17电磁感应中的功能问题-2024年高考物理考前30天计算题模拟精练

考前30天最新模拟题计算题满分精练 专题17 电磁感应中的功能问题 1. （2024江苏部分学校3月质检）如图甲所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距为L=1m，R1和R2是并联在导轨一端的电阻，且R1=12Ω、R2=6Ω，ab是垂直导轨放置的质量为m=1kg的导体棒，导轨和导体棒之间的动摩擦因数各处均相同。从零时刻开始，对ab施加一个大小为F=0.75N，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的v-t图像，其中O点为坐标原点，其坐标为（0，0），AO是图像在O点的切线，AB是图像的渐近线。除R1、R2以外，其余部分的电阻均不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知当棒的位移为20m时，其速度达到了最大速度1m/s。求（结果可以保留分数） （1）导体棒ab运动中受的摩擦力f的大小和磁感应强度B的大小； （2）在导体棒ab的位移为20m过程中R2电阻上产生的焦耳热； （3）若在导体棒ab的位移为20m时立即将恒定拉力F撤掉，此后导体棒ab滑行到停止的过程中流过R1的电量为C，求摩擦力在导体棒ab整个运动过程的平均功率。 2. (2024河北重点高中3月质检)如图甲所示，MN、PQ是间距=0.5m且足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角θ为37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度的大小B0=1T.将一根质量m=0.05kg、阻值为r的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒横截面的电荷量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行，求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ； （2）cd离NQ的距离x； （3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量.（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2） 3. (2024河北石家庄期末)如图甲所示，在某星球上竖直固定两个相距1m的光滑平行金属导轨MN、PQ，导轨足够长且电阻不计，两导轨上端连接电路，定值电阻R1=2Ω，R3=4Ω，R2为电阻箱，导轨所在区域存在垂直导轨平面向外的匀强磁场。质量为0.1kg、电阻为1Ω、长为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，现调节电阻箱R2的阻值为12Ω，开关S打开，0时刻金属棒由静止释放，1s时闭合开关S，金属棒运动的v-t图像如图乙所示，t时刻图线的切线刚好水平，闭合开关S后，金属棒下滑距离为54m时速度恰好达到最大值。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小； （2）求图像中t的数值及t时间内整个电路产生的焦耳热；（结果均保留一位小数） （3）电阻箱R2取何值时，金属棒再次匀速下滑且R2消耗的功率最大。 4. （2024江西上进联盟质检）如图，平行金属导轨由光滑的水平部分和粗糙的倾斜部分平滑连接而成，导轨水平部分处在、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，倾斜部分导轨与水平面的夹角，处在、方向平行导轨平面向下的匀强磁场中。开始时，导体棒a在外力约束下静止在倾斜导轨上，导体棒a与倾斜导轨间的摩擦因数为。光滑导体棒b在水平向左的恒力F的作用下向左做匀速直线运动，当导体棒b运动到离连接处距离为时撤去作用在a棒的约束力，a棒以的加速度做匀加速直线运动。当导体棒b运动到连接处时，撤去作用在b棒的恒力F，此后导体棒b冲上倾斜导轨，且在之后的运动过程a、b始终不会相遇，且当b停在水平导轨上时，a还处在倾斜导轨上。两导体棒的电阻R均为、质量m均为，两导体棒长度和导轨间距L均为，且两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直，金属导轨电阻忽略不计，重力加速度g取，，，求： （1）外力F的大小； （2）导体棒a到达连接处时的速度大小； （3）从b棒返回水平导轨至最终稳定的整个过程，回路产生的焦耳热。 5．（12分）（2024湖南新高考教研联盟一模）如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求： （1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度； （2）金属杆ab从开始运动的内所通过的位移； （3）从开始运