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最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点40电磁感应与力学综
合
【考点知识方法解读】闭合回路中的一局部导体做切割磁感线运动产生感应电动势和感
应电流,通电导体在磁场中将受到安培力的作用,从而使电磁感应问题与力学问题联系在
一起,成为力电综合问题。解答电磁感应中的力电综合问题的思路是:先根据法拉第电磁
感应定律求出感应电动势,然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中
的电流,再应用安培力公式及左手定那么确培力的大小及方向,分析导体棒的受力情况应
用牛顿运动定律列出方程求解。
【最新三年高考物理精选解析】
1.〔理综〕如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角〔0<<90°),其中
MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金
属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的
电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,金属棒的速度大小为,那么金属棒v
ab在这一过程中
1

2
qR
行导轨的位移大小为
BL
焦耳热为qBL
【解析】:由于金属棒ab下滑做加速度越来越小的
1BLx
加速运动,ab运动的平均速度大小一定大于,选项A错误;由q==,平行
2RR
qR
导轨的位移大小为x=,选项B正确;产生的焦耳热为Q=I2Rt=qIR,由于I随时间逐渐
BL
增大,选项C错误;当金属棒的速度大小为v时,金属棒中感应电流I=BLv/R最大,受到
B2L2
的安培力最大,大小为F=BIL=,选项D错误。
R
【答案】:B
【点评】此题考查电磁感应、安培力、焦耳定律、平均速度等知识点。
2。〔物理〕如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M’N’是两根用细
线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在
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杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l。整个
装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽
略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良
好。求
〔1〕细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
〔2〕两杆分别到达的最大速度。
E
对M’N’受力平衡:BIlmg②I③EBlvblv④
R12
2mgRmgR
由①——④得:v、v
13B2l223B2l2
【点评】对〔1〕也可利用动量守恒定律解答如下:
〔1〕由于MN和M’N组成的系统所受合外力为零,MN和M’N’动量守恒:设任意时刻MN
v1
和M’N’速度分别为v1、v2,由动量守恒定律得mv1-2mv2=0求出:2①
v2
3.〔理综〕如下列图,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,导轨
上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直
并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过
斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使
它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当
a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再
向下滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速
向下运动。a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电
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阻不计。求
(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度I,与定值电阻R中的
电流强度IR之比;
(2)a棒质量ma;
(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。
E
当a棒沿斜面向上运动时,I=,
b3R
2
2
b棒恰好静止,由平衡条件得,IbLB=mgsin
当a棒沿斜面向下匀速运动时,a棒中的电流为Ia’,那么
Ia’=E/2R,
Ia’LB=magsin
联立解得ma=3m/2
〔3〕由题知导体棒a沿斜面向上运动时所受拉力F=IaLB+magsin
7
联立上述各式解得F=mgsin。
2
【点评】此题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、平衡条件、安培力等重点知
识,属于电磁感应中的力电综合问题。
4.〔物理〕如下列图,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两
导轨相连,、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界
,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。整个运动
过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
(1)磁感应强度的大小B;
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(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;
(3)流经电流表电流的最大值Im。
【解析】(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动BILmg①
mg2gh
联立解得Im=
IR
【点评】此题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、平衡条件、安培力、机械能
守恒定律等重点知识,
5〔年卷第18题〕.如下列图,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为
d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场
中。一质量为m〔质量分布均匀〕的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接
触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止
开始沿导轨运动距离L时,速度恰好到达最大〔运动过程中杆始终与导轨保持垂直〕。设杆
接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。那么此过程
(Fmg)R
B2d2
Bdla
R的电量为B
Rr
F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变
FrR
化量
b
F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变
化量
答案BD
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