专题21电学综合性问题（第04期）-2017年高考物理模拟题精选分类解析含解析

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1、2017高考物理最新模拟题精选分类解析III-21第二十一部分电学综合性问题1（12分）（广东汕头金山2017届高三摸底）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=0.2m，长为2d,d二0.5m,上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为u巫,导轨平面与水平面的夹角为（）二30°.匀强磁场的磁感应强度大小为B二5T,方向与导6轨平面垂直.质量为沪0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R二3Q,导体棒的电阻为r=lQ,其他部分的电阻均

2、不计，重力加速度取g=10n）/s（2016浙江百校联盟押题卷）如图甲是一种升降电梯的示意图，昇为载人箱，〃为平衡重物，它们的质量均为必上下均由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动，在电动机部位装有电磁刹车器，其简化原理如图乙所示。一个半径为0的圆形金属导轨固定在竖直平而内，一根长为厶的金属棒％、的C端与导轨接触良好，。端固定在导轨圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为z-L/3的圆盘，圆盘上的钢索分别接平衡重物和左下滑轮，钢索与圆盘不打滑，转轴和金屈棒能随圆盘一起转动。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的磁感

3、应强度为〃的匀强磁场，日点与导轨相连，力点通过电刷与金属棒0端相连。日、方两点间连接一阻值为“的电阻。电梯屮人的总质量为刃，电梯在中间运行阶段的速度始终为卩。（不计空气阻力和部件间的摩擦阻力，电磁刹车器的质量可忽略，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度歹10m/s2）,求：（1）导体棒到达轨道底端时的速度大小；（2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q.电磁刹车器接上方平衡呱物b图乙（1）若让电梯在上行即将到顶层前关闭电动机并断开电磁刹车器的开关，依靠惯性上升高度h后停止，求力的大小。（2）若让电梯在下行阶段距

4、离底层高度为厶时，关闭电动机的同时闭合电磁刹车器的开关，仅靠电磁刹车器使电梯到底层时停止，则判断该情况下流过电阻斤的电流方向并计算闭合开关瞬间电流的大小及该过程中在电阻斤上产生•的热量Q。【参考答案】（l）（2M+m）於⑵飓处丄⑵什刃）/277192【名师解析】（1）分析题竜可知，在上行阶段载人箱与平衡重物的重力势能的变化始终相互抵消由动能定理可知，愿（2胪”）/得”。2mg⑵下行阶段，根据电梯运行带动金属棒切割磁感线的方向，由右手定则可知，电流将从方点经电阻斤流向白点由电磁刹车器的构造及圆周运动规律可知，导体棒c端线速度々与圆

5、盘边缘的线速度卩满足故可得V（=^V由法拉第电磁感应定律得，闭合开关瞬间金属棒产生啲感应电动势弓仏3BLU2R对于下行力:停止在底层的过程，运用动能定理得mgh+W安二0—(2协刃)v2解得*讦一mghi—(2JA/77)v~•23.(2016浙江百校联盟押题卷)如图甲所示，水平面上有两电阻不计的粗糙金属导轨平行固定放置，间距古0.5m,右端通过导线与阻值为1Q的小灯泡连接。在矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CM长L=2m,处於，区域内磁场的磁感应强度大小必随时间Z变化的关系如图乙所示。在Q0时，一质量为2kg、阻值不计的•金

6、属棒在水平向右拉力厂的作用下从昇〃位置由静止开始沿导轨向右运动，在金属棒从位置运动到恵W位置的过程屮：，小灯泡的亮度始终没有发生变化，己知拉力尸的功率保持恒定，金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.05,金属棒始终与轨道垂直・，且与导轨接触良好，重力加速度^10m/s小灯泡亮度不变时通过小灯泡的电流大小；金属棒从/〃位置运动到必V位置的过程中小灯泡的总发热量；金属棒从位置运动到必V位置的过程中金属棒与导轨间因摩擦产生的热量及拉力尸做的总功。【答案】(1)1A(2)4J(3)8J【解析】(1)由题意知，金•属棒与小灯泡组成一个回路，由于

7、小灯泡的亮度始终没有发生变化，则金属棒在t=2s时进入磁场做匀速运动在01s内，电路中产生的感应电动势E上叫L,得石二1V由闭合电路欧姆定律，有/毒二1Ao求：4图乙⑵金属棒进入硯场后，电路中产生的感应电动势砖恥IV由dv,得许1m/s金属棒在盛场外的运动时间为店2s,设在磁场中的运动时间为S则得ft=2小灯泡的总发热量J(3)金属棒在磁场中做匀速运动，有&FZmgFlBJcI可得22N,£二1N外力F的功率&F尸2W因摩擦产生的热量@二〃〃嫁Q2J金属棒在磁场外运动，由动能定理得叶qJ〃/2可得0：二3J整个过程，因摩擦产生的

8、总热量沪“+@二5J拉力尸做的总功//=/"(tdt2)=8Jo3.(2016浙江百校联盟押题卷)如图甲所示，将一光滑U形竖直金属框架上段折成水平状，其中Med在水平面内，在竖直面内，5•框架宽度为1m,在框架日/与g力间存在一匸0时刻方向竖直向上的磁场，磁感应