2020高考物理一轮复习课时跟踪检测三十四电磁感应中的动力学和能量问题.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/9 2020高考物理一轮复习课时跟踪检测三十四电磁感应中的动力学和能量问题编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/9 对点训练:电磁感应中的动力学问题1.如图所示,有两根和水平方向成 角的光滑平行金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量为m的金属杆(电阻忽略不计)从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则()A如果 B增大,vm将变大B如果 增大,vm将变大C如果 R变小,vm将变大D如果 m变小,vm将变大
2、解析:选B 金属杆从轨道上由静止滑下,经足够长时间后,速度达最大值vm,此后金属杆做匀速运动。杆受重力、轨道的支持力和安培力如图所示。安培力FLB,对金属杆列平衡方程式:mgsin,则vm。由此式可知,B 增大,vm减小;增大,vm增大;R 变小,vm变小;m变小,vm变小。因此 A、C、D错误,B正确。2 多选(20 xx 昆山模拟)如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻 R,导体棒 MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则 0t2 时间内()A电容器 C的电荷量大小
3、始终不变【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/9 B电容器 C的 a 板先带正电后带负电CMN 所受安培力的大小始终不变DMN 所受安培力的方向先向右后向左解析:选AD 磁感应强度均匀变化,产生恒定电动势,电容器C的电荷量大小始终没变,选项A正确,B错误;由于磁感应强度变化,根据楞次定律和左手定则可知,MN所受安培力的方向先向右后向左,大小先减小后增大,选项C错误,D正确。3(20 xx 徐州模拟)如图甲所示,阻值不计的光滑金属导轨在竖直面上平行固定放置,间距d 为 0.5 m,下端通过导线与阻值RL为 4 的小灯泡 L 连接,在矩形区域CDFE 内有水平向外的匀强磁场,磁感应强度
4、 B随时间变化的关系如图乙所示,CE长为 2 m。在 t0 时刻,电阻 R为 1 的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动,当金属棒从AB位置运动到EF 位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,g 取 10 m/s2。求:(1)通过小灯泡的电流的大小;(2)金属棒的质量;(3)金属棒通过磁场区域所用的时间。解析:(1)金属棒未进入磁场时,E10.5 2 V2 VR总RL R 5 IL A0.4 A。(2)因灯泡亮度不变,故0.2 s 末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,且通过灯泡的电流不变,即I IL 0.4 A,G FA BId0.4 0.4 0.5 N 0.08 N所以金属棒的质量:m 0
5、.008 kg。【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/9(3)金属棒在磁场中运动时电动势:E2I(R RL)2 V且 E2BLv,v m/s 10 m/s金属棒从 CD位置运动到 EF位置过程的时间为:t s0.2 s。答案:(1)0.4 A(2)0.008 kg(3)0.2 s4(20 xx 镇江质检)学校物理兴趣小组设计了一种可粗略测量磁感应强度的实验,其实验装置如图所示。在该装置中磁铁通过细线竖直悬挂在力传感器下面,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场很弱可忽略不计,此时力传感器读数为F1。细直金属棒 PQ的两端通过导线与一阻值为R的电阻连接形成闭合回路,金属棒
6、电阻为 r,导线电阻不计。若让金属棒水平且垂直于磁场以速度 v 竖直向下匀速运动,此时力传感器示数为F2。已知金属棒在磁场中的长度为 d。(1)判断通过细直金属棒PQ中的电流方向和它受到的安培力方向;(2)求出磁铁两极之间磁场的磁感应强度大小。解析:(1)由右手定则可知,流过PQ的电流从 Q流向 P,由左手定则可知,PQ受到的安培力方向竖直向上。(2)棒中产生的感应电动势:EBdv由闭合电路欧姆定律:I,安培力大小为:FBId,棒不动时,对磁铁由平衡条件得:F1mg棒向下运动时,对磁铁有:F2mg F解得:B。【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/9 答案:(1)由 Q流向 P,竖
7、直向上(2)F2F1Rrvd2对点训练:电磁感应中的能量问题5.(20 xx 扬州模拟)如图所示,一无限长通电直导线固定在光滑水平面上,金属环质量为0.2 kg,在该平面上以初速度v04 m/s、朝与导线夹角为60的方向运动,最后达到稳定状态,此过程金属环中产生的电能最多为()A1.6 J B1.2 JC0.8 J D0.4 J解析:选 B 由题意可知沿导线方向分速度v1v0cos 602 m/s,根据能量守恒定律得:Q mv02 mv12 1.2 J,故环中最多能产生 1.2 J 的电能,B正确。6 多选(20 xx 青岛模拟)如图甲所示,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 B00.5 T,并且
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