专题20 电磁感应（二）-2021年高考高三一模物理试题汇编（原卷版）

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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

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