高考物理二輪復(fù)習(xí) 100考點(diǎn)千題精練 第十章 電磁感應(yīng) 專(zhuān)題10.5 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.doc

專(zhuān)題10.5 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題一選擇題1.（2017廣西五市考前聯(lián)考）.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌mn、pq，間距為l，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌構(gòu)成的平面與水平面成角。金屬棒ab、cd用絕緣輕繩連接，其電阻均為r，質(zhì)量分別為2m和m。沿斜面向上的力作用在cd上使兩棒靜止，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，重力加速度大小為g，將輕繩燒斷后，保持f不變，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則a輕繩燒斷瞬間，cd的加速度大小a=gsinb輕繩燒斷后，cd做勻加速運(yùn)動(dòng)c輕繩燒斷后，任意時(shí)刻兩棒運(yùn)動(dòng)的速度大小之比vabvcd=12d棒ab的最大速度vabm=【參考答案】c2.（2018南寧高三摸底考試）如圖所示，固定的豎直光滑u型金屬導(dǎo)軌，間距為l，上端接有阻值為r的電阻，處在方向水平且垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為k的固定輕彈簧相連放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。初始時(shí)刻，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，其伸長(zhǎng)量x1=mg/k，此時(shí)導(dǎo)體棒具有豎直向上的初速度v0.。在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，則下列說(shuō)法正確的是a初始時(shí)刻導(dǎo)體棒兩端電壓為blv0b初始時(shí)刻導(dǎo)體棒的加速度大小為2gc導(dǎo)體棒最終靜止，此時(shí)彈簧的壓縮量為mg/kd導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，回路產(chǎn)生的焦耳熱為mv02+【參考答案】cd3如圖甲所示，在列車(chē)首節(jié)車(chē)廂下面安裝一電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生垂直于地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，首節(jié)車(chē)廂經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)傳到控制中心圖乙為某時(shí)控制中心顯示屏上的電脈沖信號(hào)，則此時(shí)列車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況是()a勻速運(yùn)動(dòng) b勻加速運(yùn)動(dòng)c勻減速運(yùn)動(dòng) d變加速運(yùn)動(dòng)【參考答案】c4(2016河南鄭州高三質(zhì)量預(yù)測(cè))(多選)用一段橫截面半徑為r、電阻率為、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為r(rr)的圓環(huán)。圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場(chǎng)中，圓環(huán)的圓心始終在n極的軸線(xiàn)上，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b。圓環(huán)在加速下滑過(guò)程中某一時(shí)刻的速度為v，忽略電感的影響，則()a此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)順時(shí)針的感應(yīng)電流b圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落c此時(shí)圓環(huán)的加速度ad如果徑向磁場(chǎng)足夠長(zhǎng)，則圓環(huán)的最大速度vm【參考答案】ad【名師解析】由右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向，可知選項(xiàng)a正確；由左手定則可以判斷，此時(shí)圓環(huán)受到的安培力應(yīng)該向上，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；對(duì)圓環(huán)受力分析可解得加速度ag，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；當(dāng)重力等于安培力時(shí)速度達(dá)到最大，可得vm，選項(xiàng)d正確。5(2016河南洛陽(yáng)高三統(tǒng)考)如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端通過(guò)開(kāi)關(guān)s與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為e的電源相連，右端與半徑為l20 cm的光滑圓弧導(dǎo)軌相接。導(dǎo)軌寬度為20 cm，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t。一根垂直導(dǎo)軌放置的質(zhì)量m60 g、電阻r1 、長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒ab，用長(zhǎng)也為20 cm的絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛，導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌接觸。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)s后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng)，擺動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線(xiàn)處于張緊狀態(tài)。當(dāng)導(dǎo)體棒ab速度最大時(shí)，細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角53(sin 530.8，g10 m/s2)，則()a磁場(chǎng)方向一定豎直向上b電源的電動(dòng)勢(shì)e8.0 vc導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力f8 nd導(dǎo)體棒擺動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為0.08 j【參考答案】bd二計(jì)算題1(2016江南十校聯(lián)考)(18分)如圖，mn、pq為兩根足夠長(zhǎng)的水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)1 m；整個(gè)空間以oo為邊界，左側(cè)有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b11 t，右側(cè)有方向相同、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b22 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩根完全相同的導(dǎo)體棒a、b，質(zhì)量均為m0.1 kg，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，其在導(dǎo)軌間的電阻均為r1 。開(kāi)始時(shí)，a、b棒均靜止在導(dǎo)軌上，現(xiàn)用平行于導(dǎo)軌的恒力f0.8 n向右拉b棒。假定a棒始終在oo左側(cè)運(yùn)動(dòng)，b棒始終在oo右側(cè)運(yùn)動(dòng)，除導(dǎo)體棒外其余電阻不計(jì)，滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力大小相等，g取10 m/s2。(1)a棒開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，求b棒的速度大小；(2)當(dāng)b棒的加速度為1.5 m/s2時(shí)，求a棒的加速度大?。?3)已知經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，b棒開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，求該勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，并計(jì)算此時(shí)a棒中電流的熱功率?！敬鸢浮?(1)0.2 m/s(2)0.25 m/s2(3) 0.4 m/s20.078 4 w聯(lián)立知v0.2 m/s(2)設(shè)a棒的加速度為a1，b棒的加速度為a2。由牛頓第二定律知b1ilmgma1fb2ilmgma2聯(lián)立式a10.25 m/s2(3)設(shè)a棒開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)加速度a1，b棒開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)加速度為a2由牛頓第二定律知b1ilmgma1fb2ilmgma2由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律知i式代入式知a20.4 m/s2由焦耳定律知pi2r代入數(shù)據(jù)p0.078 4 w2(12分)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌mn、pq平行固定在傾角37的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)1 m，導(dǎo)軌的電阻可忽略m、p兩點(diǎn)間接有阻值為r的電阻一根質(zhì)量m1 kg、電阻r0.2 的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌向下自圖示位置起，桿ab受到大小為f0.5v2(式中v為桿ab運(yùn)動(dòng)的速度，力f的單位為n)、方向沿導(dǎo)軌向下的拉力作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得通過(guò)電阻r的電流隨時(shí)間均勻增大g取10 m/s2，sin 370.6.(1)試判斷金屬桿ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)，并寫(xiě)出推理過(guò)程；(2)求電阻r的阻值；(3)求金屬桿ab由靜止開(kāi)始下滑通過(guò)位移x1 m所需的時(shí)間t.【名師解析】(1)通過(guò)電阻r的電流i，由于通過(guò)r的電流i隨時(shí)間均勻增大，故金屬桿的速度v隨時(shí)間均勻增大，即金屬桿的加速度為恒量，所以金屬桿做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)因?yàn)閍與v無(wú)關(guān)，所以a8 m/s2由0.50得r0.3 (3)由xat2得，所需時(shí)間t 0.5 s.3.(14分)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌mn、pq間距為l0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m0.02 kg，電阻均為r0.1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.2 t，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力f作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止，取g10 m/s2，問(wèn)：(1)通過(guò)棒cd的電流i是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力f多大？(3)棒cd每產(chǎn)生q0.1 j的熱量，力f做的功w是多少？【參考答案】(1)1 a方向由d至c(2)0.2 n(3)0.4 j (2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等f(wàn)abfcd對(duì)棒ab，由受力平衡知fmg