高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)18 電磁感應(yīng)中的綜合問(wèn)題（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

熱點(diǎn)18電磁感應(yīng)中的綜合問(wèn)題1(2019·廣東“六校”第三次聯(lián)考)如圖1甲所示，水平放置的導(dǎo)軌左側(cè)接有定值電阻R2，導(dǎo)軌間距L1m，整個(gè)裝置置于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1T一根質(zhì)量為m2kg，阻值為r2的金屬棒在水平拉力F作用下，由靜止開(kāi)始從CD處沿導(dǎo)軌向右加速運(yùn)動(dòng)，金屬棒的vx圖象如圖乙所示，若金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求：圖1(1)安培力FA與位移x的函數(shù)關(guān)系式；(2)從起點(diǎn)到位移x1m的過(guò)程中，拉力做的功W.答案(1)FA0.5x(2)9.25J解析(1)由vx圖象得：v2x金屬棒所受的安培力FABIL電路中的電流I整理得FA0.5x(2)由上式可知FA與x是線性關(guān)系當(dāng)x0時(shí)，安培力FA10；當(dāng)x1m時(shí)，安培力FA20.5N，則從起點(diǎn)發(fā)生x1m位移的過(guò)程中，安培力做功為：WAAxx0.25J即金屬棒克服安培力做的功為：W10.25J金屬棒克服摩擦力做的功為：W2mgx0.25×2×10×1J5J根據(jù)動(dòng)能定理得：WW2W1mv2其中v2m/s，代入解得拉力做的功為：W9.25J.2(2019·山東日照市上學(xué)期期末)如圖2甲所示，MN和PQ是足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，其間距為d，電阻忽略不計(jì)導(dǎo)軌平面與水平地面的夾角為，在導(dǎo)軌的矩形區(qū)域內(nèi)有一垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一根電阻為r且具有一定質(zhì)量的導(dǎo)體棒ef垂直放在導(dǎo)軌上，正方形金屬框abcd的質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，線框的a、b兩點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框下半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力，導(dǎo)體棒ef始終與導(dǎo)軌接觸良好從導(dǎo)體棒ef自由下滑開(kāi)始計(jì)時(shí)，懸掛線框的細(xì)線拉力FT隨時(shí)間的變化如圖乙所示重力加速度用g表示求：圖2(1)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)ab邊的電流；(2)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小以及所經(jīng)歷的時(shí)間；(3)導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量答案(1)(2)(3)解析(1)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，設(shè)ab邊電流為I1，cd邊電流為I2，則：BI1LFTmgBI2LFTmgI1I2(3r)r31，解得：I1；(2)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，對(duì)整個(gè)回路，干路電流II1I2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBdv，解得：v，根據(jù)vatgsint，解得t(3)同(1)的方法得導(dǎo)體棒ef勻速滑動(dòng)時(shí)，I1，I2，ef中的電流IefI1I2對(duì)導(dǎo)體棒ef，設(shè)導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量為M，由力的平衡得：MgsinBIefd解得：M.