB0r，为定值，安培力F=BI1L∝B；由于B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，故CD均错误； A、B、3s-4s内，感应电动势为：E2=S△B△t=SB0，为定值， 感应电流：I2=E2r=SB0r，为定值，安培力F=BI2L∝B；由于B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零； 由于B逐渐减小到零，故通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量减小，有扩张趋势，故安培力向外，即ab边所受安培力向左，为正，故A正确，B错误； 故选：A． 本题解析： 本题难度：一般 2、简答题  足够长光滑导轨，竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=2T．有阻值为0.5Ω，质量为0.2kg的导体棒AB紧挨导轨，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω，其他部分的电阻及接触电阻均不计． 问：（1）导体棒AB在下落过程中达到的最大速度为多少？ （2）当导体棒AB的速度为3m/s时，求此时棒的加速度？ 参考答案：（1）导体棒匀速运动时速度最大， 导体棒受到的安培力：F=BIL=B2L2vmR， 由平衡条件得：B2L2vmR=mg， 解得：vm=5m/s； （2）由牛顿第二定律得：B2L2vR-mg=ma， 解得：a=4m/s2； 答：（1）导体棒AB在下落过程中达到的最大速度为5m/s； （2）当导体棒AB的速度为3m/s时，此时棒的加速度为4m/s2． 本题解析： 本题难度：一般 3、选择题  粗糙的平行金属导轨倾斜放置，匀强磁场B垂直于导轨平面，导体棒ab垂直导轨放置由静止开始下滑，回路中除电阻R外其它电阻不计（轨道足够长），在ab棒下滑的过程中（　　） A．ab的速度先增大，然后减小，最后匀速下滑 B．导体棒ab的加速度越来越小，最后为零 C．导体棒ab下滑过程中，回路中的电流越来越大，最后为零 D．导体棒ab受到的磁场力越来越大，最后等于棒的重力沿斜面的分力

参考答案：A、金属棒ab从静止开始沿导轨下滑后，受到重力、垂直于导轨向上的支持力和沿导轨向上的滑动摩擦力、安培力，重力沿斜面向下的分力先大于滑动摩擦力与安培力之和，ab棒先做加速运动，随着速度的增大，感应电动势和感应电流增大，ab棒所受的安培力增大，当重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力与安培力之和时，ab棒的合力为零，开始做匀速运动，达到稳定状态，速度达到最大值．故ab棒的速度先增大后不变，最后匀速下滑．故A错误．
B、由E=BLv知，速度先增大后不变，则感应电动势先增大后不变．由欧姆定律I=ER知，感应电流也先增大后不变，安培力先增大后不变，重力沿斜面向下的分力先大于滑动摩擦力与安培力之和，后等于滑动摩擦力与安培力之和，所以金属棒ab所受的合外力逐渐减小直至为零，加速度逐渐减小直至为零．故加速度先减小，最后为零．故B正确．
C、由上分析得知，感应电流先增大后不变，但最后不为零．故C错误．
D、导体棒ab受到的磁场力即安培力越来越大，最后等于棒的重力沿斜面的分力与滑动摩擦力之差，故D错误．
故选：B．

本题解析：

本题难度：简单

4、选择题  如图所示，在国庆60周年阅兵盛典上，我国预警机“空警-2000”在天安门上空机翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自东向西飞行．该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10-5T，则（ ? ）
A．两翼尖之间的电势差为0V
B．两翼尖之间的电势差为1.1V
C．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低

参考答案：C

本题解析：

本题难度：简单

5、简答题  如图甲所示，MN、PQ为间距l=1m足够长的f行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面问的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一质量为m=O.1kg电阻未知的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，没金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2），求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ．
（2）cd离NQ的距离x．
（3）金属捧滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量．

参考答案：（1）由图象可知，当v=0时，a=2m/s2，
由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，
代入数据解得：μ=0.5；
（2）由图象可知：vm=2m/s，
当金属棒达到稳定速度时，金属棒做匀速直线运动，
金属棒受到的安培力：FA=B0IL，
切割产生的感应电动势：E=B0Lv，
感应电流I=ER+r，
由平衡条件得：mgsinθ=FA+μmgcosθ，
解得，金属棒电阻：r=1Ω，
通过金属棒截面的电荷量：q=I△t=ER+r△t=△φ△t1R+r△t=△φR+r=B0?x?LR+r，
代入数据解得：x=1m；
（3）在金属棒下滑过程中，由动能定理得：
mgxsin37°-μmgxcos37°-WF=12mvm2-0，
代入数据解得：WF=0.15J，
整个电路产生的焦耳热等于克服安培力做功，
因此，整个电路产生的焦耳热：Q=WF=0.15J，
电阻R上产生的热量：
QR=RR+rQ=44+1×0.15=0.12J；
答：1）金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.5；
（2）cd离NQ的距离为1m；
（3）金属捧滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量为0.12J．

本题解析：

本题难度：一般

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