高考物理知识点《电磁感应中切割类问题》考点预测（2019年押题版） - 高考物理题库

高考物理知识点《电磁感应中切割类问题》考点预测（2019年押题版）(四)

2019-06-23 21:26:13 【大中小】

1、简答题如图一所示，竖直面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d为0，5m，上端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接，下端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有水平向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图二所示，CE长为2m．在t=0时，电阻2Ω的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动，当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，g取10m/s2．求：
（1）通过小灯泡的电流强度
（2）金属棒的质量
（3）t=0.25s时金属棒两端的电势差
（4）金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，电阻R中的焦耳热．

参考答案：（1）金属棒未进入磁场时，E1=△?△t=S△B△t=0.5×2×0.40.2=2?V?
R总=RL+R2=4+1=5Ω?
IL=E1R总=25=0.4A?
（2）因灯泡亮度不变，故0.2s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动，
I=IL+IR=IL+ILRLR=0.4+0.4×42=1.2?A?
G=FA=BId=0.4×1.2×0.5=0.24?N?
所以金属棒的质量：m=Gg=0.024Kg?
（3）金属棒在磁场中运动时电动势E2=I（R+RRLR+RL）=1.2（2+2×42+4）=4V?
v=E2Bd=40.4×0.5=20m/s
金属棒从CD位置运动到EF位置过程的时间为t2=CEv=220s=0.1s，在这段时间内U=ILRL=0.4×4V=1.6V，所以t=0.25s时金属棒两端的电势差为1.6V?
（4）金属棒在进入磁场前，电阻R中的焦耳热Q1=I12Rt=0.22×2×0.2J=0.016J
金属棒从AB位置运动到EF位置过程中的焦耳热Q2=I22Rt=0.82×2×0.1J=0.128J
金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，电阻R中的焦耳热Q=Q1+Q2=0.144J
答：（1）通过小灯泡的电流强度是0.4A；
（2）金属棒的质量是0.024kg；
（3）t=0.25s时金属棒两端的电势差为1.6V；
（4）金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，电阻R中的焦耳热为0.144J．

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题如图所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键S断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的速度v与时间t的关系不可能是（　　）
A．
B．
C．
D．

参考答案：A、当闭合开关时S时，满足mg=B2L2vR时，金属杆匀速运动，故A正确．
B、当速度大小变化时，感应电动势也会变化，感应电流也变化，安培力大小也变化，所以金属杆的加速度也在变化，所以不可能做匀加速运动，故B错误．
C、如果mg＞B2L2vR时，金属杆加速运动，速度增大，安培力增大，加速度减小最后匀速，故C正确．
D、当mg＜B2L2vR时，金属杆减速运动，速度减小，安培力减小，加速度减小，故D正确．
本题选不可能的，即错误的，故选B．

本题解析：

本题难度：简单

3、简答题如图所示，一个被x轴与曲线方程y=0.2sin

10π
3

x（m）所围的空间中存在着匀强磁场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.2T．正方形金属线框的边长L=0.40m，电阻R=0.1Ω，重力不计．它的一边与y轴重合，在拉力F的作用下，以v=10m/s的速度水平向右匀速运动．求：
（1）拉力F的最大功率是多少？
（2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？

参考答案：（1）当线框的一条竖直边运动到x=0.15m处时，线圈的感应电动势最大，最大值为Em=BLv=0.2×0.2×10V=0.4V
根据欧姆定律可得最大电流为：Im=EmR=4A
所以拉力F的最大值为：Fm=BLIm=0.2×4×0.2?N=0.16?N
拉力F最大功率为：Pm=Fmv=0.16×10?W=1.6?W
（2）把线框拉过磁场区域时，因为有效切割长度是按正弦规律变化的，所以，线框中的电流也是按正弦规律变化的（有一段时间线框中没有电流）．电动势的有效值是：E=Em

本题解析：

本题难度：一般

4、选择题在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是?（?）

参考答案：D

本题解析：互相垂直的线圈由于产生的磁场互相垂直，因而影响较小，D正确。

本题难度：简单

5、简答题如图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻．导轨上跨放着一根长为L=0.2m，每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时，试求：
（1）使金属棒做匀速运动的拉力；
（2）回路中的发热功率；
（3）金属棒ab两端点间的电势差．

参考答案：（1）金属棒cd段产生的感应电动势为Ecd=Bhv=0.5×0.1×4=0.2V
cdQN中产生的感应电流为? I=EcdR+hr=0.20.3+0.2A=0.4A
使金属棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力，方向向左，大小为
? F=F安=BIh=0.5×0.4×0.1N=0.02N
（2）回路中的热功率P热=I2（R+hr）=0.08W
（3）金属棒ab两端的电势差等于Uac、Ucd、Udb三者之和，由于
? Ucd=Ecd-Ircd，
所以 Uab=Eab-Ircd=BLv-Ircd=0.32v．
答：
（1）使金属棒做匀速运动的拉力是0.02N；
（2）回路中的发热功率为0.08W；
（3）金属棒ab两端点间的电势差是0.32v．

本题解析：

本题难度：一般

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