2019-2020年高考物理一轮总复习 9.4电磁感应规律的综合应用（二）（动力学和能量）随堂集训

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1、2019-2020年高考物理一轮总复习9.4电磁感应规律的综合应用（二）（动力学和能量）随堂集训考向一　(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。解析：(1)由右手定则可知此时ab中电流方向由a流向b。(2)开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为Fmax，有Fmax＝m1gsinθ①设ab刚好要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有E＝BLv②设电

2、路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有I＝③设ab所受安培力为F安，有F安＝ILB④此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有F安＝m1gsinθ＋Fmax⑤综合①②③④⑤式，代入数据解得v＝5m/s⑥(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒有m2gxsinθ＝Q总＋m2v2⑦又Q＝Q总⑧解得Q＝1.3J⑨答案：(1)由a流向b　(2)5m/s　(3)1.3J2.[xx·课标全国卷Ⅱ]小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示。在该实验中

3、，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L。(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。解析：(1)铜条静止时：磁铁平衡，G1＝M磁铁g①铜条匀速运动时：磁铁与铜条整体处于平衡状态，G2＝

4、(M磁铁＋M铜条)g②对铜条AB：匀速下落平衡F安＝M铜条g③由①、②可知G2>G1由③式可知安培力方向与重力方向相反，竖直向上。(2)对铜条组成的回路：E＝BLv＝IR④铜条受到的安培力F安＝BIL⑤由①②③可得F安＝G2－G1⑥由①②③④⑤⑥得：磁感应强度大小B＝。答案：(1)安培力方向竖直向上，G2>G1(2)F安＝G2－G1，B＝考向二　3.[xx·江苏高考]如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘

5、涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。解析：(1)在绝缘涂层上受力平衡mgsinθ＝μmgcosθ解得μ＝tanθ(2)在光滑导轨上感应电动势E＝BLv感应电流I＝安培力

6、F安＝BIL受力平衡F安＝mgsinθ解得v＝(3)摩擦生热Q摩＝μmgdcosθ由能量守恒定律得3mgdsinθ＝Q＋Q摩＋mv2解得Q＝2mgdsinθ－答案：(1)tanθ　(2)(3)2mgdsinθ－4.[xx·上海高考]如图，两根相距L＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.0

7、5Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。金属棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：(1)电路中的电流；(2)金属棒在x＝2m处的速度；(3)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小；(4)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中外力的平均功率。解析：(1)在x＝0时，E＝B0Lv0＝0.5×0.4×2V＝0.4V电路中的电流I＝＝2A。(2)在x＝2m处，磁感应强度B2＝0.5T＋0.5×2T＝1.5T由E＝B2Lv2，解得金属棒在x＝

8、2m处的速度v2＝m/s。(3)金属棒从x＝0开始运动时的安培力：F0＝B0IL＝0.5×2×0.4N＝0.4N到x＝2m时的安培力：FA＝B2IL＝1.5×2×0.4N＝1.2N过程中安培力做功的大小W＝(F0＋FA)x＝1.6J。(4)由EIt＝W解得t＝2s由动能定理：Pt－W＝mv－mv解得P＝W＝0.71W。答案：(1)2A　(2)m/s　(3)1.6J　(4)0.71W考向三　5.[xx·北京高考]导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平