高考物理与法拉第电磁感应定律有关的压轴题及详细答案

nKBr20^-3Rtn 兀 Br2tq 二 It 二 o^-ii3Rt高考物理与法拉第电磁感应定律有关的压轴题及详细答案一、法拉第电磁感应定律1.如图甲所示，一个电阻值为 R,匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1连接成闭合回路。线圈的半径为 q。在线圈中半径为 r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分⑴ 通过电阻 R1上的电流大小及方向。⑵ 通过电阻 R1上的电荷量 q。n 兀 Br2n 兀 Br2t【答案】⑴ 3R°2 电流由 b 向 a 通过耳⑵ 3RJ00【解析】【详解】厂 A①ABn 兀 Br2(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 E=n=“兀 r2—At2Att0由闭合电路的欧姆定律，得通过耳的电流大小为 1 二 3-由楞次定律知该电流由 b 向 a 通过 R］。⑵ 由 1 二-得在 0 至 t］时间内通过 R］的电量为:t2.光滑平行的金属导轨 MN 和 PQ,间距 L=1.0m,与水平面之间的夹角 a=30°，匀强磁场磁感应强度 B=2.0T，垂直于导轨平面向上,MP 间接有阻值 R=2.0Q 的电阻，其它电阻不计，质量 m=2.0kg 的金属杆 ab 垂直导轨放置，如图(a)所示.用恒力 F 沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v-t 图象如图(b)所示.g=10m/s2，导轨足够长.求：⑴ 恒力 F 的大小；(2) 金属杆速度为 2.0m/s 时的加速度大小；(3) 根据 v-t 图象估算在前 0.8s 内电阻上产生的热量.(a【答案】(1)18N(2)2m/s2(3)442J【解析】【详解】(1)由题图知，杆运动的最大速度为 v=4m/s,m有 F=mgsina+F=mgsina+BLVm，代入数据解得 F=18N.安R(2)由牛顿第二定律可得：F 一 F 一 mgsina=ma 安B2L2v2x12x2得 F--mgsina18---2x10x0.5得 a=R=2m/s2=2m/s22(3)由题图可知 0.8s 末金属杆的速度为 v=2.2m/s，前 0.8s 内图线与 t 轴所包围的小方格的个数约为 28 个，面积为 28x0.2x0.2=1.12，即前 0.8s 内金属杆的位移为 x=1.12m,1由能量的转化和守恒定律得：Q=Fx-mgxsina--mvj,代入数据解得：Q=4・12J.【点睛】本题电磁感应与力学知识的综合，抓住速度图象的两个意义：斜率等于加速度，"面积”等于位移辅助求解•估算位移时，采用近似的方法，要学会运用.3.如图，水平面(纸面)内同距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m、长度为 l的金属杆置于导轨上，t=0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.t0时刻，金...