专题12 电磁感应综合性问题（第02期）-2016年高考物理最新模拟题

1．（13分）（2016北京东城期末）如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1  m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8， 取g=10m/s2。
⑴求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；
⑵求金属 棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；
⑶若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J，求流过电阻R的总电荷量q。

【名师解析】
（13分）解：
⑴ 金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度vm。
    由牛顿第二定律       ①
         ② 
         ③   
         ④
解得    
 
(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中 ，沿导轨下滑距离为x
由能量守恒定律：       ⑥
  根据焦耳定律         ⑦
  解得  
  根据          ⑧
              ⑨
              ⑩
            
  解得
说明：其他方法正确同样给分
2．（10分）（2016江西赣州期末）如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距L＝0.5m，电阻不计，右端通过导线与小灯泡连接．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长x=2m，有一阻值r =0.5W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）．CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示．在t＝0至t＝4s内，金属棒PQ保持静止，在t＝4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，且此状态下小灯泡阻值R＝2 W，求：
（1）通过小灯泡的电流．                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小．





3.（12分）（2016上海闸北期末）半径 分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上，BA的延长线过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于一磁感应强度大小为B的匀强磁场中，方向竖直向下。在内、外圆导轨间对称地接有三个阻值均为R的电阻。直导体棒在垂直作用于导体棒AB中点的水平外力F作用下，以角速度ω绕O点顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导体棒和导轨电阻均可忽略。求：
（1）导体棒产生的感应电动势；
（2）流过导体棒的感应电流；
（3）外力大小。
【参考答案】（1）E感＝32 Bωr2
（2）I总＝9Bωr22R
（3）F＝9B2ωr32R
【名师解析】
（1）解法一：Dt时间内导体棒扫过的面积为 ，
；（公式3分，结论2分）
解法二：E感＝ ＝32 Bωr2；（公式3分，结论2分）
（2）三个电阻为 并联关系： ，（2分）
I总＝ ＝9Bωr22R ；（2分）
（3）解法一：外力 ，（公式2分，结论1分）
解法二：F＝ ＝9B2ωr32R 。（公式2分，结论1分）

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