最新三年高考物理高频考点精选分类解析 考点38 与电磁感应相关的能量问题

最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点 3838 与电磁感应相关与电磁感应相关 的能量问题的能量问题 考点知识方法解读 导体切割磁感线或磁通量变化过程 在回路中产生感应电流 机械能转化为电能 电流通 过导体受到安培力作用或通过电阻发热 电能转化为机械能或内能 因此电磁感应过程总 是伴随着能量的转化 利用能量守恒定律解答电磁感应中能量问题 快捷方便 最新三年高考物理精选解析 1 2012 山东理综 如图所示 相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的 夹角为 上端接有定值电阻 匀强磁场垂直于导轨平面 磁感应强度为 B 将质量为 m 的导体棒由静止释放 当速度达到v时开始匀速运 动 此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力 并 保持拉力的功率为 P 导体棒最终以 2v的速度匀速 运动 导体棒始终与导轨垂直且接触良好 不计导 轨和导体棒的电阻 重力加速度为 g 下列选项正确 的是 A P 2mgsin B P 3mgsin C 当导体棒速度达到v 2 时加速度为gsin 1 2 D 在速度达到 2v以后匀速运动的过程中 R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 1 答案 AC 解析 当速度达到v时开始匀速运动 mgsin BIL I E R E BLv 对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力 并保持拉力的功率为 P 导体棒最终以 2v的速度 匀速运动 则有 P F 2v F mgsin BI L I E R E BL 2v 联立解得 P 2mgsin 选项 A 正确 B 错误 2 2012 上海物理 正方形导体框处于匀强磁场中 磁场方向垂直框平面 磁感应强度 随时间均匀增加 变化率为k 导体框质量为m 边长为L 总电阻为R 在恒定外力F作用下由静止开始运动 导体框在磁场中的加速度大小为 导体框中感应电流做功的功率为 答案 F m R Lk 42 3 2012 上海物理 如图 质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上 一电阻不计 质量为m的导体棒PQ放置在导轨上 始终与导轨接触良好 PQbc构成矩形 棒与导轨间动摩擦因数为 棒左侧有两个固定于水平面的立柱 导轨bc段长为L 开始 时PQ左侧导轨的总电阻为R 右侧导轨单位长度的电阻为R0 以ef为界 其左侧匀强磁 场方向竖直向上 右侧匀强磁场水平向左 磁感应强度大小均为B 在t 0 时 一水平向 左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上 使导轨由静止开始做匀加速直线运动 加速度为 a 1 求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的 表达式 2 经过多长时间拉力F达到最大值 拉力F的最 大值为多少 3 某过程中回路产生的焦耳热为Q 导轨克服摩擦力做功为W 求导轨动能的增加量 3 解析 1 回路中感应电动势 E BLv 导轨做初速度为零的匀加速运动 v at E BLat s at2 2 1 所以 Fmax Ma mg 1 B2L2 2 1 0 aR R 3 设此过程中导轨运动距离 s 由动能定理 W合 Ek W合 Mas 由于摩擦力Ff mg FA 所以摩擦力做功 W mgs WA mgs Q 所以 s mg QW 识 4 18 分 2012 天津理综 如图所示 一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内 导轨间距 l 0 5m 左端接有阻值 R 0 3 的电阻 一质量 m 0 1kg 电阻 r 0 1 的金属 棒 MN 放置在导轨上 整个装置置于竖直向上的匀强磁场中 磁场的磁感应强度 B 0 4T 棒在水平向右的外力作用下 由静止开始以 a 2m s2的加速度做匀加速运动 当棒的位移 x 9m 时撤去外力 棒继 续运动一段距离后停下来 已知撤去外力前后回路中产生的焦耳 热之比 Q1 Q2 2 1 导轨足够长且电阻不计 棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导 轨保持良好接触 求 1 棒在匀加速运动过程中 通过电阻 R 的电荷量 q 2 撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2 3 外力做的功 WF W 0 mv2 1 2 5 2012 福建理综 如图甲 在圆柱形区域内存在一方向竖直向下 磁感应强度大小为 B 的匀强磁场 在此区域内 沿水平面固定一半径为 r 的圆环形光滑细玻璃管 环心 0 在区 域中心 一质量为 m 带电量为 q q 0 的小球 在管内沿逆时针方向 从上向下看 做 圆周运动 已知磁感应强度大小 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示 其中T0 设小 0 2 qB m 球在运动过程中电量保持不变 对原磁场的影响可忽略 1 在 t 0 到 t T0 这段时间内 小球不受细管侧壁的作用力 求小球的速度大小v0 2 在竖直向下的磁感应强度增大过程中 将产生涡旋电场 其电场线是在水平面内一系 列沿逆时针方向的同心圆 同一条电场线上各点的场强大小相等 试求 t T0 到 t 1 5T0 这段时间内 细管内涡旋电场的场强大小 E 电场力对小球做的功 W 联立解得 细管内涡旋电场的场强大小 E 2 0 2 qB r m 在T0到 1 5 T0这段时间内 小球沿切线方向的加速度大小恒为 a qE m 小球运动的末速度大小 v v0 a t