冲刺2022届高考物理大题限时集训
【例题】如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ=37°放置，在斜面上虚线aa′和bb黄鳝精
′与斜面底边平行，在aa′、bb′围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B=1T；现有一质量为m=0.1kg、总电阻R=20Ω、边长L=1m的正方形金属线圈MNQP，让PQ边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过整个磁场区域。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）线圈进入磁场区域时的速度大小；
（2）线圈释放时，PQ边到bb′的时间；
（3）整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热。
【答案】 （1）4m/s；（2）2s；（3）0.4J
【解析】
（1）对线圈受力分析，根据平衡条件得
F安+μmgcosθ=mgsinθ
安培力的计算公式
F安=BIL
根据欧姆定律
感应电动势
E=BLv
联立代入数据解得
v=4m/s保偏光纤耦合器
（2）线圈进入磁场前做匀加速运动，根据牛顿第二定律得
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
解得
a=2m/s2
线圈释放时，双合金螺杆PQ边到bb′的速度
v=at
解得
t=2s
（3）由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度等于L=1m，根据功能关系可得
Q=W安环保润滑油=F安×2L
代入数据解得
Q=0.4J
分析闭合线框穿越匀强磁场时，关键是分析线框进、出磁场时所受的安培力。
从运动和力的角度看，安培力总是阻碍线框相对磁场的运动，可使线框做匀速运动、减速运动或加速运动。
从功和能的角度看，线框克服安培力做功，把其它形式的能转化为电能。要注意，如果有穿过线框的磁通量不发生变化的阶段，则此阶段线框中没有感应电流，线框也就不受到安培力的作用。
解决这类问题需要综合运用电磁学的定律或公式进行分析，在分析线框在磁场中运动时，应仔细分析“进磁场”“在磁场中运动”“出磁场”三个阶段的运动情况。
【变式训练】利用电磁阻尼原理设计的电磁阻尼减震器，如图甲所示。现将电磁阻尼减震器简化为如图乙所示的情形。每个矩形线圈匝数为匝，边长为，边长为，阻值为。由个相同线圈紧靠组成的滑动杆总质量为，在光滑水平面上以速度向右进入磁感应强度为，方向竖直向下的匀强磁场中。滑动杆在磁场作用下减速。 （1）求滑动杆刚进入磁场减速瞬间滑动杆的加速度；
（2）当第二个线圈恰好完全进入磁场时（还未停止），求此时滑动杆的速度大小及从开始进入磁场到此时矩形线圈产生的焦耳热；
（3）请通过计算说明为什么矩形线圈是由较小边长的小线圈排列组合而成，而不是采用同种规格导线绕成相同匝数的一整个矩形线圈（长为，宽为）。
【答案】 （1）火锅餐具，方向水平向左；（2），；（3）见解析
【解析】
（1）滑动杆受到的安培力为
滑动杆刚进入磁场减速瞬间滑动杆的加速度为
，方向水平向左
（2）设向右为正方向，对滑动杆进行分析，由动量定理可得
则
由能量守恒可得
（3）设为导线横截面积，为导体电阻率，由动量定理可得减速到零的过程，设减速行程为，有
所以分体式雨衣
用大线圈时行程为
当用整个线圈时减速行程更大。
1．如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框放在光滑的水平桌面上，线框边长分别为L和，其中段的电阻为R。在宽度为的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域，线框平面始终与磁场方向垂直。求：
（1）线框进入磁场区域的过程中，拉力的冲量的大小；
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