高考物理一轮复习 课时跟踪检测(四十)电磁感应中的动力学和能量问题(卷Ⅱ)(普通班)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、课时跟踪检测(四十) 电磁感应中的动力学和能量问题 (卷) B级中档题目练通抓牢1(2018河南洛阳一中模拟)如图甲所示,在水平面上固定宽为L1 m、足够长的光滑平行金属导轨,左端接有R0.5 的定值电阻,在垂直导轨且距导轨左端d2.5 m处有阻值r0.5 、质量m2 kg的光滑导体棒,导轨其余部分电阻不计。磁场垂直于导轨所在平面,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。第1 s内导体棒在拉力F作用下始终处于静止状态。1 s后,拉力F保持与第1 s末相同,导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中,拉力F做功为W11.25 J。求: (1)第1 s末感应电流的大小;(2)第1 s末拉力的大小及方向;
2、(3)1 s后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热。解析:(1)01 s内,由图像得:0.8 T/s根据法拉第电磁感应定律:E2 V回路电流:I2 A。(2)F安BIL1.6 N根据受力平衡,拉力F1.6 N,方向:水平向右。(3)1 s后导体棒做变加速直线运动,当受力平衡速度达最大,B0.8 T则由电磁感应定律:EBLv,最终匀速运动时:FBIL代入数据得:I2 A,I,代入数据得:v2.5 m/s根据能量守恒定律:Wmv2QrQR代入数据得:QrQR5 J,1联立解得:QR2.5 J。答案:(1)2 A(2)1.6 N水平向右(3)2.5 J2(2017上海高考)如
3、图,光滑平行金属导轨间距为L,与水平面夹角为,两导轨上端用阻值为R的电阻相连;该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动,然后又返回到出发位置。在运动过程中,ab与导轨垂直且接触良好,不计ab和导轨的电阻及空气阻力。(1)求ab开始运动时的加速度a;(2)分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况;(3)分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短。解析:(1)ab开始运动时产生的感应电动势EBLv0回路中的感应电流I杆所受安培力FABIL杆受力如图,由牛顿第二定律mgsin FAma得agsin ,方向
4、沿导轨向下。(2)分析如下:杆上滑时:合力Fmgsin FA,与运动方向相反,杆减速;随着速度减小,FA减小,合力减小,加速度减小;因此杆做加速度减小的减速运动,到达一定高度后速度为零。在最高点:杆的速度为零,加速度为gsin ,方向沿斜面向下。杆下滑时:合力Fmgsin FA,与运动方向相同,杆加速;随着速度增加,FA增大,合力减小,加速度减小;因此杆做初速度为零、加速度减小的加速运动。(3)分析如下:上滑和下滑过程经过的位移大小相等。而上滑时杆加速度大于gsin ,下滑时杆加速度小于gsin ,因此上升时的平均加速度大于下降时的平均加速度,由运动学规律可知,上滑所需时间小于下滑所需时间。答
5、案:(1)gsin ,方向沿导轨向下(2)见解析(3)上滑时间小于下滑时间C级难度题目自主选做3(2018内蒙古奋斗中学模拟)如图甲所示,弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53角,右导轨平面与水平面成37角,两导轨相距L0.2 m,电阻不计。质量均为m0.1 kg,电阻均为R0.1 的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5,整个装置处于磁感应强度大小为B1.0 T,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t0时刻开始,ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑。t1 s时刻开始,对ab杆施加一垂直a
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