j2011年全国高考物电磁压轴试题汇编j2011年全国高考物理电磁压轴试题汇编.docVIP

2011年全国高考物理电磁感应压轴试题集 重庆卷 23．（16分） 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为、长度为的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻,绝缘橡胶带上镀有间距为的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为,求： （1）橡胶带匀速运动的速率； （2）电阻R消耗的电功率； （3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。[来 答案：（1）（2）（3） 解析：（1）设电动势为E，橡胶带运动速率为v。由：，，得： （2）设电功率为P， （3）设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W。 ，，，得： 上海卷 32．(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求： (1)金属棒在此过程中克服安培力的功； (2)金属棒下滑速度时的加速度． (3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：由动能定理，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。 答案：（1）（2） (3)此解法正确。 解析：（1）下滑过程中安培力的功即为在金属棒和电阻上产生的焦耳热，由于，因此 ∴ （2）金属棒下滑时受重力和安培力 由牛顿第二定律 ∴ (3)此解法正确。金属棒下滑时重力和安培力作用，其运动满足 上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。 ∴ 浙江卷 23.（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取）。 （1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况； （2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向； （3）计算4s内回路产生的焦耳热。 答案：（1）导体棒在前做匀减速运动，在后以后一直保持静止。 （2），电流方向是顺时针方向。 （3） 解析：（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 代入数据解得：，，导体棒没有进入磁场区域。 导体棒在末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为 （2）前磁通量不变，回路电动势和电流分别为， 后回路产生的电动势为 回路的总长度为，因此回路的总电阻为 电流为 根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向 （3）前电流为零，后有恒定电流，焦耳热为 四川卷 24.（19分） 如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3、质量m1=0.1kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g=10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求 （1）小环所受摩擦力的大小； （2）Q杆所受拉力的瞬时功率。 答案：（1）0.2N （2）2W 解析：（1）设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2g－Ff=m2a ① 代入数据，得Ff=0.2N ② （2）设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有Ff=B1I1l ③ 设回路总电流为I,总电阻为R总，有 ④， ⑤ 设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有 ⑥， ⑦ . ⑧，拉力的瞬时功率为 ⑨ 联立以上方程得到 ⑩