分组练(10)电磁感应规律的综合应用B组-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理专项分组练(湖南专版)

分组练(10)电磁感应规律的综合应用B组 (限时50分钟) 1.(11分)如图所示，宽L=2m、足够长的金属导轨2.(14分)如图甲所示，足够长的平行导轨所在的平 MN和M'N'固定在倾角为0=30°的斜面上，在N 面与水平地面间的夹角为0，导轨间距为d,导轨 和V'之间连接一个R=2的定值电阻，在AA 上端与电容为C的电容器相连，虚线OO2垂直于 处放置一根与导轨垂直、质量m=0.8kg、长度也 导轨，O1O2上方存在垂直导轨平面向下的匀强磁 为L=2m、电阻r=22的金属杆，金属杆和导轨 场，此部分导轨由不计电阻的光滑金属材料制成， 同的动摩擦因数，导轨电阻不计，导轨处于 OO2下方的导轨由粗糙的绝缘材料制成。t=0 时刻，一质量为m、电阻不计的金属棒MN由静止 磁感应强度大小B=1T、方向垂直于导轨平面向 释放，运动过程中金属棒MN始终与导垂直且 上的匀强磁场中。用轻绳通过定滑轮将电动小车 接触良好，其速度ⅴ随时间t的变化关系图像如图 与金属杆的中点相连，滑轮与金属杆之间的轻绳 乙所示，其中。和t。为已知量，重力加速度为g, 平行于斜面，开始时小车位于定滑轮正下方水平 电容器始终未被击穿。求： 面上的P处（小车可视为质点），定滑轮离小车的 (1)0~t。时间内安培力对金属棒MN的冲量 高度H=4m。启动电动小车，使之沿PS方向以 大小； o=5m/s的速度匀速前进，当金属杆滑到OO位 (2)0~2t。时间内金属棒MN损失的机械能； 置时的加速度a=3.2m/s2,AA'与OO之间的距 (3)匀强磁场的磁感应强度大小。 离d=1m,重力加速度g=10m/s2,求： (1)该过程中，通过电阻R的电荷量q; 2vo (2)金属杆通过OO'时的速度大小： 0 N (3)金属杆在OO时，轻绳的拉力大小。 02 6 2to t 甲 物理(XD)第59页（共66页） 3.(18分)小型交流发电机向较远处的用户供电，发 (1)求输电线路上损耗的电功率△P; 电机的线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方 (2)若升压变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2= 向的轴OO'匀速转动。已知线圈abcd的匝数N 1:9,求发电机线圈abcd的阻值r。 =100、面积S=0.043m2,线圈匀速转动的角速度 bc B w=100πrad/s,匀强磁场的磁感应强度大小B= 巨T,输电导线的总电阻R=12.5n,降压变压器 原、副线圈的匝数之比n3:n4=10:1。用户区标有 0. “220V8.8kW”的电动机恰好能正常工作，用 户区及连接发电机线圈的输电导线的电阻均可忽 略，发电机线圈abcd的电阻不可忽略，变压器均 为理想变压器。 物理(XD)第60页（共66页）物理(XD) 解得m=3m 4Eg (1分) 从bc边飞出磁场的粒子的出发点p的x轴坐标范围 m≤r≤-3m (1分) Eg 4Eg 分组练(9) 电磁感应规律的综合应用A组 1.【解析】导体棒切割磁感线产生的电动势为 E=BLU (1分) 回路中的电流为 E I一R十 (1分) 极板间的电压等于电阻R两端的电压，为 U-IR (1分) 极板间粒子释放后的加速度方向指向下极板，根据牛 顿第二定律得 a兴 (1分) 初速度竖直向上的粒子做匀减速直线运动，一定能到 达其正上方极板处，其余粒子在水平方向做匀速直线 运动，竖直方向上做匀减速直线运动，则恰好到达上 极板且竖直速度减为零的粒子为到达上极板且距中 心粒子最远的临界粒子，该粒子竖直分运动可逆向看 作初速度为零的匀加速直线运动，所用时间为t,则有 d-jar (1分) 竖直分速度为 Vy=at (1分) 解得 Ug ,= (1分) 水平方向的分速度为 v=√/- (1分) 水平最大半径为 r=vt (1分) 射中上极板的面积为 S=πr2 (1分) 联立解得 S=2mtnd(R+n）-4πd (1分) BLv gR 2.【解析】(1)根据题意，由法拉第电磁感应定律有E= △Φ △t (1分) 又△Φ=△BS (1分) 由图乙可知，0~3X102s内，A5=10T/5 (1分) △t 又s= (1分) 联立解得E=0.2V (1分) 感应电演1=是=01A (1分) 方向为顺时针，由图乙可知，t=2×102s时，B= 0.2T (1分) ·35 参考答案及解析 此时线框所受的安培力F=BIL=0.004N(1分) 方向沿斜面向下，由平衡条件有F:=mngsin30°十F= 0.054N (1分) (2)结合(1)和图乙可知，0~3×102s内，感应电流 I1=0.1A (1分) 3×10-2~5×10-2s内，感应电流12=0 (1分) 5×10-2~6×10-2s内，感应电流1=0.3A(1分) 根据有效值的定义得IRt十0十IRt=IR(t十t2 十t3) (1分) 解相1侣A (1分) 3.【解析】(1)假设线框进入磁场前做匀加速运动，根据 牛顿第二定律有a=m8=g (1分) m 根据运动学公式2ad=u-0 (1分) 解得U1=2m/s<w (1分) 说明线框进入磁场前一直做匀加速运动，匀加速时间 t=4=1s (1分) a (2)ab边刚进入磁场时产生的电动势E=Blu=8V (1分) 由闭合电路欧姆定律1=票=2A R (1分) 0=x子R=6V (1分) (3)进入磁场前传送带位移x传1=t=4m(1分) 多消耗电能△E电1=1gx传1=80J (1分) 线框进入磁场后受到的安培力F=Bi (1分) (1分) 解得F=B R (1分) 由动量定理mg山-y=一m (1分) 其中u△t=l (1分) 解得2=2.8m/s (1分) 线框进入磁场阶段一直与皮带发生相对运动，传送带 位移x2=△t=3.2m (1分) 多消耗电能△E电2=gx妆2=64J (1分) 线框进入磁场后继续加速，直至与皮带共速，之后一 起匀速运动，不再多消耗电能，线框在磁场中匀加速 运动的时间t2=二心=0.6s (1分) a 传送带位移x传3=t2=2.4m (1分) 多消耗电能△E电3=gx传3=48J (1分) 整个过程多消耗电能△E电=△E电1十△E电2十△E电3= 192J (1分) 分组练（10) 电磁感应规律的综合应用B组 1,【解析】(1)平均感应电动势E=A⑨=BLd △t△t (1分) .△Φ_BLd q=1·△t=R￥rR+r (1分) 参考答案及解析 解得q=0.5C (1分) (2)根据几何关系有H -H=d (1分) sin a 解得sina=0.8 (1分) 金属杆的速度等于小车速度沿轻绳方向的分量= ucos a=3 m/s (1分) (3)金属杆所受的摩擦力F:=mngcos0=3N(1分) 金属杆所受的安培力F安=BL=B R+r (1分) 解得F=3N (1分) 根据牛顿第二定律可得Fr一ngsin0-F:一F安=ma (1分) 解得Ft=12.56N (1分) 2.【解析】(1)根据动量定理有ngsin0·to一I安=m (2分) 解得I安=ngto sin日-mw (1分) (2)根据图乙可得金属棒在0一2t。时间内的位移 x-受6+主3地6= 2 2Voto (1分) 1 根据能量守恒定律有mgzsin0=2m(3)+△E (2分) 5 9 解得△E强=之osin0-之m明 (1分) (3)根据图乙可知，在0~t。时间内金属棒做匀加速 直线运动，则可知其加速度恒定，所受合外力恒定，即 此时间段内电流恒定，而电容器两端电压的变化量等 于金属棒切割磁感线产生的感应电动势的变化量，则 有Bdw=兴 (2分) 可得△q=CBd (1分) 而△g=I·to (1分) 对该过程由动量定理有ngsin0·6一BdI·t。=m (2分) 联立解得B=宁√愿 mgtosin 0 m C (1分) 3.【解析】(1)设通过降压变压器原、副线圈的电流分别 为14、1，电动机恰好能正常工作时，有1，一 PM (1分) 解得I=40A (1分) 根据理想变压器原、剧线圈电流与匝数的关系，有十 (1分) n3 解得I=4A (1分) 输电线路上损耗的电功率△P=IR (1分) 解得输电线路上损耗的电功率△P=200W(1分) (2)根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系，可 (1分) 解得U3=2200V (1分) 升压变压器副线圈两端的电压U2=U3十I3R(1分) 解得U2=2250V (1分) ·3 物理(XD) 根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关 系，可得公光 (1分) 解得U1=250V (1分) 交流发电机产生的感应电动势的最大值Em=VBSw =430√2V (1分) 解得电动势的有效值E= E=430V (1分) √ 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系，可得 L=2 I2 m (1分) 其中12=13=4A 解得I,=36A (1分) 根据闭合电路欧姆定律，有E=U1十I1 (1分) 解得发电机线圈abcd的阻值r=5 (1分) 分组练（11)热学 1.【解析】(1)对封闭在窑内的气体，排气前体积V。不 变，烧制前温度T。=(273十27)K=300K(1分) 排气阀刚开启，则气体升温过程中发生等容变化，根 据查理定律有会一号 (2分) 又p1=3po 解得T1=900K=627℃ (2分) (2)设当气体的温度为1227℃、压强为3p时，体积 为V2 根据理想气体状态方程有D业=3V T。 (2分) 解得V,=3 (2分) 排出气体的体积V:=V一V,=号 (2分) 压强相同时，该气体的质量与体积成正比，所以”鞋= 供-号 (3分) 2.【解析】(1)A段理想气体的压强 P=+=(75+15)cmHg=90 cmHg (2分) B段理想气体的压强 P2=p=(90-20)cmHg=70 cmHg (2分) (2)再次稳定后有 PI=po=75 cmHg (1分) p2'=p1'-pL=(75-19)cmHg=56cmHg(1分) 根据玻意耳定律有 pl=p'l' (1分) p2l2=p2'l2 (1分) 解得l41′=12cm,l2'=12.5cm (1分) 则有△x=('-l1十l2'-l2=4.5cm (1分) 3.【解析】(1)设轻杆对活塞A、B的弹力大小为F,对活 塞A有 pSa=p1SA十F (1分) 对活塞B,有 pSB=p1SB十F (1分) 解得p1=1×105Pa (2分)