2020高考物理一轮复习专题10-9双导体棒切割磁感线问题千题精练.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!】1/11 2020高考物理一轮复习专题 10-9 双导体棒切割磁感线问题千题精练编 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!】2/11 一选择题1(20 xx枣庄模拟)如图所示,间距为l 的光滑平行金属导轨平面与水平面之间的夹角 30,导轨电阻不计。正方形区域abcd 内匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于导轨平面向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m,垂直于导轨放置。起初甲金属杆位于磁场上边界ab 处,乙位于甲的上方,与甲间距也为 l。现将两金属杆同时由静止释放,从此刻起,对甲金属杆施加沿导轨的拉力,使其始终以
2、大小为ag 的加速度向下做匀加速运动。已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A每根金属杆的电阻RB2l2glmgB甲金属杆在磁场区域运动过程中,拉力对其做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热C乙金属杆在磁场区域运动过程中,安培力的功率是Pmggl D从乙金属杆进入磁场直至其离开磁场过程中,回路中通过的电量为Q gl【参考答案】AB【名师解析】乙进入磁场前的加速度为 a gsin g,可见其加速度与甲的加速度相同,甲、乙均做匀加速运动,运动情况完全相同。所以当乙进入磁场时,甲刚出磁场。乙进入磁场时:v,由于乙刚进入磁场时做匀速运动,受力平衡,有:mgsin,故
3、R,故 A正确;甲在磁场区域运动过程中,根据动能定理得:WF W安mglsin mv2;对于乙,由动能定理得:mglsin mv2;由两式对比可得:WF W安;即外力做功等于甲克服安培力做【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/11 功,而甲克服安培力做功等于电路中产生的焦耳热,故拉力对甲做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热,故B正确;乙在磁场区域中做匀速运动,安培力的功率大小等于重力的功率,为Pmgsin vmg,故 C错误;从乙进入磁场直至出磁场过程中,回路中通过的电量为Q It,由 R,联立得:Q,故 D错误。2.(多选)一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑
4、导轨竖直放置在磁场内,如图2 所示,磁感应强度B0.5 T,导体棒 ab、cd 长度均为0.2 m,电阻均为 0.1,重力均为 0.1 N,现用力向上拉动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒 ab、cd 与导轨接触良好),此时 cd 静止不动,则 ab上升时,下列说法正确的是()图 2A.ab 受到的拉力大小为2 NB.ab 向上运动的速度为2 m/sC.在 2 s 内,拉力做功,有0.4 J 的机械能转化为电能D.在 2 s 内,拉力做功为0.6 J【参考答案】BC3.(20 xx 江西省名校联盟教学质量检测)如图 6 所示,水平面上固定着两根相距 L 且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于
5、方向竖直向下、磁感应强度为 B的匀强磁场中,铜棒a、b 的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为 m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好。现给铜棒a 一个平行导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是()图 6【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/11 A.回路中的最大电流为BLImRB.铜棒 b 的最大加速度为B2L2I2m2RC.铜棒 b 获得的最大速度为ImD.回路中产生的总焦耳热为I22m【参考答案】B4.(宁夏市第三中学20 xx 届高三下学期第四次模拟考试理科综合试题)如图所示,光滑金属导轨ab 和 cd 构成的平面与水平面成角,导轨间距=2L,导
6、轨电阻不计两金属棒MN、PQ垂直导轨放置,与导轨接触良好两棒质量,电阻,整个装置处在垂直导轨向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属棒MN 在平行于导轨向上的拉力,作用下沿导轨以速度向上匀速运动,PQ棒恰好以速度向下匀速运动则2acbdLL22PQMNmmm22PQMNRRRAMN 中电流方向是由 N到 MB匀速运动的速度的大小是22sinmgRB LC在 MN、PQ都匀速运动的过程中,3sinFmgD在 MN、PQ都匀速运动的过程中,【参考答案】BD【名师解析】【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/11 考点:导体切割磁感线时的感应电动势【名师点睛】本题考查了求感应电动势、感应电流
7、、求拉力大小、求电功率问题,应用 E=BLv、欧姆定律、电功率公式即可正确解题;要注意基础知识的学习与运用。二计算题1.如图 11 所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度B0.50 T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计。导轨间的距离 l 0.20 m。两根质量均为 m 0.10 kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻为R 0.50。在 t 0 时刻,两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力 F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动。经过t5.0 s,金属杆甲的加速度为 a1.37
8、 m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少?图 11【参考答案】8.15 m/s 1.85 m/s回路中的电流 I,杆甲的运动方程FBlI ma。由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等,方向相反,所以两杆的动量(t0 时为 0)等于外力 F的冲量 Ftmv1 mv2。联立以上各式解得v1,【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】6/11 v2,代入数据得 v18.15 m/s,v21.85 m/s。2.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒ab 和 cd,构成矩形回路,如图10 所示。两根导体棒的质量皆为 m,电阻皆为 R,回路中其它
9、部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd 静止,棒 ab 有指向棒 cd 的初速度 v0。若两导体棒在运动中始终不接触,求:图 10(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?(2)当棒 ab 的速度变为初速度的时,棒cd 的加速度是多大?【名师解析】(1)从开始到两棒达到相同速度v 的过程中,两棒的总动量守恒,有 mv0 2mv,根据能量守恒定律,整个过程中产生的焦耳热Q mv 2mv2 mv。答案(1)mv(2),方向水平向右3.如图 5 所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30的斜面上,导轨电阻不计,间距L0
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