電磁感應(yīng)動力學(xué)綜合第一套

1、1. 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題（多選）一空間有垂直紙面向里的勻強磁場，兩條電阻不計的平行光滑導(dǎo)軌豎直放置在磁場內(nèi)，如圖所示，磁感應(yīng)強度B=0.5T,導(dǎo)體棒冊、M長度均為02m,電阻均為0.1Q,重力均為0.1N,現(xiàn)用力向上拉動導(dǎo)體棒血，使之勻速上升XXXBXXXXXXXXXXXXbd得體棒ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好），此時cd靜止不動，則ab上升時,下列說法正確的是（）A. 血受到的拉力大小為2NB. 血向上運動的速度為2m/sC. 在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機械能轉(zhuǎn)化為電能D. 在2s內(nèi)，拉力做功為0.6J2. 電磁感應(yīng)中的能量問題侈選）如圖所示，固定在水平絕緣平面上且足夠長的金屬導(dǎo)軌不計

2、電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個電阻質(zhì)量為加的金屬棒（電阻也不計）放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。用水平恒力F把血棒從靜止開始向右拉動的過程中，下列說法正確的是（）A.恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能RFC.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得b的動能之和3. 電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用2016煙臺模擬如圖所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置，且都傾斜與水平面成夾角仇在導(dǎo)軌的最上端M、P之間接有電阻/?,不計其他電阻。導(dǎo)體棒血從導(dǎo)軌的最底端沖上導(dǎo)

3、軌，當(dāng)沒有磁場時，血上升的最大高度為H；若存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場時，ab上升的最大高度為Ao在兩次運動過程中ab都與導(dǎo)軌保持垂直，且初速度都相等。關(guān)于上述情景，下列說法正確的是（）A. 兩次上升的最大高度相比較為H切B. 有磁場時導(dǎo)體棒所受合力做的功等于無磁場時合力做的功C. 有磁場時，電阻1?產(chǎn)生的焦耳熱為毎聽D. 有磁場時，血上升過程的最小加速度大于gsinO4、（多選）如圖所示，兩個條形有界磁場寬度均為B=05m,磁感應(yīng)強度大小均為B=4T,方向垂直于紙面，兩磁場區(qū)域間距也為必在磁場區(qū)域的左邊界處有一長L=lm寬B=05m的矩形導(dǎo)體線框，線框總電阻1?=22,且線框平面與磁場方向垂直

4、。現(xiàn)使線框以e=05m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)域，若以初始位置為計時起點，規(guī)定垂直于紙面向里為正，則以下關(guān)于線框所受的安培力大小F及穿過線框的磁通量0的四個圖象正確的是（）25. 2017-廣東省質(zhì)監(jiān)侈選)如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒血、M與導(dǎo)軌垂直構(gòu)成閉合回路，且兩棒都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動。用與導(dǎo)軌平行的水平恒力F向右拉cd棒，經(jīng)過足夠長時間以后()A. 兩棒間的距離保持不變B. 兩棒都做勻速直線運動C. 兩棒都做勻加速直線運動D. 仍棒中的電流由流向a6. 光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程知=爐，其下半部處在一個水平方向的勻

5、強磁場中，磁場的上邊界是y=a的直線(圖中的虛線所示)，一個質(zhì)量為m的小金屬塊從拋物線y=b(ba)處以速度e沿拋物線下滑,假設(shè)拋物線足夠長，則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是()A.mgbC.mg(bd)D.mg(ba)+nv27J2017-遼寧沈陽質(zhì)監(jiān)足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ表面粗糙,與水平面間的夾角為37o(sin37電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用二一=06),間距為lOm,垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為4.0T,PM間所接電阻的阻值為80Q,質(zhì)量為2.0kg的金屬桿血垂直導(dǎo)軌放置，不計桿與導(dǎo)軌的電阻，桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為025,金屬桿血在沿斜面向下且與桿垂直的

6、恒力F作用下，由靜止開始運動，桿的最終速度為8m/s,g取lOm/s2。求：(1) 當(dāng)金屬桿的速度為40m/s時，金屬桿的加速度大小；(2) 當(dāng)金屬桿沿導(dǎo)軌的位移為6.0m時，通過金屬桿的電荷量。P8、2016北京順義高三一模如圖，在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B=1.0T的勻強磁場中，兩根足夠長的平行光滑金屬軌道M2V、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L=04m。一質(zhì)量為加=0.2kg、電阻竝=050的導(dǎo)體棒血垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。若軌道左端P點接一電動勢為E=15V、內(nèi)阻為r=0.1Q的電源和一阻值R=03Q的電阻。軌道左端M點接一單刀雙擲開關(guān)K,軌道的電阻不計。求：(1) 單刀

7、雙擲開關(guān)K與1閉合瞬間導(dǎo)體棒受到的磁場力F；(2) 單刀雙擲開關(guān)K與1閉合后導(dǎo)體棒運動穩(wěn)定時的最大速度“話(3) 導(dǎo)體棒運動穩(wěn)定后，單刀雙擲開關(guān)K與1斷開，然后與2閉合，求此后在電阻7?上產(chǎn)生的電熱和導(dǎo)體棒前沖的距離Xo1申XXXXXXXXXX/丄2xxXXXXXXXXX廠MlIE-TVxlxxxXXXXXXXPxjxxxxxxxx勺X動力學(xué)和能量(一)9、如圖所示，有一個上、下兩層連通且均與水平面平行的“U”型的光滑金屬平行導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿A】和A2,開始時兩根金屬桿與軌道垂直，在“U”型導(dǎo)軌的右側(cè)空間存在磁感應(yīng)強度大小為、方向豎直向上的勻強磁場，桿A】

8、在磁場中，桿A?在磁場之外。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為平行導(dǎo)軌寬為導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，金屬桿單位長度的電阻為幾現(xiàn)在有同樣的金屬桿A3從左側(cè)半圓形軌道的中點從靜止開始下滑，在下面與金屬桿A?發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞后兩桿立刻粘在一起并向右運動。求：(1) 回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值；(2) 在整個運動過程中，感應(yīng)電流最多產(chǎn)生的熱量；當(dāng)桿塢、與桿舛的速度之比為3：1時，舛受到的安培力大小。10、如圖所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒血，垂直放在相距為Z的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為6,并處于磁感應(yīng)強度大小為、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，和匕分別表示定值電阻和滑動變阻器

9、的阻值，不計其他電阻。(1) 調(diào)節(jié)釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過導(dǎo)體棒的電澈及導(dǎo)體棒的速率V；(2) 改變尺，待導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為羽、帶電荷量為+?的微粒水平射入金屬板間，若2能勻速通過，求此時的尺。X動力學(xué)和能量（一）11、如圖所示，傾斜角0=30。的光滑傾斜導(dǎo)體軌道(足夠長)與光滑水平導(dǎo)體軌道連接。軌道寬度均為L=lm,電阻忽略不計。勻強磁場I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小坷=1T;勻強磁場II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=1To現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為2?=0.5朋相同導(dǎo)體棒肋和cd,垂

10、直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時由靜止釋放。g取lOm/a。(1) 求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小。(2) 若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中，血棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J,求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量。(3) 若已知M棒開始運動時距水平軌道高度=10m,cd棒由靜止釋放后，為使cd棒中無感應(yīng)電流，可讓磁場II的磁感應(yīng)強度隨時間變化，將cB棒開始運動的時刻記為片0,此時磁場II的磁感應(yīng)強度為T,試求M棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內(nèi)，磁場II的磁感應(yīng)強度B隨時間/變化的關(guān)系式。12. 2016全國卷I如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為仇上沿相連。兩細金屬棒血

11、（僅標(biāo)出a端）和cB（僅標(biāo)出c端）長度均為質(zhì)量分別為加和加；用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路血Bea,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為“，重力加速度大小為g。已知金屬棒血勻速下滑。求：作用在金屬棒血上的安培力的大小;（2）金屬棒運動速度的大小。動力學(xué)和能量（一）13、2016浙江高考小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距片050m,傾角”=53。，導(dǎo)軌上端串接一個尺=0.05的電阻。在導(dǎo)軌間長

12、B=056m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=2.0To質(zhì)量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距$=024mo一位健身者用恒力F=80N拉動GH桿，CD棒由靜止開始運動，上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達磁場上邊H界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s2,sin53=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。求：(1)CD棒進入磁場時速度v的大?。籆D棒進入磁場時所受的安培力Fa的大??；(3) 在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功

13、叩和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。14、如圖所示，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為0,間距為L導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為加的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為“，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求：(1) 電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2) 金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系。15. 如圖虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，在緩沖車的底板上沿車的軸線固定有兩個足夠長的平行絕緣光滑導(dǎo)軌PQ、M

14、N,在緩沖車的底部還安裝有電磁備圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為在緩沖車的PQ、MN導(dǎo)軌內(nèi)有一個由高強度材料制成的緩沖滑塊K,滑塊K可以在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑塊K上繞有閉合矩形線圈血cd,線圈的總電阻為!?，匝數(shù)為，血的邊長為Q。緩沖車的質(zhì)量為叫（不含滑塊K的質(zhì)量），滑塊K的質(zhì)量為加2。為保證安全，要求緩沖車廂能夠承受的最大水平力（磁場力）為F,設(shè)緩沖車在光滑的水平面上運動。（1）如果緩沖車以速度與障礙物碰撞后滑除K立即停下，請判斷滑塊K的線圈中感應(yīng)電流的方向,并計算感應(yīng)電流的大?。唬?）如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下,為使緩沖車廂所承受的最大磁場力

15、不超過卩異求緩沖車運動的最大速度；（3）如果緩沖車以速速e勻速運動時，在它前進的方向上有一個質(zhì)量為m3的靜止物體C,滑塊K與物體C相撞后粘在一起，碰撞時間極短。設(shè)m=m=m=m,在cB邊進入磁場之前,緩沖車（包括滑塊&與物體C已達到相同的速度，求相互作用的整個過程中線圈湖cB產(chǎn)生的焦耳熱。電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用二一一162014福建高考如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長為L、寬為從高為屁上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S和定值電阻R相連。整個管道置于磁感應(yīng)強度大小為B,方向沿z軸正方向的勻強磁場中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為的導(dǎo)電液體(

16、有大量的正、負離子)，且開關(guān)閉合前后，液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下，均以恒定速率沿兀軸正向流動，液體所受的摩擦阻力不變。(1) 求開關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢差大小q；(2) 求開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強差的變化即;調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其他量和矩形管道的橫截面積不變，求電阻R可獲得的最大功率P及相應(yīng)的寬高比刃的值。m5動力學(xué)和能量(一)17、2015四川高考如圖所示，金屬導(dǎo)軌MNC和PQD,M2V與FQ平行且間距為所在平面與水平面夾角為伽N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角仇均勻金屬棒血和曠質(zhì)量均為皿，長均

17、為血棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合；幼棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為“少較小)，由導(dǎo)軌上的小立柱1和2阻擋而靜止?？臻g有方向豎直的勻強磁場(圖中未畫出)。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計所有導(dǎo)軌和血棒的電阻，幼棒的阻值為從最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，重力加速度為g。(1) 若磁感應(yīng)強度大小為於，給血棒一個垂直于NQ,水平向右的速度q,在水平導(dǎo)軌上沿運動方向滑行一段距離后停止，妙棒始終靜止，求此過程妙棒上產(chǎn)生的熱量；(2) *(1)問過程中，血棒滑行距離為必求通過血棒某橫截面的電荷量；(3) 若血棒以垂直于NQ的速度在水平導(dǎo)軌上向右勻速運動，并在NQ

18、位置時取走小立柱1和2,且運動過程中幼棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度及此磁場下血棒運動的最大距離。電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用二一R212U1、解析對導(dǎo)體棒cd分析：mg=BII=,得e=2m/s,故選項B正確；對導(dǎo)體棒血分總析：F=mg+BZZ=0.2N,選項A錯誤；在2s內(nèi)拉力做功轉(zhuǎn)化的電能等于克服安培力做的功，即W=F/04J,選項C正確；在2s內(nèi)拉力做的功為Fvt=0.8J,選項D錯誤。安2、解析根據(jù)功能關(guān)系可如，金屬棒克服安培力做功等于電路產(chǎn)生的電能。恒力做功等于棒獲得的動能、克服安培力和摩擦力做功之和，故A錯誤，C正確；根據(jù)功能關(guān)系得知，恒力F和摩擦力的合力做的功等于棒獲得的動能、

19、電路中產(chǎn)生的電能之和，故B錯誤，D正確。3、解析當(dāng)有磁場時，導(dǎo)體棒除受到重力沿斜面向下的分力外，還切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,故受到安培力的作用，所以兩次上升的最大高度相比較為hngsin&=/iN1+T+F(DN=2mgcos0對于cB棒，同理有mgsinO+/iN2=T由安培力公式得F=BIL這里2是回路血/fca中的感應(yīng)電流。血棒上的感應(yīng)電動勢為E=BLv式中，0是血棒下滑速度的大小。由歐姆定律有Z=費聯(lián)立式得電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用二v=（sinO_護cos。）。13、答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J解析由牛頓第二定律a=尺警sin。=血訕辭進入磁場時的速度v=2as=2

20、.4m/So(2) 感應(yīng)電動勢E=Bh),感應(yīng)電流1=豐,安培力Fa=IBI,代入得Fa=48No(3) 健身者做功W=F(s+d)=64JoCD棒進入磁場后的合力F生F-mgsinff-巧=。所以CD棒在磁場區(qū)域做勻速運動。在磁場中運動的時間普，焦耳熱Q=PRt=26.88Jo14、答案CBSQ嚴sinkTgfm+B2L2C解析(1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為0,則感應(yīng)電動勢為E=BLv平行板電容器兩極板間電勢差為U=E平行板電容器極板上積蓄的電荷為0按定義有：C=鄉(xiāng)聯(lián)立得Q=C骯。設(shè)在時間間隔心)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為AQ,則滬普由式得=A為金屬棒的速度變化量，按定義有。=晉金屬棒受到斜向上

21、的摩擦力、大小為=N=MgcosO根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinO-fimgcosO-BiL=加a聯(lián)立至式得=咋k由式和題設(shè)可知，金屬棒做初速度為零的勻加速運動。/時刻的速度大小為：m(sin_“cos)g/1=1m+B2L2C15、答案aWc血(或逆時針)R(2)“2為迂2(3)002解析由右手定則(或楞次定律)判斷出感應(yīng)電流的方向是abcda(或逆時針)，緩沖車以速度q碰撞障礙物后滑塊K靜止，滑塊相對磁場的速度大小為線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EQ=nBLvQ,線圈中感應(yīng)電流7=,解得7=(2)設(shè)緩沖車的最大速度為，碰撞后滑塊K靜止，滑塊相對磁場的速度大小為m，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢Ea=nBL

22、v,線圈中的電流1、=%,線圈血邊受到的安培力=nBIL,依據(jù)牛丄m丄辰丄丄Fp頓第三定律，緩沖車廂受到的磁場力耳=耳，依題意F/=Fm，解得二云甌。(3)設(shè)K、C碰撞后共同運動的速度為由動量守恒定律mi)=(m2+設(shè)緩沖車與物體C共同運動的速度為冬，由動量守恒定律(叫+加2)卩=(叫+加24加3)2，設(shè)線圈血cd產(chǎn)生的焦耳熱為Q,依據(jù)能量守恒Q=毎嚴+抽2+加3坷-抽1+m2+mvl，解得Q=務(wù)曲。16、答案(l)BdvQ離彎f解析(1)設(shè)帶電離子所帶的電荷量為0當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場力平衡時，S保持恒定,得s=關(guān)0(2)設(shè)開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強差分別為你、p2,液體所受的摩擦阻力均為齊開關(guān)閉合后動力學(xué)和能量(一)管道內(nèi)液體受到的安培力為F安，有卩押=他p=f+F安FBld安根據(jù)歐姆定律，有急兩導(dǎo)體板間液體的電阻/二皚由式得Ap=皿02LhR+dp(3)電阻R獲得的功率