專題9-力圖象信息模型-高考物理電磁感應(yīng)常用模型(原卷版)

高考物理《電磁感應(yīng)》常用模型最新模擬題精練專題9.力圖象信息模型一．選擇題1.（2023山東名校聯(lián)考）如圖甲所示，一對間距為l=20cm的平行光滑導(dǎo)軌放在水平面上，導(dǎo)軌的左端接R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌上垂直放置一導(dǎo)體桿，整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。桿在沿導(dǎo)軌方向的拉力F作用下做初速為零的勻加速運動。測得力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示。桿及兩導(dǎo)軌的電阻均可忽略不計，桿在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，則桿的加速度大小和質(zhì)量分別為()A.20m/s20.5kgB.20m/s20.1kgC.10m/s20.5kgD.10m/s20.1kg2.如圖甲所示，在MN、OP之間存在一勻強(qiáng)磁場，t=0時，一正方形光滑金屬線框在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開始做勻加速運動，外力F隨時間變化的圖線如圖乙所示。已知線框的質(zhì)量m=1kg，電阻R=2Ω。則A．磁場寬度為4mB．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為TC．線框穿過磁場過程中，通過線框的電荷量為2CD．線框穿過磁場過程中，線框產(chǎn)生的熱量為1J3．如圖1所示，光滑的平行豎直金屬導(dǎo)軌AB、CD相距L，在A、C之間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向外、高度為5d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導(dǎo)體棒放在磁場下邊界ab上（與ab邊重合）.現(xiàn)用一個豎直向上的力F拉導(dǎo)體棒，使它由靜止開始向上運動，導(dǎo)體棒離開磁場時恰好做勻速直線運動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，F(xiàn)隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖2所示，下列判斷正確的是A．導(dǎo)體棒離開磁場時速度大小為B．導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為C．離開磁場時導(dǎo)體棒兩端電壓為D．導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場的過程中，電阻R產(chǎn)生焦耳熱為二．計算題1.(2022天津河西區(qū)二模)如圖（甲）所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻，一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上a、b兩點間，在a點右側(cè)導(dǎo)軌間加一有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，寬度為d0，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)磁場左邊界到ab距離為d?，F(xiàn)用一個水平向右的力F拉導(dǎo)體棒，使它從a、b處靜止開始運動，棒離開磁場前已做勻速直線運動，與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，水平力F-x的變化情況如圖（乙）所示，F(xiàn)0已知。求：（1）棒ab離開磁場右邊界時的速度；（2）棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能E；（3）d滿足什么條件時，棒ab進(jìn)入磁場后一直做勻速運動。2.（14分）（2021福建泉州高二第二學(xué)期期中）如圖甲所示，在光滑絕緣水平面內(nèi)有一匝數(shù)n=10、邊長L=0.36m，電阻R=0.36Ω的正方形金屬線框，空間中存在一個寬度d=0.75m、方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場．線框右側(cè)剛進(jìn)入磁場時的速度=2m/s，此時對線框施加一水平向左的外力F使其始終做勻減速直線運動．以線框右側(cè)剛進(jìn)入磁場為計時起點，外力F隨時間t的變化如圖乙所示．求：(1)線框加速度a的大??；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(3)當(dāng)線框右側(cè)到達(dá)磁場右邊界時撤去外力F，求此后線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q？2.（13分）(2021河北保定重點高中下學(xué)期期末)如圖所示，一個足夠長的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬為L=0.50m。一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個正方形。該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。ab棒的電阻為R=0.10Ω，其他各部分電阻均不計。開始時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.50T。(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t=0時刻開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力，使它做勻加速直線運動。此拉力F的大小隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示。求勻加速運動的加速度的大小及ab棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦力的大小；(2)若從t=0開始，使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小從B0開始使其以=0.20T/s的變化率均勻增加。求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動？此時通過ab棒的電流大小和方向如何？（ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等）

3.相距L＝1.5m的足夠長平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計。t＝0時刻起，ab棒在方向豎直向上，大小按圖乙所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時也由靜止釋放cd棒。g取10m/s2。(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大?。?2)已知在2s內(nèi)外力F做功40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；(3)求出cd棒達(dá)到最大速度時所對應(yīng)的時刻。4．如圖甲所示，兩光滑導(dǎo)軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對接而成，相互平行放置，兩導(dǎo)軌相距L＝1m，傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ＝30°角，傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強(qiáng)磁場區(qū)Ⅰ中，Ⅰ區(qū)中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，圖中t1、t2未知。水平導(dǎo)軌足夠長，其左端接有理想的靈敏電流計G和定值電阻R＝3Ω，水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)Ⅱ中，Ⅱ區(qū)中的磁場恒定不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2＝1T，在t＝0時刻，從斜軌上磁場Ⅰ區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平釋放一金屬棒ab，棒的質(zhì)量m＝0.1kg，電阻r＝2Ω，棒下滑時與導(dǎo)軌保持良好接觸，棒由斜軌滑向水平軌時無機(jī)械能損失，導(dǎo)軌的電阻不計。若棒在斜面上向下滑動的整個過程中，靈敏電流計G的示數(shù)大小保持不變，t2時刻進(jìn)入水平軌道，立刻對棒施一平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。(g取10m/s2)求：(1)磁場區(qū)Ⅰ在沿斜軌方向上的寬度d；(2)棒從開始運動到