1、2016高考最新原创模拟题分类解析III-12专题十二、电磁感应综合性问题1.(19分) （2016年3月湖南怀化一模）如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m、有效电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到(为金属棒速度)的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。(已知：l1 m，m1 kg，R0.3 ，r0.2 ，s1 m)(1)判断该金属棒在磁场中是否做匀加速直线运动？简要说明理由；(2)求加速度的大小和磁感应强度B的
2、大小；RMNcFBdefls(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？2.（18分）(2016安徽江南十校联考)如图，MN、PQ为两根足够长的水平放置的平行金属导轨，间距L= 1m；整个空间以OO为边界，左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1= 1T，右侧有方向相同、磁感应强度大小B2=2T的匀强磁场。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m=0.1kg，与导轨间的动摩擦因数均为=0.2，其在导轨间的电阻均为R=1。开始时，a、b棒均静止在导轨上，现用平行于导轨的恒力F=0.8N向右拉b棒。假定a棒始终在OO左侧运动
3、，b棒始终在OO右侧运动，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，g取10m/s2。（1）a棒开始滑动时，求b棒的速度大小；（2）当b棒的加速度为1.5m/s2时，求a棒的加速度大小；（3）已知经过足够长的时间后，b棒开始做匀加速运动，求该匀加速运动的加速度大小，并计算此时a棒中电流的热功率。B1B2PNQMabOOF3.（14分）（2016上海宝山期末）两根平行金属导轨固定倾斜放置，与水平面夹角为37，相距d0.5m，a、b间接一个电阻R，R1.5在导轨上c、d两点处放一根质量m0.05kg的金属棒，bc长L1m，金属棒与导轨间的动摩擦因数0.5。金属棒电阻r0.5，金属棒
4、被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑，如图1所示。在金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场，磁场随时间的变化关系如图2所示。重力加速度g10m/s2。（sin370.6，cos370.8）。求： 图1 图2（1）01.0s内回路中产生的感应电动势大小；（2）t0时刻，金属棒所受的安培力大小；（3）在磁场变化的全过程中，若金属棒始终没有离开木桩而上升，则图2中t0的最大值；（4）通过计算在右图中画出0t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象。4.如图甲所示，倾角为的光滑斜面上有两个宽度均为d的磁场区域、，磁感应强度大小都为B，区域的磁感应强度方向垂直斜面向上，区域的磁感应强度方向垂直
5、斜面向下，两磁场区域间距为d。斜面上有一矩形导体框，其质量为m，电阻为R，导体框ab、cd边长为l，bc、ad边长为d。刚开始时，导体框cd边与磁场区域的上边界重合；t0时刻，静止释放导体框；t1时刻ab边恰进入磁场区域，框中电流为I1；随即平行斜面垂直于cd边对导体框施加力，使框中电流均匀增加，到t2时刻框中电流为I2。此时，ab边未出磁场区域，框中电流如图乙所示。求：(1)在0t2时间内，通过导体框截面的电荷量；(2)在0t1时间内，导体框产生的热量；(3)在t1t2时间内，导体框运动的加速度。5.（宁夏银川一中模拟）如图甲所示，弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面
6、，左导轨平面与水平面成53角，右导轨平面与水平面成37角，两导轨相距L=0.2m，电阻不计质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为=0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中t=0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑t=ls时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动cd杆运动的vt图象如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2，sin37=0.6
7、，cos37=0.8求：（1）在第1秒内cd杆受到的安培力的大小（2）ab杆的初速度v1 （3）若第2s内力F所做的功为9J，求第2s内cd杆所产生的焦耳热6（20分）(2016福建福州质检)如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为2m的重物，另一端系一质量为m、电阻为R的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值也为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦和接触
8、电阻，重力加速度为g，求：（1）重物匀速下降的速度v；（2）重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR；（3）将重物下降h时的时刻记作t=0，速度记为v0，若从t=0开始磁感应强度逐渐减小，且金属杆中始终不产生感应电流，试写出磁感应强度的大小B随时间t变化的关系。7. （19 分）(2016四川成都七中二模)如图所示（俯视），MN 和PQ 是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨.两导轨间距为L=0.2m，其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场B1=5.0T.导轨上NQ 之间接一电阻R1=0.40，阻值为R2=0.10 的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触
9、.两导轨右端通过金属导线分别与电容器C 的两极相连.电容器C 紧靠准直装置b，b 紧挨着带小孔a（只能容一个粒子通过）的固定绝缘弹性圆筒.圆筒壁光滑，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2，O 是圆筒的圆心，圆筒的内半径r=0.40m。（1）用一个方向平行于MN 水平向左且功率恒定为P=80W 的外力F 拉金属杆，使杆从静止开始向左运动.已知杆受到的摩擦阻力大小恒为Ff=6N，求：当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小及电阻R1 消耗的电功率？（2）当金属杆处于（1）问中的匀速运动状态时，电容器C 内紧靠极板的D 处的一个带正电的粒子经C加速、b 准直后从a 孔垂直磁场B2并正对着圆心O 进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔 a 射出圆筒.已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，不计粒子的初速度、重力和空气阻力，粒子的荷质比q/m=5107(C/kg)，则磁感应强度B2 多大（结果允许含有三角函数式）？