江蘇省2020版高考物理三輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)15 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用練習(xí)（含解析）

熱點(diǎn)15電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用(建議用時(shí)：20分鐘)1.(2019·江蘇一模)如圖所示，匝數(shù)為N100、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)0.5 m、阻值為r1.5 的正方形導(dǎo)線框與間距為d0.5 m 的豎直導(dǎo)軌相連，正方形線框的上半部分處在水平向外的磁場(chǎng)B1中，導(dǎo)軌的下部存在著水平向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B21 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)質(zhì)量為m0.2 kg、電阻為R0.5 的導(dǎo)體棒ab可以沿豎直導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好當(dāng)磁場(chǎng)B1發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體棒ab剛好能處于靜止?fàn)顟B(tài)重力加速度g取10 m/s2，試求：(1)此時(shí)通過ab棒的電流I的大小和方向；(2)此過程中磁場(chǎng)B1的變化率；(3)開始的5 s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q.2(2019·蘇州市模擬)如圖所示，空間存在豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m、電阻為R的正方形單匝導(dǎo)線框abcd放在水平桌面上在水平拉力作用下，線框從左邊界以速度v勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去拉力，ab邊恰好能到達(dá)磁場(chǎng)的右邊界已知線框與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，磁場(chǎng)寬度大于L，重力加速度為g.求：(1)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，其兩端的電壓U；(2)水平拉力的大小F和磁場(chǎng)的寬度d；(3)整個(gè)過程中產(chǎn)生的總熱量Q.3.(2019·蘇州市期初調(diào)研)如圖所示，在傾角30°的光滑固定斜面上，相距為d的兩平行虛線MN、PQ間分布有大小為B、方向垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)在PQ上方有一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)的正方形單匝線圈abcd，線圈的電阻值為R，cd邊與PQ邊平行且相距x.現(xiàn)將該線圈自此位置由靜止釋放，使其沿斜面下滑穿過磁場(chǎng)，在ab邊將離開磁場(chǎng)時(shí)，線圈已做勻速運(yùn)動(dòng)重力加速度為g.求：(1)線圈cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率v1；(2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過ab邊的電荷量q；(3)線圈通過磁場(chǎng)的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱Q.熱點(diǎn)15電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用1解析：(1)導(dǎo)體棒ab靜止，所以有：mgB2IL可得：I A4 A由左手定則判斷知，電流方向由a到b.(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：ENS式中S由閉合電路歐姆定律得：EI(Rr)代入數(shù)據(jù)解得：0.64 T/s.(3)開始的5 s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：QI2(Rr)t42×(0.51.5)×5 J160 J.答案：(1)4 A方向由a到b(2)0.64 T/s(3)160 J2解析：(1)EBLvIUI·RBLv.(2)FF安mgmg撤去拉力后，線框在磁場(chǎng)中只受到滑動(dòng)摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，x2所以dL.(3)進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生焦耳熱Q1I2Rt1由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q2mgmgLmv2所以整個(gè)過程產(chǎn)生的熱量為QQ1Q2mgLmv2.答案：(1)BLv(2)mgL(3)mgLmv23解析：(1)線圈沿斜面向下運(yùn)動(dòng)至cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，mgxsin 30°mv0解得：v1.(2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I通過的電荷量為：qI·t.(3)線圈離開磁場(chǎng)時(shí)，勻速運(yùn)動(dòng)有：BLmgsin 30°解得：v2由能量守恒：Qmg(xdL)sin 30°mv解得：Qmg(xdL).答案：(1)(2)(3)mg(xdL)- 6 -