2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題重組卷第一部分單元十一電磁感應(yīng)含解析

1、單元十一電磁感應(yīng)考點(diǎn)1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象()；2.磁通量()；3.法拉第電磁感應(yīng)定律()；4.楞次定律()；5.自感、渦流()知識點(diǎn)1.楞次定律的理解及應(yīng)用；2.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用；3.自感現(xiàn)象和渦流；4.電磁感應(yīng)與動力學(xué)、能量、電路的綜合；5.圖象問題第卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第812題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1(2019全國卷)楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？()a電阻定律 b庫侖定律c歐姆定律 d能量守恒定律答

2、案d解析楞次定律表述了感應(yīng)電流的磁場方向，同時(shí)也體現(xiàn)了不同能量間的關(guān)系?？偰芰渴鞘睾愕?，感應(yīng)電流做功產(chǎn)生電能，電能是“阻礙”的結(jié)果，d正確。2. (2019江蘇揚(yáng)州一模)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)的。電磁驅(qū)動原理如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個(gè)閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關(guān)s的瞬間()a兩個(gè)金屬環(huán)都向左運(yùn)動b兩個(gè)金屬環(huán)都向右運(yùn)動c銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力d從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向答案d解析合上開關(guān)s的瞬間，穿過兩個(gè)金屬環(huán)的磁通量變大，為阻礙磁通量的增大，鋁環(huán)向左運(yùn)動，銅環(huán)向右運(yùn)動，a、b錯(cuò)誤；由于銅環(huán)

3、和鋁環(huán)的形狀、大小相同，銅的電阻率較小，故銅環(huán)的電阻較小，兩環(huán)對稱地放在固定線圈兩側(cè)，閉合s瞬間，穿過兩環(huán)的磁通量的變化率相同，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同，銅環(huán)電阻較小，則銅環(huán)中的感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力較大，c錯(cuò)誤；由右手螺旋定則可知，閉合s瞬間，穿過鋁環(huán)的磁通量向左增大，由楞次定律知，從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，d正確。3(2019安徽宣城高三上學(xué)期期末)邊界mn的一側(cè)區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向垂直于光滑水平桌面的勻強(qiáng)磁場。邊長為l的正三角形金屬線框abc粗細(xì)均勻，三邊阻值相等，a頂點(diǎn)剛好位于邊界mn上，現(xiàn)使線框圍繞過a點(diǎn)且垂直于桌面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動

4、角速度為，如圖所示，則在ab邊開始轉(zhuǎn)入磁場的瞬間ab兩端的電勢差uab為()a.bl2 bbl2cbl2 d.bl2答案a解析當(dāng)ab邊剛轉(zhuǎn)入磁場時(shí)，ab部分切割磁感線，切割長度為a、b兩個(gè)端點(diǎn)間的距離l，感應(yīng)電動勢大小eblvblbl2，由右手定則知，ab邊中電流方向?yàn)閎a，故a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高；設(shè)線框abc每個(gè)邊的電阻為r，a、b兩點(diǎn)間的電勢差為：uabi2r2r，故uabbl2，a正確。4. (2019江蘇揚(yáng)州高郵高三下學(xué)期調(diào)研)如圖所示，兩燈泡a1、a2相同，a1與一理想二極管d連接，線圈l的直流電阻不計(jì)。下列說法正確的是()a閉合開關(guān)s后，a1會逐漸變亮b閉合開關(guān)s穩(wěn)定后，a1、a2亮度

5、相同c斷開s的瞬間，a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)低d斷開s的瞬間，a1會逐漸熄滅答案c解析閉合開關(guān)s后，雖然線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增大，但兩燈和線圈不是串聯(lián)的關(guān)系，故兩燈立刻變亮，a錯(cuò)誤；閉合開關(guān)s穩(wěn)定后，因線圈l的直流電阻不計(jì)，所以a1與二極管被短路，燈泡a1不亮，而a2亮，因此a1、a2亮度不同，b錯(cuò)誤；斷開s的瞬間，a2會立刻熄滅，因線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)，線圈l與燈泡a1及二極管構(gòu)成回路，但二極管具有單向?qū)щ娦裕曰芈分袥]有感應(yīng)電流，a1會立即熄滅，c正確，d錯(cuò)誤。5(2019濟(jì)南高三模擬)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1000匝，橫截面積s20 cm2，螺線管導(dǎo)線電

6、阻r1.0 ，r14.0 ，r25.0 ，c30 f。在一段時(shí)間內(nèi)，垂直穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的方向如圖甲所示，大小按如圖乙所示的規(guī)律變化，則下列說法中正確的是()a螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.2 vb閉合s，電路中的電流穩(wěn)定后，電容器下極板帶負(fù)電c閉合s，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻r1的電功率為2.56102 wds斷開后，流經(jīng)r2的電量為1.8102 c答案c解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：enns，解得：e0.8 v，a錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，螺線管的感應(yīng)電流盤旋而下，則螺線管下端是電源的正極，電容器下極板帶正電，b錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：i0.08 a，根據(jù)pi2r1得：電

7、阻r1的電功率p2.56102 w，c正確；s斷開后，流經(jīng)r2的電量即為s閉合時(shí)電容器極板上所帶的電量q，電容器兩極板間的電壓為：uir20.4 v，流經(jīng)r2的電量為：qcu1.2105 c，d錯(cuò)誤。6(2019云南二模)如圖甲所示，光滑水平桌面上靜置一邊長為l、電阻為r的單匝正方形線圈abcd，線圈的一邊通過一輕桿與固定的傳感器相連?，F(xiàn)加一隨時(shí)間均勻變化、方向垂直桌面向下的勻強(qiáng)磁場，從t0時(shí)刻開始，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，線圈的一半處于磁場中，另一半在磁場外，傳感器顯示的力隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。f0和t0已知，則磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小為()a. b. c. d. 答案a解析由題可知，磁

8、場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為bb0kt，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢ekl2，線圈中電流i，線圈受到的安培力fbil(b0kt)lt，由圖乙可知：，解得k ，a正確。7(2019福建南平高三第一次質(zhì)檢)如圖所示，水平面內(nèi)有一足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌左端用導(dǎo)線與電容器c(電容器不帶電)及開關(guān)連接。勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌以某一初速度向右運(yùn)動。某時(shí)刻將開關(guān)s閉合并開始計(jì)時(shí)，用v、q、i和a分別表示導(dǎo)體棒的速度、電容器所帶電荷量、導(dǎo)體棒中的電流和導(dǎo)體棒的加速度。則圖中正確的是()答案d解析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，閉合開關(guān)，

9、導(dǎo)體棒給電容器充電，電容器兩板間電壓增加，同時(shí)導(dǎo)體棒中有向上的充電電流，并在向左的安培力作用下做減速運(yùn)動，當(dāng)感應(yīng)電動勢等于電容器兩板間電壓后，不再充電，導(dǎo)體棒也不再受安培力作用而做勻速直線運(yùn)動，a錯(cuò)誤；電容器所帶電荷量qcu，電荷量增加到一定值不再變化，最終不為零，b錯(cuò)誤；當(dāng)感應(yīng)電動勢等于電容器兩板間電壓后，不再給電容器充電，最終電流為零，c錯(cuò)誤；由eblv，i，f安bilma聯(lián)立，解得導(dǎo)體棒的加速度au，隨著t增大，v減小，u增大，則a減小，故v隨時(shí)間減小得越來越慢，又i減小，故u隨時(shí)間增加得越來越慢，可知a隨時(shí)間減小得越來越慢，直至導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動，a0，d正確。8. (2019廣西欽

10、州三模)如圖，兩條間距為l的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為r的電阻；一金屬棒垂直放置在兩導(dǎo)軌上；在mn左側(cè)面積為s的圓形區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b隨時(shí)間t的變化關(guān)系為bkt，式中k為常量，且k0；在mn右側(cè)區(qū)域存在一與導(dǎo)軌垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。t0時(shí)刻，金屬棒從mn處開始，在水平拉力f作用下以速度v0向右勻速運(yùn)動。金屬棒與導(dǎo)軌的電阻及摩擦均可忽略。則()a在t時(shí)刻穿過回路的總磁通量為b0lv0tb電阻r上的電流為恒定電流c在時(shí)間t內(nèi)流過電阻的電荷量為td金屬棒所受的水平拉力f隨時(shí)間均勻增大答案bc解析根據(jù)題意可

11、知，mn左邊的磁場方向與右邊的磁場方向相同，那么總磁通量即為左、右兩邊磁通量之和，則在t時(shí)刻穿過回路的總磁通量為12ktsb0v0tl，a錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得eksb0lv0，結(jié)合閉合電路歐姆定律得i，故電阻r上的電流為恒定電流，b正確；t時(shí)間內(nèi)通過電阻的電荷量為qitt，c正確；金屬棒所受的安培力大小fab0il，根據(jù)平衡條件得，水平恒力大小等于安培力大小，即f，故外力f是一個(gè)恒力，d錯(cuò)誤。9(2019黑龍江齊齊哈爾五校聯(lián)誼高三上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖所示，兩根相距為l的足夠長的光滑導(dǎo)軌的一部分處于同一水平面內(nèi)，另一部分與水平面的夾角為，質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成

12、閉合回路，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)桿ab在平行于水平導(dǎo)軌的拉力f作用下以大小為v的速度沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時(shí)，桿cd恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度大小為g，下列說法正確的是()a回路中的電流為b桿ab所受拉力的大小為mgsinc回路中電流的總功率為mgvsind回路的總電阻為答案ad解析對于桿cd，由平衡條件得：f安mgtan，由于通過兩桿的感應(yīng)電流的大小、兩桿在回路中的長度相等，所以兩桿所受的安培力大小相等，對于ab桿，由平衡條件得：ff安mgtan，又因?yàn)閒安bil，得回路中的電流為：i，a正確，b錯(cuò)誤；回路中電流的總功率等于拉力的功率，為：pfvmgvtan，

13、c錯(cuò)誤；根據(jù)eblv，i，f安bil，結(jié)合f安mgtan，解得：r總，d正確。10(2019全國卷)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖a中虛線mn所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為、橫截面積為s，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心o在mn上。t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖a所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖b所示。則在t0到tt1的時(shí)間間隔內(nèi)()a圓環(huán)所受安培力的方向始終不變b圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向c圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為d圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為答案bc解析由題可知，通過圓環(huán)的磁通量隨時(shí)間t均勻變化，則圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的大小和方向均

14、不變，但t0時(shí)刻磁場方向發(fā)生變化，故安培力方向發(fā)生變化，a錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終沿順時(shí)針方向，b正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢e，根據(jù)閉合電路歐姆定律知，電流i，c正確，d錯(cuò)誤。11(2019云南民族大學(xué)附屬中學(xué)高三上學(xué)期期末)如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線l1、l2、l3、l4，在l1、l2之間，l3、l4之間存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1 t，方向垂直于虛線所在平面。現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cdl0.5 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為2 ，將其從圖示位置由靜止釋放(cd邊與l1重合)，線圈速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd

15、邊與l2重合，t2時(shí)刻ab邊與l3重合，t3時(shí)刻ab邊與l4重合，已知t1t2的時(shí)間間隔為0.6 s，整個(gè)運(yùn)動過程中線圈平面始終處于豎直方向(重力加速度g取10 m/s2)。則()a在0t1時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25 cb線圈勻速運(yùn)動的速度大小為8 m/sc線圈的長度為1 md0t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為1.8 j答案abd解析由題圖可知，在t2t3時(shí)間內(nèi)，線圈向下做勻速直線運(yùn)動，受力平衡，則根據(jù)平衡條件有：mgbil，而i，聯(lián)立兩式解得v2，代入數(shù)據(jù)解得：v28 m/s，b正確；t1t2時(shí)間內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動，則知線圈內(nèi)磁通量變化為零，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不受安培力作用，僅在重

16、力作用下運(yùn)動，以cd邊與l2重合時(shí)為初狀態(tài)，以ab邊與l3重合時(shí)為末狀態(tài)，設(shè)磁場的寬度為d，則線圈長度為2d，線圈下降的位移為3d，則有：3dv2tgt2，其中v28 m/s，t0.6 s，代入解得d1 m，所以線圈的長度為l2d2 m，c錯(cuò)誤；在0t1時(shí)間內(nèi)，cd邊從l1運(yùn)動到l2，通過線圈的電荷量為q0.25 c，a正確；0t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得，qmg(3d2d)mv1.8 j，d正確。12(2019河南開封高三上第一次模擬)如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有光滑平行導(dǎo)軌，間距為l，下端接有阻值為r的電阻，空間存在與導(dǎo)軌平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與上

17、端固定的彈簧相連并垂直導(dǎo)軌放置。初始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止，現(xiàn)給導(dǎo)體棒豎直向下的初速度v0，導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動，運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。若導(dǎo)體棒電阻r與電阻r的阻值相等，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下列說法中正確的是()a導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動過程中的每個(gè)時(shí)刻受到的安培力方向總與運(yùn)動方向相反b初始時(shí)刻導(dǎo)體棒兩端的電壓uabblv0c若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到速度第一次為零時(shí)，下降的高度為h，則通過電阻r的電量為d若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到速度第一次為零時(shí)，下降的高度為h，此過程導(dǎo)體棒克服彈力做功為w，則電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱qmv2mghw答案ac解析導(dǎo)體棒豎直向下運(yùn)動時(shí)，由右手定則判斷可知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流

18、方向從ba，由左手定則判斷得知ab棒受到的安培力豎直向上，導(dǎo)體棒豎直向上運(yùn)動時(shí)，由右手定則判斷可知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從ab，由左手定則判斷得知ab棒受到的安培力豎直向下，所以導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動過程中的每個(gè)時(shí)刻受到的安培力方向總與運(yùn)動方向相反，a正確；導(dǎo)體棒開始運(yùn)動的初始時(shí)刻，ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電勢為eblv0，由于rr，a端電勢比b端高，所以導(dǎo)體棒兩端的電壓uabeblv0，b錯(cuò)誤；若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到速度第一次為零時(shí)，下降的高度為h，則通過電阻r的電量為q，c正確；導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到速度第一次為零時(shí)，根據(jù)能量守恒定律得知電路中產(chǎn)生的焦耳熱q熱mvmghw，所以電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱qq熱mv

19、mgh，d錯(cuò)誤。第卷(非選擇題，共62分)二、填空題(本題共2小題，共14分)13(2019上海市浦東新區(qū)一模)(6分)邊長為l、電阻為r的n匝正方形線圈，以速度v勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的有界勻強(qiáng)磁場。線圈運(yùn)動方向與磁場邊界成角，如圖所示。當(dāng)線圈中心經(jīng)過磁場邊界時(shí)，穿過線圈的磁通量_，線圈所受安培力f_。答案bl2解析當(dāng)線圈中心經(jīng)過磁場邊界時(shí)，穿過線圈的磁通量為：bl2bl2；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：enblv，感應(yīng)電流為：i，線圈的右邊和下邊所受的安培力大小為：f安nbil，這兩邊所受安培力相互垂直，所以線圈所受安培力為：ff安。14(2019天津市和平區(qū)上學(xué)期期末)(8分)半徑為r、電阻為

20、r的n匝圓形線圈在邊長為l的正方形區(qū)域abcd外，勻強(qiáng)磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域，如圖甲所示，磁場隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0，則圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e_，0至t0時(shí)間內(nèi)通過圓形線圈橫截面的電荷量q_。答案nl2解析由題設(shè)知圓形線圈中磁通量的變化率為：l2；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：ennl2，再根據(jù)閉合電路歐姆定律得，圓形線圈中的感應(yīng)電流為：i，則0至t0時(shí)間內(nèi)通過圓形線圈橫截面的電荷量為：qit0。三、計(jì)算論述題(本題共4小題，共48分。解答時(shí)寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，只寫出答案的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，

21、答案中必須明確寫出數(shù)值的單位)15(2019山西高三二模)(10分)電磁緩沖車是利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行制動緩沖，它的緩沖過程可以等效為：小車底部安裝有電磁鐵(可視為勻強(qiáng)磁場)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向豎直向下。水平地面埋著水平放置的單匝閉合矩形線圈abcd，如圖甲所示。小車沿水平方向通過線圈上方，線圈與磁場的作用連同其他阻力使小車做減速運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)緩沖，俯視圖如圖乙所示。已知線圈的總電阻為r，ab邊長為l(小于磁場的寬度)。小車總質(zhì)量為m，受到的其他阻力恒為f，小車上的磁場邊界mn與ab邊平行，當(dāng)邊界mn剛抵達(dá)ab邊時(shí)，速度大小為v0。求：(1)邊界mn剛抵達(dá)ab邊時(shí)線圈中感應(yīng)電流i的大小；(

22、2)整個(gè)緩沖過程中小車的最大加速度am的大小。答案(1)(2)解析(1)磁場邊界mn剛抵達(dá)ab邊時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動勢為eblv0，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，感應(yīng)電流i，解得：i。(2)小車上的磁場邊界mn剛抵達(dá)ab邊時(shí)小車的加速度最大。根據(jù)右手定則可判斷線圈ab邊中感應(yīng)電流方向從b流到a，根據(jù)左手定則可判斷線圈所受安培力方向水平向右，安培力大?。篺abil，由牛頓第三定律可知，小車受到線圈的力ffa，由牛頓第二定律：ffmam，解得：am。16(2019廣東佛山普通高中教學(xué)質(zhì)量檢測)(12分)如圖所示，兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌mn、pq水平放置，相距d1 m、且足夠長、不計(jì)電阻。ac、bd區(qū)域

23、光滑，其他區(qū)域粗糙且動摩擦因數(shù)0.2，并在ab的左側(cè)和cd的右側(cè)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b2 t。在導(dǎo)軌中央放置著兩根質(zhì)量均為m1 kg、電阻均為r2 的金屬棒a、b，用一鎖定裝置將一彈簧壓縮在金屬棒a、b之間(彈簧與a、b不栓連)，此時(shí)彈簧具有的彈性勢能e9 j?，F(xiàn)解除鎖定，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，a、b棒剛好進(jìn)入磁場，且b棒向右運(yùn)動x0.8 m后停止，g取10 m/s2，求：(1)a、b棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大??；(2)金屬棒b剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度大??；(3)整個(gè)運(yùn)動過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱。答案(1)3 m/s3 m/s(2)8 m/s2(3)5.8 j解析(1)設(shè)a、b棒剛進(jìn)入

24、磁場時(shí)的速度大小分別為va、vb，對a、b組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得：0mvamvb，由能量守恒定律得：epmvmv，解得vavb3 m/s。(2)當(dāng)a、b棒剛進(jìn)入磁場時(shí)，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢串聯(lián)，則有：eaebbdva6 v，回路中感應(yīng)電流i3 a，對b受力分析，由牛頓第二定律得：bidmgmab，解得ab8 m/s2。(3)將彈簧和金屬棒a、b看做一個(gè)系統(tǒng)，分析可知，a、b棒所受力時(shí)刻大小相等、方向相反，故系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可知，a、b棒的速率時(shí)刻相同，即兩者移動相同距離后停止，則在整個(gè)運(yùn)動過程中，對系統(tǒng)，由能量守恒可得：ep2mgxq，解得q5.8 j。17(2

25、019天津高考)(12分)如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒mn和pq長度也為l、電阻均為r，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。mn兩端通過開關(guān)s與電阻為r的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b。pq的質(zhì)量為m，金屬導(dǎo)軌足夠長、電阻忽略不計(jì)。(1)閉合s，若使pq保持靜止，需在其上加多大的水平恒力f，并指出其方向；(2)斷開s，pq在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過pq的電荷量為q，求該過程安培力做的功w。答案(1)方向水平向右(2)mv2kq解析(1)設(shè)線圈中的感應(yīng)電動勢為e，由法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動勢e，則ek設(shè)pq與mn并聯(lián)的電阻為r并，有r并閉合s時(shí)，設(shè)線圈中的電流為i，根據(jù)閉合電路歐姆定律得i設(shè)pq中的電流為ipq，有ipqi設(shè)pq受到的安培力為f安，有f安bipqlpq保持靜止，由受力平衡，有ff安聯(lián)立式得f由楞次定律和右手螺旋定則得pq中的電流方向?yàn)橛蓂到p，再由左手定則得pq所受安培力的方向水平向左，則力f的方向水平向右。(2)設(shè)pq由靜止開始到速度大小為v的加速過程中，pq運(yùn)動的位移為x，所用時(shí)間為t，回路中的磁通量變化量為，回