3、剛進入磁場時速度為v0，cd邊剛離開磁場時速度也為v0，則下列說法正確的是
A．線圈進入磁場的過程中，感應電流為逆時針方向
B．線圈進入磁場的過程中，可能做加速運動
C．線圈穿越磁場的過程中，線圈的最小速度可能為
D．線圈從ab邊進入磁場到ab邊離開磁場的過程，感應電流做的功為mgd
解析：
【名師點評】此題通過正方形線圈在豎直平面內通過勻強磁場，意在綜合考查右手定則、電磁感應、變速運動、安培力、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、能量守恒定律等。
預測題2．如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角
4、。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質量均為m= 0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.4T，棒ab在平行于導軌向上的力F1作用下，以速度v＝2m/s沿導軌向上勻速運動，而棒cd在平行于導軌的力F2的作用下保持靜止。取g=10m/s2，
（1）求出F2的大小和方向
（2）棒cd每產生Q=1J的熱量，力F1做的功W是多少？
（3）若釋放棒cd，保持ab棒速度v＝2m/s不變，棒cd的最終速度是多少？
解析：
【名師點評】此題綜合考查安培力、平衡條件、功、熱量等。
5、
預測題3．如圖所示，寬為L的光滑長金屬導軌固定在豎直平面內，不計電阻。將兩根質量均為m的水平金屬桿ab、cd用長h的絕緣輕桿連接在一起，放置在軌道上并與軌道接觸良好，ab電阻R，cd電阻2R。虛線上方區(qū)域內存在水平方向的勻強磁場，磁感應強度B。
（1）閉合電鍵，釋放兩桿后能保持靜止，則ab桿受的磁場力多大？
（2）斷開電鍵，靜止釋放金屬桿，當cd桿離開磁場的瞬間，ab桿上焦耳熱功率為P，則此時兩桿速度為多少？
（3）斷開電鍵，靜止釋放金屬桿，若磁感應強度B隨時間變化規(guī)律為B=kt（k為已知常數），求cd桿離開磁場前，兩桿內的感應電流大小。某同學認為：上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金
6、屬桿靜止不動時相同，可以采用Δφ=ΔB·Lh 計算磁通量的改變量……該同學的想法是否正確？若正確，說明理由并求出結果；若不正確，說明理由并給出正確解答。
解析：
【名師點評】此題綜合考查安培力、平衡條件、功率、法拉第電磁感應定律。閉合電路歐姆定律等。
核心考點二、電磁感應中的能量問題
【核心考點解讀】導體切割磁感線或磁通量變化過程，在回路中產生感應電流，機械能轉化為電能。電流通過導體受到安培力作用或通過電阻發(fā)熱、電能轉化為機械能或內能。因此電磁感應過程總是伴隨著能量的轉化。利用能量守恒定律解答電磁感應中能量問題，快捷方便。
預測題1．如圖所示，回路豎直放在勻強磁場中，磁場的方向垂
7、直于回路平面向外。導體AC可以貼著光滑豎直長導軌下滑。設回路的總電阻恒定為R，當導體AC從靜止開始下落后，下面敘述中正確的說法有（ ）
A．導體下落過程中，機械能守恒
B．導體加速下落過程中，導體減少的重力勢能全部轉化為在電阻上產生的熱量
C．導體加速下落過程中，導體減少的重力勢能轉化為導體增加的動能和回路中增加的內能
D．導體達到穩(wěn)定速度后的下落過程中，導體減少的重力勢能大于回路中增加的內能
解析：
【名師點評】此題考查機械能與電能、內能的轉化。
預測題2．如圖9甲所示，光滑絕緣水平面上一矩形金屬線圈 abcd的質量為m、電阻為R、ad邊長度為L，其右側是有左右
8、邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域寬度相等，在t=0時刻線圈以初速度v0進入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v—t圖象如圖9乙所示，整個圖象關于t=T軸對稱．
(1)求t=0時刻線圈的電功率；
(2)線圈進入磁場的過程中產生的焦耳熱和穿過磁場過程中外力F所做的功分別為多少?
(3)若線圈的面積為S，請運用牛頓第二運動定律和電磁學規(guī)律證明：在線圈進人磁場過程中，v0- vl=。
解析：
【名師點評】此題以線圈穿過勻強磁場
9、區(qū)域的v—t圖象給出解題信息，將計算與證明融為一題，意在綜合考查法拉第電磁感應定律、動能定理、功能關系、微元法、勻變速直線運動規(guī)律等。
核心考點三、電磁感應與電路綜合
【核心考點解讀】在電磁感應中，切割磁感線的那部分導體或磁通量發(fā)生變化的回路產生感應電動勢，該部分導體或回路就是電源，其中的電流方向是由電源負極指向正極（電源內部）。解決電磁感應與電路綜合問題的基本方法是：首先明確其等效電路，然后根據電磁感應定律和楞次定律或右手定則確定感應電動勢的大小和方向，再根據電路的有關規(guī)律進行綜合分析計算。
預測題1．如圖所示，兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導軌相距為L=1m，導軌平面與水平面
10、成=30°角，上端連接R=1．5的電阻。質量為m=0．2 kg、阻值r=0．5的金屬棒ab放在兩導軌上，與導軌垂直并接觸良好，距離導軌最上端d=4 m，整個裝置處于勻強磁場中。磁感應強度B的大小與時間t成正比，磁場的方向垂直導軌平面向上。金屬棒ab在沿平行斜面方向的外力F作用下保持靜止，當t=2s時外力F恰好為零(g=10 m／s2)。求t=2s時刻ab棒的熱功率。
解：
【名師點評】此題考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、平衡條件、熱功率等。
預測題1.如圖所示，豎直平面內有無限長、不計電阻的兩組平行光滑金屬導軌，寬度均為L=0.5m，上方連接一個阻值R=1Ω的定值電阻，虛線
11、下方的區(qū)域內存在磁感應強度B=2T的勻強磁場。完全相同的兩根金屬桿1和2靠在導軌上，金屬桿與導軌等寬且與導軌接觸良好，電阻均為r=0.5Ω。將金屬桿1固定在磁場的上邊緣（仍在此磁場內），金屬桿2從磁場邊界上方h0=0.8m處由靜止釋放，進入磁場后恰作勻速運動。求：
（1）金屬桿2進入磁場時的速度。
（2）金屬桿的質量m為多大？
（3）若金屬桿2從磁場邊界上方h1=0.2m處由靜止釋放，進入磁場經過一段時間后開始勻速運動。在此過程中整個回路產生了1.4J的電熱，則此過程中流過電阻R的電量q為多少？
（4）金屬桿2仍然從離開磁場邊界h1=0.2m處由靜止釋放，在金屬桿2進入磁場的同時由靜止釋放金屬桿1，兩金屬桿運動了一段時間后均達到穩(wěn)定狀態(tài)，試求兩根金屬桿各自的最大速度。（已知兩個電動勢分別為E1、E2不同的電源串聯時，電路中總的電動勢E=E1+E2。）
解析：
【名師點評】此題考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、平衡條件、熱功率、能量守恒定律等。
2020高考物理 圍繞核心內容預測100例題14（學生版）
