2022年高考电磁感应压轴题选讲 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载高考电磁感应压轴题选讲1、如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l= 0.20m。两根质量均为 m=0.10kg 的平行金属杆甲、 乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50。在 t=0 时刻， 两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为 0.20N 的恒力 F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2，问此时两金属杆的速度各为多少？2、两根足够长的固定的平行金属导轨位于

2、同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab 和 cd，构成矩形回路，如图所示两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为 R，回路中其余部分的电阻可不计在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd的初速度v0若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少（2） 当 ab棒的速度变为初速度的3/4 时， cd 棒的加速度是多少？B v0 Lacdb乙甲F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页优秀学习资料欢

3、迎下载3、如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内，有一个边长为a（aL）的正方形闭合线圈以初速v0垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v（vv0）A完全进入磁场中时线圈的速度大于（v0+v）/2；B安全进入磁场中时线圈的速度等于（v0+v）/2；C完全进入磁场中时线圈的速度小于（v0+v）/2；D以上情况A、B 均有可能，而C4、光滑 U 型金属框架宽为L，足够长， 其上放一质量为m 的金属棒ab，左端连接有一电容为 C 的电容器，现给棒一个初速v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。求导体棒的最终速度。5、如图所示，为某一装置的俯视图，PQ、MN 为竖直放置

4、的很长的平行金属板，两板间有匀强磁场，其大小为B，方向竖直向下金属棒搁置在两板上缘，并与两板垂直良好接触现有质量为m，带电量大小为q，其重力不计的粒子，以初速v0水平射入两板间，问：（1）金属棒AB 应朝什么方向，以多大速度运动，可以使带电粒子做匀速运动？（2）若金属棒的运动突然停止，带电粒子在磁场中继续运动，从这刻开始位移第一次达到 mv0/qB 时的时间间隔是多少？（磁场足够大）V0 M B N P Q A L aaabCv0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页优秀学习资料欢迎下载6、如图，在竖直面内有两平行金属

5、导轨AB、 CD。导轨间距为L，电阻不计。一根电阻不计的金属棒ab 可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接触良好。导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻阻值分别为2R、R 和 R。在 BD 间接有一水平放置的平行板电容器C，板间距离为d。（1）当 ab 以速度 v0匀速向左运动时，电容器中质量为m 的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质，及带电量的大小。（2） ab 棒由静止开始， 以恒定的加速度a 向左运动。讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化。（设带电微粒始终未与极板接触。）7、磁悬浮列车动力原理如下图所示，在水平地面上放有两根平行直

6、导轨，轨间存在着等距离的正方形匀强磁场Bl和 B2，方向相反， B1=B2=lT，如下图所示。 导轨上放有金属框abcd，金属框电阻R=2， 导轨间距 L=0.4m， 当磁场 Bl、 B2同时以 v=5m/s 的速度向右匀速运动时，求(1)如果导轨和金属框均很光滑，金属框对地是否运动?若不运动，请说明理由；如运动，原因是什么 ?运动性质如何 ? (2)如果金属框运动中所受到的阻力恒为其对地速度的K 倍， K=0.18 ，求金属框所能达到的最大速度vm是多少 ? (3)如果金属框要维持(2)中最大速度运动，它每秒钟要消耗多少磁场能? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

7、 - - - - - - -第 3 页，共 7 页优秀学习资料欢迎下载8、平行导轨L1、L2 所在平面与水平面成30 度角，平行导轨L3、L4 所在平面与水平面成60 度角， L1、L3 上端连接于O点， L2、L4 上端连接于O 点， OO 连线水平且与L1、L2、L3、L4 都垂直，质量分别为m1 、m2的甲、乙两金属棒分别跨接在左右两边导轨上，且可沿导轨无摩擦地滑动，整个空间存在着竖直向下的匀强磁场。若同时释放甲、乙棒， 稳定后它们都沿导轨作匀速运动。 (1)求两金属棒的质量之比。 (2)求在稳定前的某一时刻两金属棒加速度之比。 (3)当甲的加速度为g/4 时，两棒重力做功的瞬时功率和回

8、路中电流做功的瞬时功率之比为多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页优秀学习资料欢迎下载答案1、解析： 设任一时刻t 两金属杆甲、乙之间的距离为x，速度分别为v1和 v2，经过很短的时间 t，杆甲移动距离v1t，杆乙移动距离v2t，回路面积改变tlvvlxttvtvxS)()(2112由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势tSBE回路中的电流REi2杆甲的运动方程maBliF由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等，方向相反， 所以两杆的动量0(t时为0）等于外力F 的冲量21mvmvFt联立以上各式解得)(221

9、211maFFBRmFv)(2212212maFIBRmFv代入数据得smvsmv/85.1/15.8212、解析： ab 棒向 cd 棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动，cd 棒则在安培力作用下作加速运动在ab 棒的速度大于cd 棒的速度时，回路总有感应电流，ab 棒继续减速， cd 棒继续加速两棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通量不变化，不产生感应电流，两棒以相同的速度v 作匀速运动（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有mvmv20根据能量守恒，整个过程中产生的总热量202204

10、1)2(2121mvvmmvQ（2）设 ab 棒的速度变为初速度的3/4 时， cd 棒的速度为v1，则由动量守恒可知：10043mvvmmv此时回路中的感应电动势和感应电流分别为：BLvvE)43(10，REI2乙甲F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页优秀学习资料欢迎下载此时cd棒所受的安培力：IBLF，所以cd棒的加速度为mFa由以上各式，可得mRvLBa4022。3、B 4、解析：当金属棒ab 做切割磁力线运动时，要产生感应电动势，这样，电容器C 将被充电， ab 棒中有充电电流存在，ab 棒受到安培力的作用

11、而减速，当ab 棒以稳定速度v匀速运动时，有：BLv=UC=q/C而对导体棒ab 利用动量定理可得：-BLq=mv-mv0由上述二式可求得：CLBmmvv2205、（ 1）粒子匀速运动，所受电场力与洛伦兹力等大反向，则金属棒B 端应为高电势，即金属棒应朝左运动（1 分）设 AB 棒的速度为v，产生的电动势Bdv（1 分）板间场强BvdE（ 1 分）粒子所受电场力与洛伦兹力平衡0BqvEq（ 1分）有0vv（1 分）（2）金属棒停止运动，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，当位移为RBqmv0时，粒子转过的角度为3（1 分）设粒子运动时间为t，有abCv0 精选学习资料 - - - - - - -

12、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页优秀学习资料欢迎下载23TtBqmTt3616、解：（ 1）棒匀速向左运动，感应电流为顺时针方向，电容器上板带正电。微粒受力平衡，电场力方向向上，场强方向向下微粒带负电（1 分）mg =qdUc（1 分）Uc=IR （1 分）REI3（1 分）E = Blv0（1 分）由以上各式求出03Blvmgdq（1 分）（2）经时间 t0，微粒受力平衡mg =qdUc（1 分）031BlatUc（1 分）求出Blaqmgdt30或avt00（1 分）当 t t0时， a3 =tmdBlaq3g，越来越大，加速度方向向上（1 分）7、(

13、1)运动。因磁场运动时，框与磁场有相对运动，ad、b 边切害虫磁感线，框中产生感应电流 (方向逆时针 )，同时受安培力，方向水平向右，故使线框向右加速运动，且属于加速度越来越小的变加速运动。 (6 分) (2)阻力 f 与安培力 F 安衡时，框有vmf=Kvm=F=2IBL (2 分) 其中 I=E/R (1 分) E=2BL(v-vm) (2 分) 联立得：Kvm=2 2BL(v-vm)/RBL Kvm=(4B2L2v-4B2L2vm)/R vm=4B2L2v/(KR+4B2L2) (1 分) =3.2m/s (2 分) (3)框消耗的磁场能一部分转化为框中电热，一部分克服阴力做功。据能量守恒E硫=I2Rt+Kvmvmt(4 分) E磁=4B2L2(v-vm)2/R1+Kvm21 =2814014222.+0183.22=2.9J (2 分) 8、(1)3:1 (2)1:3(3)2:1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页