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)
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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 -