專題7-速度圖象信息模型-高考物理電磁感應(yīng)常用模型(原卷版)

高考物理《電磁感應(yīng)》常用模型最新模擬題精練專題7.速度圖象信息模型一．選擇題甲,acd是豎直面的方閉金屬框在屬框方有磁B和bc邊為bc2．如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN和M′N′是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，邊界的寬度為S，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直．現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的v-t圖象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金屬線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)（L＜S）、質(zhì)量為m，電阻為R，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量．(下落過(guò)程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件，以下說(shuō)法正確的是：A．t2是線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，t4是線框全部離開磁場(chǎng)瞬間B．從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到ad邊離開磁場(chǎng)為止，感應(yīng)電流所做的功為mgSC．v1的大小可能為D．線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多mgL+S-W=12mv12-12mv22解得：W=mgL+S+12mA.線框中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駼.磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為2C.t3時(shí)刻，線框的熱功率為D.時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線框的電荷量為4.如圖（甲），MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=30°角固定，M、P之間接電阻箱R，電阻箱的阻值范圍為0～4Ω，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab，測(cè)得最大速度為vm。改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖（乙）所示。已知軌距為L(zhǎng)=2m，重力加速度g=l0m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。A.金屬桿滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是a→b→M→P→aB.當(dāng)R=0時(shí)，桿ab勻速下滑過(guò)程中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)E的大小為2VC.金屬桿的質(zhì)量m=0.2Kg,電阻值r=2ΩD.當(dāng)R=4Ω時(shí)，回路瞬時(shí)電功率每增加1W的過(guò)程中合外力對(duì)桿做的功為0.6J，二、計(jì)算題1.（2022天津河?xùn)|二模）如圖甲所示，兩條相距L=1m的水平粗糙導(dǎo)軌左端接一定值電阻。T=0s時(shí)，一質(zhì)量m=1kg、阻值r=0.5的金屬桿，在水平外力的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，5s末到達(dá)MN，MN右側(cè)為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，方向垂直紙面向內(nèi)。當(dāng)金屬桿到達(dá)MN后，保持外力的功率不變，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)，8s末開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。整個(gè)過(guò)程金屬桿的v-t圖象如圖乙所示。若導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，桿和導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，重力加速度。試計(jì)算：（1）進(jìn)入磁場(chǎng)前，金屬桿所受的外力F；（2）金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN時(shí)拉力的功率；（3）電阻的阻值R；（4）若前8s金屬桿克服摩擦力做功127.5J，試求這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。2．如圖甲所示，固定軌道由傾角為θ的斜導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌用極短的圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，軌道所在空間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，上端用阻值為R的電阻連接．在沿斜導(dǎo)軌向下的拉力（圖中未畫出）作用下，一質(zhì)量為m的金屬桿MN從斜導(dǎo)軌上某一高度處由靜止開始（t=0）沿斜導(dǎo)軌勻加速下滑，當(dāng)桿MN滑至斜軌道的最低端P2Q2處時(shí)撤去拉力，桿MN在水平導(dǎo)軌上減速運(yùn)動(dòng)直至停止，其速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示（其中vm和t0為已知）．桿MN始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌和桿MN的電阻以及一切摩擦均不計(jì)．求：（1）桿MN中通過(guò)的最大感應(yīng)電流Im；（2）桿MN沿斜導(dǎo)軌下滑的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q；（3）撤去拉力后，桿MN在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的路程s．3．如圖甲所示，與水平面成θ角的兩根足夠長(zhǎng)的平行絕緣導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌間有垂直導(dǎo)軌平面方向、等距離間隔的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B；導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的矩形金屬框abcd，其總電阻為R，框的寬度ab與磁場(chǎng)間隔相同，框與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ；開始時(shí)，金屬框靜止不動(dòng)，重力加速度為g；（1）若磁場(chǎng)以某一速度沿直導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框恰好不上滑，求金屬框中電流大小；（2）若磁場(chǎng)以速度v0沿直導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，金屬框也會(huì)沿直導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，為了維持金屬框的勻速運(yùn)動(dòng)，求磁場(chǎng)提供的最小功率；（3）若t=0時(shí)磁場(chǎng)沿直導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；金屬框經(jīng)一段時(shí)間也由靜止開始沿直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，其v-t關(guān)系如圖乙所示（CD段為直線，?t、v1為已知）；求磁場(chǎng)的加速度大小。4.光滑平行的金屬導(dǎo)軌和，間距，與水平面之間的夾角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，垂直于導(dǎo)軌平面向上，間接有阻值的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，如圖2所示．用恒力沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，圖象如圖3所示，，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．求：（1）恒力的大?。?）金屬桿速度為時(shí)的加速度大?。?）根據(jù)圖象估算在前內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量．5．如圖所示，是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為，電阻為，在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，和是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距的某一