计算题10电磁感应与电路-备战2020高考物理满分卷题型专练

计算题10电磁感应与电路 时间：50分钟 满分：100分 1．（2020·沭阳县修远中学高二月考）如图所示，两根平行的导轨固定在水平地面上，导轨的电阻不计，导轨端点P、Q间接有电阻，两导轨间的距离。有磁感应强度大小为的匀强磁场竖直向下垂直于导轨平面。一质量、电阻的金属棒ab距离P、Q端也为，金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动，且在滑动过程中保持与导轨垂直。在时刻，金属棒ab以初速度向右运动，其速度v随位移x的变化满足。求： (1)在时刻，导体棒受到安培力F的大小； (2)导体棒运动过程中，通过电阻R的电量q； (3)为了让导体棒保持速度做匀速运动，需要让磁场的磁感应强度B从开始随时间t发生变化，写出磁感应强度B随时间t变化的表达式。 2．（2020·沭阳县修远中学高二月考）如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求： (1)回路中的感应电动势大小； (2)回路中电流的大小和方向； (3)a、b两点间的电势差。 3．（2020·黑龙江省鹤岗一中高二月考）如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成37°夹角放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v-t图像如图乙所示。（g取10 m/s2）求： (1)磁感应强度B； (2)杆在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量。 4．（2019·湖南省雅礼中学高二期末）ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为θ=30°，导轨电阻不计，ac、bd间都连接有一个R=4.8Ω的电阻，如图所示。空间存在磁感应强度B0=2T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上．将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处，金属棒的质量m=0.5kg，电阻r=0.8Ω．现闭合开关K将金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好．已知当金属棒从初始位置向下滑行x=1.6m到达MN处时已经达到稳定速度，金属导轨足够长，g取10m/s2．则： （1）开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少？ （2）开关处于闭合状态时金属棒从释放到运动至MN处的过程中，忽略电流变化引起的电磁辐射损失，连接在ac间的电阻R上产生的焦耳热是多少？ （3）开关K断开后，若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0，从此时刻开始，为使金属棒中不产生感应电流，可让磁感应强度按一定规律变化．试写出磁感强度B随时间t变化的表达式． 5．（2020·上海上外浦东附中高三月考）如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω。导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。 (1)判断运动后金属杆中感应电流方向以及其所受磁场力方向 (2)试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小； (3)求第2s末外力F的瞬时功率； (4)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。 6．（2020·天津实验中学高三月考）如图所示，两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置，相距d＝1m、且足够长、不计电阻。AC、BD区域光滑，其他区域粗糙且动摩擦因数μ＝0.2，并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2T。在导轨中央放置着两根质量均为m＝1kg，电阻均为R＝2Ω的金属棒a、b，用一锁定装置将一轻质弹簧压缩在金属棒a、b之间（弹簧与a、b不拴连），此时弹簧具有的弹性势能E＝9J。现解除锁定，当弹簧恢复原长时，a、b棒刚好进入磁场，且b棒向右运动x＝0.8m后停止，g=10m/s2，求： (1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小； (2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小； (3)求整个运动过程中电路中产生的焦耳热，并归纳总结电磁感应中求焦耳热的方法。 7．（2020·广东省高三）平行金属导轨竖直固定放置，顶端接一阻值为R的电阻，平行边界MN和PQ相距x，内有磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m的导体棒从边界处MN由静止释放，到边界PQ时，加速度恰好为零，已知平行金属导轨宽为L，重力加速度为g，导体棒始终与导轨保持