2021届高考物理三轮冲刺专题突破训练：电磁感应 （解析版）

电磁感应【原卷】 1．高二小明同学在华鼎中央城的广场看到小朋友在玩发光竹蜻蜓，它在飞起时能够持续闪烁发光。他对竹蜻蜒的电路作如下简化，如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连（假设LED灯电阻恒为r）。其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。 (1)在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流； (2)求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能。 2．如图所示，在足够长的粗糙水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀导线绕成的正方形闭合线圈，匝数，边长，总电阻R=0.5Ω，滑板和线圈的总质量，滑板与地面间的动摩擦因数。线圈前方有一长2.5L，宽L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T。现给线圈施加一水平拉力F，使线圈以速度匀速通过矩形磁场。时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场。求：（提示：可以用图像下的“面积”代表力F所做的功） (1)线圈刚进入磁场时线圈中的电流大小和方向； (2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间（如图中虚线所示）滑板对地面的压力大小和水平拉力F的大小； (3)线圈匀速通过整个磁场的过程中拉力F做的功。 3．如图所示，有两条水平放置的间距为L、阻值可忽略的平行金属导轨CD、EF，在水平导轨的左端接有一电阻R，导轨的右侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，导轨右端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的左边界处。已知导体棒从释放到静止过程中导体棒与水平导轨接触良好，且它们之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求： (1)通过电阻R中的最大电流Im； (2)流过电阻R的电荷量q； (3)电阻R中产生的焦耳热Q。 4．如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面内，相距为L，轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计长度为L、质量为m、电阻为r的金属棒垂直于、静止放在导轨上，与间的距离为d，棒与导轨接触良好。时刻起，整个空间