【加練半小時(shí)】2022版高考物理（全國(guó)）一輪練習(xí)：第十章 微專(zhuān)題76

1、PAGE11方法點(diǎn)撥電磁感應(yīng)中的有些題目可以從動(dòng)量角度著手，運(yùn)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律解決：應(yīng)用動(dòng)量定理可以由動(dòng)量變化來(lái)求解變力的沖量如在導(dǎo)體棒做非勻變速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中，應(yīng)用動(dòng)量定理可以解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不易解答的問(wèn)題在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒，解決此類(lèi)問(wèn)題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律12022山西省晉城市一模如圖1所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌、阻值也為R的金屬棒垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬棒開(kāi)始的位置離ab的距離為eqf1,2s，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒沿導(dǎo)軌向下做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)cd位置時(shí)金屬棒的加速度

2、剛好為零，金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌及其他電阻，重力加速度為g，求：圖11金屬棒從釋放到到達(dá)cd位置的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量；2金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到cd的時(shí)間2如圖2甲所示，平行粗糙導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上，間距L，導(dǎo)軌左端接有R1的電阻，質(zhì)量為m的粗糙導(dǎo)體棒ab垂直靜置于導(dǎo)軌上，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，上使之一開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，且外力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g10m/s2，求：圖21比較導(dǎo)體棒a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的高低；2前10s導(dǎo)體棒ab的加速度大?。?若整個(gè)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量為65C，則導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間是多少？32022山西省康杰中學(xué)二模如圖3所示，

3、足夠長(zhǎng)的水平軌道左側(cè)部分b1b2c1c2軌道間距為2L，右側(cè)部分c1c2d1d2的軌道間距為L(zhǎng)，圓弧軌道與水平軌道相切于b1b2，所有軌道均光滑且電阻不計(jì)在水平軌道內(nèi)有斜向下與豎直方向夾角37的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B質(zhì)量為M的金屬棒C垂直于軌道靜止放置在右側(cè)窄軌道上，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒A自圓弧軌道上a1a2處由靜止釋放，兩金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終相互平行且與軌道保持良好接觸，A棒總在寬軌上運(yùn)動(dòng)，C棒總在窄軌上運(yùn)動(dòng)已知：兩金屬棒接入電路的有效電阻均為R，h，L，sin37，cos37，g取10m/s2，求：圖31金屬棒A滑到b1b2處時(shí)的速度大?。?金屬棒C勻速運(yùn)動(dòng)的速度大??；3在兩棒整個(gè)的運(yùn)

4、動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒A某截面的電荷量；4在兩棒整個(gè)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒A、B在水平軌道間掃過(guò)的面積之差42022四川省成都市模擬某小組同學(xué)在研究圖4甲所示的電磁槍原理時(shí)，繪制了圖乙所示的簡(jiǎn)圖為俯視圖，圖中兩平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)固定在水平面上，整個(gè)裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，平行導(dǎo)軌左端電路如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E內(nèi)阻不計(jì)，、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)體棒垂直于軌道平放在導(dǎo)軌上，忽略摩擦阻力和導(dǎo)軌、導(dǎo)線的電阻，假設(shè)平行金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)圖41將開(kāi)關(guān)S接a，電源對(duì)電容器充電；變化的圖象；借助uq圖象求出穩(wěn)定后電容器儲(chǔ)存的能量E02電容器充電結(jié)束后，將開(kāi)關(guān)接b，電容器放電，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，

5、不計(jì)放電電流引起的磁場(chǎng)影響，請(qǐng)你分析推導(dǎo)當(dāng)導(dǎo)體棒獲得最大速度之后，導(dǎo)體棒中某一自由電子所受的電場(chǎng)力與導(dǎo)體棒最大速度之間的關(guān)系式；b導(dǎo)體棒由靜止到獲得最大速度的過(guò)程中，由于存在能量損失E損，電容器釋放的能量沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能，求E損答案精析11eqfBLs,2R2eqf2mR,B2L2eqfB2L2s,mgReqrf2s,g解析1通過(guò)電阻R的電荷量qeqtoIt，eqtoEeqf,teqfBLs,t，eqtoIeqftoE,2R，解得qeqfBLs,2R；2設(shè)金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgeqf1,2ssineqf1,2mv12，解得v1eqrgssineqrf

6、1,2gs，金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd位置時(shí)，加速度為零，有mgsineqfB2L2v2,2R，解得v2eqfmgR,B2L2，由牛頓第二定律可知mgsinBILmameqfv,t，即eqf1,2mgtBLItmv，或由動(dòng)量定理可得mgsinBILtmv，即eqf1,2mgtBLItmv得eqf1,2mgtBLqmv2v1，解得teqf2mR,B2L2eqfB2L2s,mgReqrf2s,g21a點(diǎn)電勢(shì)較高25m/s2322s解析1據(jù)右手定則知，a點(diǎn)電勢(shì)較高2由于導(dǎo)體棒一開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)ab用牛頓第二定律：FF安Ffma，F(xiàn)安eqfB2L2v,R，vat綜上得，F(xiàn)eqfB2L2a,RtFfma據(jù)題圖

7、乙可知前10s，F(xiàn)t圖線斜率為s即eqfB2L2a,Rs代入數(shù)據(jù)解得：a5m/s23當(dāng)t0時(shí)，F(xiàn)fma1N，則Ff10s時(shí)導(dǎo)體棒的速度v1at150m/s此時(shí)安培力F安1由于F1N，且此時(shí)FfF安1F1N，故1015s內(nèi)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)015s內(nèi)導(dǎo)體棒ab的位移eqfv1,2t1v1t2500m通過(guò)R的電荷量q1eqf,R總eqfBL,R50CF為0后，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)直到停止過(guò)程中通過(guò)R的電荷量：q2qq115C對(duì)導(dǎo)體棒ab應(yīng)用動(dòng)量定理：Fft3BLq20mv1解得t37s則運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：tt1t2t322s312m/s2s34解析1A棒在圓弧軌道上下滑，由機(jī)械能守恒定律得mgheqf1

8、,2mv02，得v0eqr2gh2m/s2選取水平向右為正方向，對(duì)A、C應(yīng)用動(dòng)量定理可得對(duì)C：FC安costMvC，對(duì)A：FA安costmvAmv0，其中FA安2FC安，由以上知mv0mvA2MvC，兩棒最后勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中無(wú)電流，有BLvC2BLvA，得vC2vA，聯(lián)立兩式得vCeqf2,9v0s3在C加速過(guò)程中，有BcosILtMvC0，qIt，得qeqf50,9C4根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有Eeqf,t，其中磁通量變化量BScos37，電路中的電流IeqfE,2R，通過(guò)截面的電荷量qIt，得Seqf250,9m24見(jiàn)解析解析1，電容器所帶的電荷量QCEeqfq,C，畫(huà)出uq圖象如圖所示，

9、圖線與橫軸所圍面積表示電容器儲(chǔ)存的能量有：E0eqf1,2EQ聯(lián)立式可得：E0eqf1,2CE22a方法一：設(shè)金屬導(dǎo)體棒獲得最大速度vm時(shí)，放電電流為零，此時(shí)電容器的電壓U與導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E棒相等，即：UE棒BLvm導(dǎo)體棒中恒定電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為：E場(chǎng)eqfU,LBvm導(dǎo)體棒中電子所受的電場(chǎng)力為FeE場(chǎng)eBvm方法二：金屬導(dǎo)體棒獲得最大速度后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電路中無(wú)電流，運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中受到向下的洛倫茲力，大小為：feBvm由于電子隨導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力F與洛倫茲力合力為零，即Ff0，則：FeBvmb由1中結(jié)論可知，導(dǎo)體棒獲得最大速度vm時(shí)，電容器儲(chǔ)存的能量為：E1eqf1,2CU2導(dǎo)體棒由靜止到獲得最大速度的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒定律有：E0E1eqf1,2mvm2E損設(shè)此過(guò)程電容器放電的電荷量為Q，則QCECU方法一：設(shè)此過(guò)程中的平均電流為eqtoI，時(shí)間為t