(通用版)2020高考物理三轮冲刺高考热点排查练热点18电磁感应中的综合问题(含解析)
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(通用版)2020高考物理三轮冲刺高考热点排查练热点18电磁感应中的综合问题(含解析)
1、热点18电磁感应中的综合问题1(2019广东“六校”第三次联考)如图1甲所示,水平放置的导轨左侧接有定值电阻R2,导轨间距L1m,整个装置置于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度大小B1T一根质量为m2kg,阻值为r2的金属棒在水平拉力F作用下,由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的vx图象如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数0.25,金属棒始终与导轨接触良好,重力加速度g取10m/s2,不计导轨电阻,求:图1(1)安培力FA与位移x的函数关系式;(2)从起点到位移x1m的过程中,拉力做的功W.答案(1)FA0.5x(2)9.25J解析(1)由vx图象得:v2x金属棒所受的安培力FA
2、BIL电路中的电流I整理得FA0.5x(2)由上式可知FA与x是线性关系当x0时,安培力FA10;当x1m时,安培力FA20.5N,则从起点发生x1m位移的过程中,安培力做功为:WAAxx0.25J即金属棒克服安培力做的功为:W10.25J金属棒克服摩擦力做的功为:W2mgx0.252101J5J根据动能定理得:WW2W1mv2其中v2m/s,代入解得拉力做的功为:W9.25J.2(2019山东日照市上学期期末)如图2甲所示,MN和PQ是足够长的平行光滑金属导轨,其间距为d,电阻忽略不计导轨平面与水平地面的夹角为,在导轨的矩形区域内有一垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B.一
3、根电阻为r且具有一定质量的导体棒ef垂直放在导轨上,正方形金属框abcd的质量为m,边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,线框的a、b两点通过导线与导轨相连,金属框上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,金属框下半部分处在磁感应强度大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力,导体棒ef始终与导轨接触良好从导体棒ef自由下滑开始计时,悬挂线框的细线拉力FT随时间的变化如图乙所示重力加速度用g表示求:图2(1)导体棒ef刚进入磁场时ab边的电流;(2)导体棒ef刚进入磁场时的速度大小以及所经历的时间;(3)导体棒ef的质量答案(1)(2)(3)解析(1)导体棒ef刚进入磁场时,设ab边电流为I1,cd边电流为I2,则:BI1LFTmgBI2LFTmgI1I2(3r)r31,解得:I1;(2)导体棒ef刚进入磁场时,对整个回路,干路电流II1I2感应电动势EBdv,解得:v,根据vatgsint,解得t(3)同(1)的方法得导体棒ef匀速滑动时,I1,I2,ef中的电流IefI1I2对导体棒ef,设导体棒ef的质量为M,由力的平衡得:MgsinBIefd解得:M.3