专题20 电磁感应（二）-最新高考高三一模物理试题汇编

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2021年高考高三一模物理试题汇编专题20 电磁感应（二）1、（2021·上海市奉贤区高三一模）如图所示，足够长的不计电阻的平行光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内，导轨间距为L，一端连接阻值为R的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，不计空气阻力。t=0时刻，MN棒与DE的距离为d，磁感应强度为B，问：(1)若保持磁感应强度不变，给MN棒一初速度v0向右运动，求其最大加速度；(2)若保持磁感应强度不变，施加一个向右的水平拉力，MN棒以恒定速度v向右运动。试从能量转化和守恒的角度推导MN棒中产生的感应电动势E的大小；(3)若不施加拉力等其他外力的情况下，从t=0时开始改变磁感应强度，要使导体棒MN保持恒定速度v向右运动，试问磁感应强度Bt随时间t变化的情况。2、（2021·上海市虹口区高三一模）如图（a），质量m1=2kg、宽度L=1m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量m2=1kg的导体棒MN放置在导轨上，始终与导轨接触良好，MNcb构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。开始时MN左侧导轨的总电阻R=0.2Ω，右侧导轨单位长度的电阻R0=0.1Ω/m。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B=1T。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做加速度a=2m/s2的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2。求：(1)t=2s时，MN中电流I的大小和方向；(2)t=2s时，MN对金属导轨施加摩擦力Ff的大小；(3)在图（b）中定性画出拉力F随时间t的变化关系图像。要求标出相关数据，并作出说明。3、（2021·上海市嘉定区高三一模）如图甲所示，两条相距l=1m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。t=0s时，一质量m=1kg、阻值r=0.5Ω的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达MN，MN右侧为一匀强磁场，磁感应强度B=1T，方向垂直纸面向内。当金属杆到达MN后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的v-t图像如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2。试计算：(1)进入磁场前，金属杆所受的外力F；(2)金属杆到达磁场边界MN时拉力的功率Pm；(3)电阻的阻值R；(4)说说0~8s内功与能的转化关系。若前8s金属杆克服摩擦力做功127.5J，试求这段时间内电阻R上产生的热量。 4、（2021·上海市闵行区高三一模）如图，两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距；在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度，磁场区域的高度，导体棒的质量未知、电阻；导体棒的质量、电阻，它们分别从图中、处同时由静止开始在导轨上向下滑动，匀速穿过磁场区域，且当刚穿出磁场时正好进入磁场并匀速穿过，取，不计、棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：(1)棒穿过磁场区域过程所用的时间；(2)棒刚进入磁场时两端的电势差；(3)棒的质量；(4)从静止释放到棒刚好出磁场过程中棒产生的焦耳热。5、（2021·上海市徐汇区高三一模）如图，MN、PQ为间距为L，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间夹角为，P、M间连接一个阻值为R的定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。一根质量为m、电阻为r的金属棒从ab位置以较大的初速度开始下滑，金属棒沿导轨向下运动，过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。当金属棒滑行至cd处时，速度减小为，在此过程中整个电路产生的总的焦耳热为Q。求：(1)开始下滑时金属棒两端的电压U；(2)当金属棒滑行至cd时的加速度a；(3)在此过程中金属棒的重力势能变化量。6、（2021·上海市杨浦区高三一模）如图（a），磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式。磁场很强的钕磁铁长条安装在轨道上，刹车金属片安装在过山车底部或两侧。简化为图（b）的模型，相距为l、水平放置的导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直的匀强磁场中，整个回路中的等效电阻为R，将过山车上的刹车金属片等效为一根金属杆AB，过山车的质量为m。不计轨道摩擦和空气阻力。(1)求水平磁力刹车减速的加速度a大小随速度v变化的关系式；(2)试比较用磁力刹车和用摩擦力刹车的区别；(3)若过山车进入水平磁力刹车轨道开始减速时，速度为30m/s，刹车产生的加速度大小为15m/s2.过山车的速度v随位移x的变化规律满足：（设水平轨道起点x=0）。在图（c）中画出水平磁力刹车减速的加速度大小随速度变化的图线，并求出过山车在水平轨道上减速到10m/s时滑行的距离。