2023年江苏省高考物理模拟（一模、二模、三模）试题知识点分类训练：电磁学解答题（电磁感应）

江苏省2023年高考物理模拟（一模、二模、三模）试题知识点分类训练：电磁学解答题（电磁感应） 一、解答题 1．（2023·江苏南通·统考二模）半径为的单匝线圈放置在绝缘的水平面上，线圈的电阻为R，O为圆心．以O为圆心、半径为的圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律为，在磁感应强度由减为0的过程中，求： （1）线圈中产生的感应电流I； （2）线圈中产生的焦耳热Q和通过线圈横截面的电量q。 2．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，质量为m的“匚”型金属导轨abcd，静止放在足够大的光滑水平面上，导轨的宽为L，长为2L，cd部分的电阻为R，bc和ad部分电阻不计，P、P′分别为bc和ad的中点，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出，范围足够大）中。一质量为m、长为L、电阻为R的金属棒MN以速度v从ab端滑上导轨，并最终在PP′处与导轨相对静止。已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，整个过程金属棒和导轨接触良好。求： （1）MN刚滑上导轨时，金属导轨的加速度a的大小； （2）整个过程金属棒上产生的焦耳热Q； 3．（2023·江苏·统考一模）将一根绝缘硬质细金属丝顺次绕成如图所示的“8”字形线圈，两个圆形线圈半径分别为2r和r，匀强磁场垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律为B=B0+kt，已知线圈总电阻为R。 （1）仅将大圆线圈置于磁场中，求线圈中的电流I； （2）将该线圈全部置于磁场中，求在时间t内通过线圈横截面的电荷量q。 4．（2023·江苏·统考二模）两条平行光滑金属导轨所在平面与水平面夹角为θ，间距为L，导轨顶端连接阻值为R的电阻。导轨处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨平面与磁感线垂直。质量为 m，阻值为r的金属棒开始时被固定在导轨底端，导轨与外接电源相连，使金属棒中通有恒定电流 I。金属棒被松开后沿导轨匀加速上滑，上滑至某处时断开外接电源，又向上滑动距离s后金属棒速度减为零。导轨的电阻不计，已知重力加速度为g，求： （1）金属棒匀加速上滑的加速度大小a； （2）减速上滑过程中通过金属棒的电荷量q。 5．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，间距为L的光滑导轨水平放置，导轨一端接有阻值为R的电阻，导轨间存在磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面的匀强磁场。质量为m的导体棒在沿轨道方向拉力作用下由静止开始运动，运动过程中拉力的功率恒为P。导体棒始终与轨道垂直且接触良好，不计导体棒和轨道电阻。 （1）求回路中电流为I时拉力的大小F； （2）从开始运动经过时间t导体棒速度已达到稳定，求t时间内电阻上产生的焦耳热Q。 6．（2023·江苏淮安·模拟预测）某同学设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该跑步机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有量程为0~Um的电压表（内阻很大）和阻值为R的电阻，绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，每根金属条的电阻为r，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，求： （1）此跑步机可测量的橡胶带运动速率的最大值vm； （2）电压表的示数恒为时，一根金属条经过磁场区域克服安培力做的功W。 7．（2023·江苏徐州·统考一模）如图所示，半径为L的半圆形光滑导体框架MN垂直放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L的导体杆OP绕圆心O以角速度匀速转动，N、O间接阻值为R的电阻，杆OP的电阻为r，框架电阻不计，求杆沿框架转动过程中： （1）电阻R两端电压； （2）电阻R消耗的电功率。 8．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，水平面内有一半径为L的金属圆环，圆环内有垂直圆环所在平面的匀强磁场，AOB为匀强磁场的分界线，O为圆心，分界线两侧磁场的方向相反，磁感应强度的大小均为B，有一电阻为R的导体棒a的一端固定在O点，时刻，导体棒a从分界线OB位置以O为圆心做角速度为的匀速圆周运动，圆心处接地（没有画出），导体棒的另一端与金属圆环接触良好，不计金属圆环的电阻，电阻，R1通过导线与金属圆环连接，连接R2的导线接地，平行板电容器接入如图所示的电路中，板间有一大小不变，方向周期性变化的交变磁场，板间距为d，一束等离子体以速度沿着图中虚线通过平行板电容器，等离子体中离子的质量为m，电荷量为q。平行板电容器右侧为一荧光材料（带电粒子打上即可发光）做边界的环形匀强磁场区域，虚线的延长线过圆环的圆心，外圆的半径为，内圆半径为r。求： （1）交变磁场的大小； （2）若所有粒子不会穿过环形磁场的内边界，环形磁场的磁感应强度满足什么条件？ （3）在（2）的条件下，荧光材料的最大发光长度。 9．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，两足够长、阻值不计、间距为的光滑平行固定金属导轨、水平放