訓(xùn)練10 電磁感應(yīng)+功和能-2025年高考物理壓軸題沖刺訓(xùn)練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1. (2024河北石家莊期末)如圖甲所示，在某星球上豎直固定兩個(gè)相距1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌上端連接電路，定值電阻R1=2Ω，R3=4Ω，R2為電阻箱，導(dǎo)軌所在區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為0.1kg、電阻為1Ω、長(zhǎng)為1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值為12Ω，開關(guān)S打開，0時(shí)刻金屬棒由靜止釋放，1s時(shí)閉合開關(guān)S，金屬棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，t時(shí)刻圖線的切線剛好水平，閉合開關(guān)S后，金屬棒下滑距離為54m時(shí)速度恰好達(dá)到最大值。
（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；
（2）求圖像中t的數(shù)值及t時(shí)間內(nèi)整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱；（結(jié)果均保留一位小數(shù)）
（3）電阻箱R2取何值時(shí)，金屬棒再次勻速下滑且R2消耗的功率最大。
2. （2024江西上進(jìn)聯(lián)盟質(zhì)檢）如圖，平行金屬導(dǎo)軌由光滑的水平部分和粗糙的傾斜部分平滑連接而成，導(dǎo)軌水平部分處在、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜部分導(dǎo)軌與水平面的夾角，處在、方向平行導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。開始時(shí)，導(dǎo)體棒a在外力約束下靜止在傾斜導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒a與傾斜導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為。光滑導(dǎo)體棒b在水平向左的恒力F的作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒b運(yùn)動(dòng)到離連接處距離為時(shí)撤去作用在a棒的約束力，a棒以的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)體棒b運(yùn)動(dòng)到連接處時(shí)，撤去作用在b棒的恒力F，此后導(dǎo)體棒b沖上傾斜導(dǎo)軌，且在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程a、b始終不會(huì)相遇，且當(dāng)b停在水平導(dǎo)軌上時(shí)，a還處在傾斜導(dǎo)軌上。兩導(dǎo)體棒的電阻R均為、質(zhì)量m均為，兩導(dǎo)體棒長(zhǎng)度和導(dǎo)軌間距L均為，且兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，金屬導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，重力加速度g取，，，求：
（1）外力F的大?。?br>（2）導(dǎo)體棒a到達(dá)連接處時(shí)的速度大??；
（3）從b棒返回水平導(dǎo)軌至最終穩(wěn)定的整個(gè)過(guò)程，回路產(chǎn)生的焦耳熱。
3．（12分）（2024湖南新高考教研聯(lián)盟一模）如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，其寬度，導(dǎo)軌M與P之間連接阻值為的電阻，質(zhì)量為、電阻為、長(zhǎng)度為的金屬桿ab靜置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)用一垂直桿水平向右的恒力拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直，其通過(guò)電阻R上的電荷量q與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，?。ê雎詀b桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響），求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和金屬桿的最大速度；
（2）金屬桿ab從開始運(yùn)動(dòng)的內(nèi)所通過(guò)的位移；
（3）從開始運(yùn)動(dòng)到電阻R產(chǎn)生熱量時(shí)，金屬桿ab所通過(guò)的位移。
4. （2024北京豐臺(tái)期末）如圖所示，寬為L(zhǎng)的光滑固定導(dǎo)軌與水平面成角，質(zhì)量為m的金屬桿ab，水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g中存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。S為單刀雙擲開關(guān)，電源的內(nèi)阻為r，定值電阻和金屬桿接入電路的阻值均為R，重力加速度為g。
（1）開關(guān)S接1，金屬桿恰好能靜止在導(dǎo)軌上。求電源電動(dòng)勢(shì)E的大小；
（2）開關(guān)S接2，金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，沿斜面下滑距離s后速度達(dá)到最大，此后金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)。求：
a．最大速度；
b．金屬桿從靜止開始到最大速度過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。
5. (2024山西呂梁和孝義期末)如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形粗糙金屬導(dǎo)軌，其平面與水平面成角，其中導(dǎo)軌MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，NQ之間電阻為r，其余部分金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬棒ab與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)為，金屬棒由靜止釋放后可以沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，求：
（1）導(dǎo)體棒ab在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少？
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒ab在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)速度大小為時(shí)下滑的距離為x，求此過(guò)程導(dǎo)體棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱和流過(guò)ab棒橫截面的電荷量q。
6. （2024河北滄州市1月質(zhì)檢）如圖所示，水平面內(nèi)放置寬L=1m的水平金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌右端接有一個(gè)阻值R=10Ω的定值電阻和一個(gè)C=0.5F的電容器。相距x1=10m的AB與CD之間的導(dǎo)軌光滑，其間分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1、方向垂直于水平面向下的磁場(chǎng)，質(zhì)量m=1kg，長(zhǎng)度L=1m的金屬桿放置在導(dǎo)軌的左端AB處，以金屬桿初始位置處為x=0，水平向右為x軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨x的分布規(guī)律為B1=0.5x（x≤10m）。CD與EF之間的導(dǎo)軌粗糙，長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，金屬桿與其間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，其間分布著水平向左、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。閉合開關(guān)S，在水平拉力F的作用下，金屬桿以速度v0=2m/s水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻均不計(jì)，忽略磁場(chǎng)的邊界效應(yīng)，忽略空氣阻力。已知電容器在無(wú)電阻的電路中放電非?？?，可認(rèn)為瞬間放完，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）金屬桿從初始位置運(yùn)動(dòng)到CD處時(shí)，電容器所帶的電荷量q；
（2）金屬桿從初始位置運(yùn)動(dòng)到CD處時(shí)，電容器兩極板間儲(chǔ)存的電勢(shì)能Ep；
（3）金屬桿從初始位置運(yùn)動(dòng)到CD處的過(guò)程中，若水平拉力F對(duì)桿做的功為，該過(guò)程中流過(guò)R的電流的有效值；
（4）當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)到CD處時(shí)，撤去外力F并斷開開關(guān)S，撤掉外力后金屬桿還能運(yùn)動(dòng)位移。

7. （2024江蘇南京大廠高中質(zhì)檢）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角的絕緣斜面上，頂部接有一阻值的定值電阻，下端開口，軌道間距。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，質(zhì)量的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，ab在導(dǎo)軌之間的電阻，電路中其余電阻不計(jì)，金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)始終垂直于導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)，不計(jì)空氣阻力，，，取。求：
（1）金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)的最大速度；
（2）金屬棒ab達(dá)到最大速度后，電阻R上再產(chǎn)生的內(nèi)能的過(guò)程中，ab桿下滑的距離x。
8．（2024廣東百日沖刺聯(lián)合檢測(cè)）如圖所示，間距為的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為。兩導(dǎo)軌上端接有阻值為的定值電阻，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為、電阻也為的金屬桿ab，在沿導(dǎo)軌平面向上、大小為的恒力作用下，由靜止開始從導(dǎo)軌底端向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間金屬棒開始以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為，不計(jì)空氣阻力和導(dǎo)軌電阻。求：
（1）金屬棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大??；
（2）從開始運(yùn)動(dòng)到金屬棒速度剛達(dá)到的過(guò)程中，恒定拉力做功；
（3）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)后的某時(shí)刻改變拉力，使金屬棒以大小為的加速度向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，則向上勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力對(duì)金屬棒的沖量大小。
9. （2024重慶烏江新高考協(xié)作體一模）如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表，電阻r=2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)。在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，CE=0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示。在t=0時(shí)刻開始，對(duì)金屬棒施加一水平向右的恒力F，從金屬棒開始運(yùn)動(dòng)直到離開磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中電壓表的示數(shù)保持不變。求：
（1）t=0.1s時(shí)電壓表的示數(shù)；
（2）恒力F的大小；
（3）從t=0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量Q。
10. （2024山東德州期末）如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成。導(dǎo)軌水平部分的一段處于、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖示虛線）中。在磁場(chǎng)中離左邊界處垂直于水平導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒，在傾斜導(dǎo)軌高處垂直于導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒，將導(dǎo)體棒由靜止釋放，結(jié)果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒以的速度從磁場(chǎng)右邊界離開。已知導(dǎo)體棒、的質(zhì)量均為，阻值均為，棒的長(zhǎng)度均等于導(dǎo)軌間距，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好取，忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。求：
（1）安培力對(duì)導(dǎo)體棒a做的功；
（2）導(dǎo)體棒a剛出磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體棒b的速度大小及兩棒之間的距離；
（3）整個(gè)過(guò)程中，安培力對(duì)導(dǎo)體棒b做的功。

11. （2024北京豐臺(tái)期末）如圖所示，光滑水平面上有豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。邊長(zhǎng)的正方形金屬線框abcd，在水平外力F作用下以水平向右的速度勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。已知線框的電阻，線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。在線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，求：
（1）線框中電流I的大??；
（2）外力F的大??；
（3）線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

12．（2023福建晉江部分重點(diǎn)高中期末聯(lián)考如圖（甲）所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為R的電阻，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為l的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上a、b兩點(diǎn)間，在a點(diǎn)右側(cè)導(dǎo)軌間加一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)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(chǎng)左邊界到ab距離為d?，F(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉導(dǎo)體棒，使它從a、b處?kù)o止開始運(yùn)動(dòng)，棒離開磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，水平力F-x的變化情況如圖（乙）所示，F(xiàn)0已知。求：
（1）導(dǎo)體棒到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度v1；
（2）導(dǎo)體棒勻速離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度v2；
（3）導(dǎo)體棒從ab處?kù)o止開始運(yùn)動(dòng)到離開磁場(chǎng)右邊界這一過(guò)程電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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