江蘇省2020版高考物理三輪復習 熱點15 電磁感應定律的綜合應用練習（含解析）

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1、熱點15　電磁感應定律的綜合應用 (建議用時：20分鐘) 1.(2019·江蘇一模)如圖所示，匝數(shù)為N＝100、邊長為L＝0.5 m、阻值為r＝1.5 Ω 的正方形導線框與間距為d＝0.5 m 的豎直導軌相連，正方形線框的上半部分處在水平向外的磁場B1中，導軌的下部存在著水平向里的磁感應強度為B2＝1 T的勻強磁場．質量為m＝0.2 kg、電阻為R＝0.5 Ω的導體棒ab可以沿豎直導軌無摩擦地滑動，導體棒始終與導軌接觸良好．當磁場B1發(fā)生變化時，導體棒ab剛好能處于靜止狀態(tài)．重力加速度g取10 m/s2，試求： (1)此時通過ab棒的電流I的大小和方向； (2)此過程中磁場B1的變化率

2、； (3)開始的5 s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q. 2．(2019·蘇州市模擬)如圖所示，空間存在豎直向下的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B.一邊長為L，質量為m、電阻為R的正方形單匝導線框abcd放在水平桌面上．在水平拉力作用下，線框從左邊界以速度v勻速進入磁場，當cd邊剛進入磁場時撤去拉力，ab邊恰好能到達磁場的右邊界．已知線框與桌面間動摩擦因數(shù)為μ，磁場寬度大于L，重力加速度為g.求： (1)ab邊剛進入磁場時，其兩端的電壓U； (2)水平拉力的大小F和磁場的寬度d； (3)整個過程中產(chǎn)

3、生的總熱量Q. 3.(2019·蘇州市期初調(diào)研)如圖所示，在傾角α＝30°的光滑固定斜面上，相距為d的兩平行虛線MN、PQ間分布有大小為B、方向垂直斜面向下的勻強磁場．在PQ上方有一質量為m、邊長為L(L

4、Q. 熱點15　電磁感應定律的綜合應用 1．解析：(1)導體棒ab靜止，所以有： mg＝B2IL 可得：I＝＝ A＝4 A 由左手定則判斷知，電流方向由a到b. (2)根據(jù)法拉第電磁感應定律得： E＝NS 式中S＝ 由閉合電路歐姆定律得： E＝I(R＋r) 代入數(shù)據(jù)解得： ＝0.64 T/s. (3)開始的5 s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為： Q＝I2(R＋r)t＝42×(0.5＋1.5)×5 J＝160 J. 答案：(1)4 A　方向由a到b (2)0.64 T/s　(3)160 J 2．解析：(1)E＝BLv I＝＝ U＝I·R＝

5、BLv. (2)F＝F安＋μmg＝＋μmg 撤去拉力后，線框在磁場中只受到滑動摩擦力，做勻減速運動，x2＝ 所以d＝L＋. (3)進入磁場過程中產(chǎn)生焦耳熱 Q1＝I2Rt1＝ 由于摩擦產(chǎn)生的熱量 Q2＝μmg＝μmgL＋mv2 所以整個過程產(chǎn)生的熱量為Q＝Q1＋Q2＝μmgL＋mv2＋. 答案：(1)BLv　(2)＋μmg　L＋　(3)μmgL＋mv2＋ 3．解析：(1)線圈沿斜面向下運動至cd邊剛進入磁場時，mgxsin 30°＝mv－0 解得：v1＝. (2)線圈進入磁場的過程中，感應電動勢E＝＝ 根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I＝ 通過的電荷量為：q＝I·Δt＝. (3)線圈離開磁場時，勻速運動． 有：BL＝mgsin 30° 解得：v2＝ 由能量守恒：Q＝mg(x＋d＋L)sin 30°－mv 解得：Q＝mg(x＋d＋L)－. 答案：(1)　(2) (3)mg(x＋d＋L)－ - 6 -