高考物理---电磁感应与能量的综合

母题十一电磁感应与能量的综合【母题来源】2013年天津卷第3题【母题原题】3.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（）A.Q1＞Q2，q1=q2B.Q1＞Q2，q1＞q2C.Q1=Q2，q1=q2D..Q1=Q2，q1＞q2【答案】A。【试题解析】根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即22111abbcbcabBlvBSvQWFlllRR，同理2bcBSvQlR，又abbcll，故Q1＞Q2；因EqIttRR，故q1=q2。因此A正确。【命题意图】本题考查电磁感应中的电路、法拉第电磁感应定律、能量转换及电量的计算等知识点，意在考查考生对电磁感应电路的分析以及对电磁感应中功能关系的正确理解和应用。【考试方向】电磁感应与能量的综合，涉及到的考点有：法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、功和功率、焦耳定律、能量守恒定律、功能关系、动能定理等，主要以选择题和计算题的形式考查。【得分要点】（1）安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，安培力做的功是电能与其他形式的能转化的量度。安培力做多少正功，就有多少电能转化为其他形式的能；安培力做多少负功，就有多少其他形式的能转化为电能。（2）当一个闭合回路中的磁通量的改变量为Φ时，通过回路中导体横截面的电量为：RΦttRΦtREtIqΔΔ或者RΦnqΔ（n匝线圈时），它与磁场是否均匀变化、线框的运动状况以及线框的形状无关。1.【2014·贵州省六校联盟高三第二次联考】水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（）A．安培力对ab棒所做的功不相等B．电流所做的功相等C．产生的总内能相等D．通过ab棒的电量相等考点：本题考查能量守恒2.【2014浙江4月暨阳联谊学校高三联考二模】如图甲，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc边刚到达匀强磁场下边界PQ瞬间的v-t图象，图中字母均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B.ad边离开磁场前金属线框可能做速度大小为122vv的匀速运动C.磁场的磁感应强度为12111()mgRvttvD.金属线框在0-t3的时间内所产生的热量为mgv1（t2-t1）+22211()2mvv【答案】C【解析】试题分析：金属框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向，故选项A错误；由乙图，金属框进入磁场以v1速度匀速运动，bc离开磁场后可能的一种情况是先减速后匀速，如果最后匀速运动，速度必为v1，B错3.【2014·河北唐山高三一模】如图所示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运动，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，导轨与水平面间夹角为30°，两虚线EF、GH之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场宽度为L，两金属杆的长度和两导轨的间距均为d，两金属杆a、b质量均为m，两杆与导轨接触良好。当金属杆a进入磁场后恰好做匀速直线运动，当金属杆a离开磁场时，金属杆b恰好进入磁场，则（）A.金属杆b进入磁场后做加速运动B．金属杆b进入磁场后做匀速运动C．两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL/2D.两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL4.【2014·河南焦作高三一模】如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R，整个装置被固定在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m，电阻都为R，与导轨间的动摩擦因数都为μ的相同金属棒MN、EF垂直放在导轨上。现在给金属棒MN施加一水平向左的作用力F，使金属棒MN从静止开始以加速度a做匀加速直线运动，若重力加速度为g，导轨电阻不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是A．从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为t＝223mgRBLaB．若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T，则此过程中流过电阻R的电荷量为q=26BLaTRC．若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T，则金属棒EF开始运动时，水平拉力F的瞬时功率为P＝（ma＋μmg）aTD．从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动的过程中，两金属棒的发热量相等5.【2014·江西红色六校高三第二次联考】如图所示，平行金属导轨宽度为L=0.6m，与水平面间的倾角为θ=37°，导轨电阻不计，底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面。有一质量为m=0.2kg，长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R0=1Ω，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3。现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度v0=10m/s向上滑行，上滑的最大距离为s=4m。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2），以下说法正确的是A.把运动导体棒视为电源，最大输出功率6.75WB.导体棒最后可以下滑到导轨底部，克服摩擦力做的总功为10.0JC.当导体棒向上滑d=2m时，速度为7.07m/sD.导体棒上滑的整个过程中，在定值电阻R上产生的焦耳热为2.46J