专题20 电磁感应（二）-2021年高考高三一模物理试题汇编（解析版）

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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。

【答案】(1) ；(2)BLv；(3)Bt=

【解析】

(1)棒刚开始运动时受到的安培力最大，即 Fm=BIL，根据闭合电路欧姆定律，得电流

电动势 E=BLv0，根据牛顿第二定律得，最大加速度

a= =

(2)根据能量转化和守恒定律，拉力做功输入能量全部转化为电能，即拉力做功功率等于电功率，拉力做功

功率

P1=Fv

电功率

P2=EI

因为匀速直线运动，所以拉力

F=F安=BIL

则

BILv=EI

得到

E=BLv

(3)要导体棒 MN 保持恒定速度 v向右运动，则 MN 棒不受力，也即 MN 棒中无感应电流产生，则穿过

MNED 回路的磁通量不变，则

Φ1=BS=BLd

Φ2=Bt=Bt L(d+vt)

且

Φ1=Φ2

即

BLd=BtL(d+vt)

得

Bt=

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。

【答案】(1)4A，由 M指向 N；(2)7N；(3)见解析

【解析】

(1)t=2s 时

v=at=2×2m/s=4m/s

s=at2= ×2×22m=4m

R总=R+（2s）R0=0

2+2×4×0.1Ω=1Ω

电动势

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