专题13 电磁感应综合-计算题-备战2023-2024学年高二物理下学期期末真题分类汇编（天津专用）

专题13 电磁感应综合-计算题 一、计算题 1．（2023下·滨海新区·高二期末统考）如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角．M、P间接有的电阻，范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小．质量，长度与导轨间距相等，阻值的金属棒放在两导轨上，在大小为、方向平行于导轨向上的恒定拉力作用下，从静止开始向上运动．已知金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，导轨电阻不计，取重力加速度，求： （1）当金属棒的速度大小时，金属棒的加速度大小a； （2）若金属棒向上运动的位移大小时，金属棒进入匀速运动状态．则金属棒从开始运动到位移大小的过程中R上产生的焦耳热． 2．（2023下·和平区·高二期末统考）如图所示，一边长为L、阻值为R、质量为m的正方形金属线框，放在绝缘的倾角为的光滑斜面上，整个线框置于方向垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。线框静止释放后，最终以恒定的速度匀速离开磁场区域，重力加速度为g，求： （1）线框匀速运动时速度的大小v； （2）线框离开磁场的全过程产生的热量Q； （3）线框离开磁场的全过程所用时间t。 3．（2023下·河北区·高二期末统考）如图所示，宽度为L的U型导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒MN沿光滑导线框向右做匀速运动，PQ间接有阻值为R的电阻。已知，导体棒MN的电阻为r，运动的速度为v。导线框的电阻不计。 （1）求MN棒两端的电势差U； （2）推导论证在时间内外力对导体棒所做的功W与整个电路生热Q的关系。 4．（2023下·红桥区·高二期末统考）如图所示，MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨，其阻值可以忽略不计，轨道间距L=0.9m。匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度B=1.0T，金属杆ab垂直于导轨放置与导轨接触良好，ab杆在导轨间部分的电阻，在导轨的左侧连接有电阻、，阻值分别为，，ab杆在外力作用下以v=10.0m/s的速度向右匀速运动。 （1）ab杆哪端的电势高？ （2）求通过ab杆的电流I； （3）求电阻r上每分钟产生的热量Q。 5．（2023下·部分区·高二期末统考）如图所示，间距为d=0.4m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.0T。一根质量为m=2kg的导体棒ab放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导体棒的电阻r=1.0Ω，导轨的电阻忽略不计，在垂直ab的水平拉力F作用下导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v=4.0m/s，在运动过程中导体棒始终与导轨保持垂直。求： （1）导体棒ab中感应电流的大小和方向； （2）作用在导体棒上拉力F的大小； （3）某时刻撤去拉力F，撤去拉力后电阻R上产生的热量。 6．（2023下·新四区示范校·高二期末统考）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求： （1）感应电动势的大小E； （2）拉力做功的功率P； （3）ab边产生的焦耳热Q． 一、计算题 1．（2023下·天津一中·高二期末）如图所示，沿水平固定平行导轨之间的距离为L=1m，导轨的左侧接入定值电阻R（大小未知），图中虚线的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。质量为m=1kg、阻值导体棒PQ垂直导轨放置，由时刻开始在导体棒上施加水平方向F=4N的恒力使导体棒向右做匀加速运动，导体棒进入磁场后立即保持外力的功率不变，经过一段时间导体棒以的速度做匀速直线运动，已知整个过程导体棒的速度随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终与导轨保持良好的接触且没有发生转动。重力加速度g=10m/s2。求： （1）导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ=？定值电阻的阻值R=？ （2）前8s内导体棒与导轨间因摩擦而产生的热量Q=90J，则该过程中定值电阻R上产生的热量QR为多少？ （3）在第（2）问的前提下，求导体棒减速过程中通过定值电阻R的电量q为多少？前8s内水平外力F对导体棒的冲量IF为多少？ 2．（2023下·东丽区·高二期末统考）如图所示，两根足够长的平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响，已知金属棒与导轨间动摩擦因数，，取。 （1）求金属棒沿导轨向下运动