高考物理二轮复习热点8电磁感应的综合问题学案

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1、热点8电磁感应的综合问题[热点跟踪专练]1．(多选)(2017·辽宁沈阳高三考试)如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程(　　)A．杆的速度最大值为B．流过电阻R的电荷量为C．从静止

2、到速度恰好达到最大经历的时间t＝＋D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量[解析]　当杆的速度达到最大时，安培力FA＝，杆受力平衡，则有F－μmg－FA＝0，所以v＝，A错误；流过电阻R的电荷量为q＝t＝＝，B正确；由动量定理可知(F－μmg－BId)t＝mv，q＝It，又v＝，解得t＝＋，C正确；对于杆从静止到速度达到最大的过程，根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，D正确．[答案]　BCD2.(多选)如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置，其上端接

3、有一阻值为R的电阻，一质量为m、长度为L、电阻也为R的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．现将金属棒由静止释放，金属棒下落过程中始终水平，经一定时间后金属棒速度达到最大速度v，此过程中通过电阻的电荷量为q，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)A．此过程中金属棒做加速度减小的加速运动B．此过程中金属棒下落的距离为C．此过程中金属棒克服安培力做的功为－mv2D．当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为[解析]　金属棒在下落过程中受竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用，安培力大小为F安＝BIL＝，即安培力随金属棒速度的增大

4、而增大，所以金属棒先做加速度减小的加速运动，达最大速度后开始做匀速运动，A对；因q＝·t＝＝，所以此过程中金属棒下落的距离为h＝，B错；由动能定理知mgh－W安＝mv2，即此过程中金属棒克服安培力做功为－mv2，C错；当金属棒速度为时，由牛顿第二定律知ma＝mg－，而mg＝，联立解得a＝，D对．[答案]　AD3．如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好．现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的

5、过程，下列说法正确的是(　　)A．回路中的最大电流为B．铜棒b的最大加速度为C．铜棒b获得的最大速度为D．回路中产生的总焦耳热为[解析]　给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，由动量定理可知铜棒a的初速度为va＝，此时回路中感应电动势最大，感应电流最大，最大感应电动势E＝BLva＝，回路中最大电流i＝＝，选项A错误．铜棒b所受的最大安培力F＝BiL＝，由牛顿第二定律F＝ma，可得铜棒b的最大加速度a＝＝，选项B正确．由于导轨足够长，对铜棒a、b组成的系统，动量守恒，最终二者速度相等，由动量守恒定律可知铜棒b获得的最大速度为vb＝va＝，选项C错误．由能量守恒定律知回路中产生的

6、总焦耳热为Q＝mv－2×mv＝，选项D错误．[答案]　B4．(多选)如图所示，在倾角为30°的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨，其间距为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与斜面垂直(图中未画出)．质量为m、阻值大小也为R的金属棒ab与固定在斜面上方的劲度系数为k的绝缘弹簧相接，弹簧处于原长并被锁定．现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度v0，从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，在上述过程中(　　)A．开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为B．通过电阻R的最大电流一定

7、是C．通过电阻R的总电荷量为D．回路产生的总热量小于mv＋[解析]　开始时金属棒切割磁感线产生电动势E＝BLv0，则金属棒与导轨接触点间电压为U＝0.5E，选项A对；金属棒释放时，受到沿斜面向上的安培力与沿斜面向下的重力分力，因不知二力大小关系，则不能确定通过R的最大电流，选项B错；由于金属棒在运动过程中受到安培力作用，最终金属棒静止，则金属棒沿斜面下滑距离为d＝，应用电流定义式和法拉第电磁感应定律可知通过R的电荷量q＝＝，选项C对；从开始到停止，设回路产生的热量为Q、金属棒静止时弹簧弹性势