2016年步步高全国专用第三轮增分练习14

2016年步步高全国专用第三轮增分练习14内容摘要：

1、高中物理资源下载平台 电磁感应的综合问题题型 27电磁感应中的动力学问题1(多选) 如图 1 甲所示，侧有一垂直纸面向里磁感应强度大小为 B 的匀强磁场现将一质量为 m、边长为 l 的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且 与磁场边界 合对线框施加一按图乙所示规律变化的水平拉力 F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当 t0 时，拉力大小为 框的 与磁场边界 合时，拉力大小为 )图 1A线框的加速度为2框的 出磁场时的速度为 2框在磁场中运动的时间为 框的总电阻为 t0 时刻，感应电动势 E0，感应电流 I0，安培力 F 安 ，由牛顿第二定律得，F0 a ，故 A 错误； 2、根据公式 v ，故 B 正确；根据运动学公式 ，故 C 错误；线框的 与磁场边界 合时，根据 32 2故 D 正确多选) 如图 2 所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 l，两导轨间连有一电阻 R，导轨平面与水平面的夹角为 ，在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直质量为 m 的导体棒从 h 高度处由静止释放，在刚要滑到涂层处时恰好匀速运动导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数，其他部分的电阻不计，重力加速度为 g，下列说法正确的是( )高中物理资源下载平台 导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动B在涂层区导体棒做减速运动C 3、导体棒到达底端的速度为个运动过程中产生的焦耳热为 2体棒到达涂层前速度越来越大，由 E，感应电动势越来越大，根据 I 和，所受的安培力越来越大，由 F，加速度越来越小，故 A 正确；当导体棒到达涂层时，所受力平衡，但是到达涂层后，安培力消失，在涂层区受摩擦力，受力分析得导体棒受力平衡，故导体棒匀速运动，故 B 错误；根据受力平衡条件得：，得： ，所以 v ，故 C 正确；由能量守恒得产生的总热，产生的总热量包括焦耳热和导体棒与涂层摩擦产生的12 2 D 错误3如图 3 所示，一对足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，两导轨间距为 L，左端接一电源，其电动势为 E、内阻为 r，有一质量为 m、 4、长度也为 L 的金属棒置于导轨上，且与导轨垂直，金属棒的电阻为 R，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场中图 3(1)若闭合开关 S 的同时对金属棒施加水平向右恒力 F，求棒即将运动时的加速度和运动过程中的最大速度；(2)若开关 S 开始是断开的，现对静止的金属棒施加水平向右的恒力 F，一段时间后再闭合开关高中物理资源下载平台 ；要使开关 S 闭合瞬间棒的加速度大小为 ，则 F 需作用多长时间1) E(R r)m (R r) 或 m(R r)1)闭合开关 S 的瞬间回路电流为 I小为：F Aaa (R r)m 速运动时速度最大，此时由平衡条件得：F A AI 5、 v m F(R r)设闭合开关 S 时金属棒的速度为 v，此时电流为 IaF FAa E(R r)则| m E(R r)m ，v 2 F(R r) 时金属棒的加速度一直为 作用时间为： 或 m(R r)图 4 所示，一根有一定电阻的直导体棒质量为 m、长为 L，其两端放在位于水平面内间距也为 L 的光滑平行导轨上，并与之接触良好；棒左侧两导轨之间连接一可控电阻；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于导轨所在平面t 0 时刻，给导体棒一个平行于导轨的初速度，此时可控电阻的阻值为 过可控电阻的变化使棒中的电流强度保持恒定不计导轨电阻，导体棒一直在磁场中高中物理资源下载平台 ( 6、1)求可控电阻 R 随时间 t 变化的关系式；(2)若已知棒中电流强度为 I，求 0t 时间内可控电阻上消耗的平均功率 P；(3)若在棒的整个运动过程中将题中的可控电阻改为阻值为 定值电阻，则棒将减速运动位移停下，而由题中条件，棒将运动位移 停下，求 的值1)R R 0 t(2) 0 )2)21解析(1)因棒中的电流强度保持恒定，故棒做匀减速直线运动，设棒的电阻为 r，电流为 I，其初速度为 速度大小为 a，经时间 t 后，棒的速度变为 v，则有：vv 0而 a 时刻棒中电流为：It 后棒中电流为：IR 0 )因可控电阻 R 随时间 t 均匀减小，故所求功率为：PI 2R I 2()将可控电阻 7、改为定值电阻 将做变减速运动有：v 0 t， a t t， r E t 以上各式得：x 10 r)x2所求 0 r)21高中物理资源下载平台 电磁感应的综合问题1一质量为 m、电阻为 r 的金属杆 一定的初速度 一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成 30角，两导轨上端用一电阻 R 相连，如图 1 所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为 v，则金属杆在滑行过程中()图 1A向上滑行与向下滑行的时间相等B向上滑行与向下滑行时电阻 R 上产生的热量相等C向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等D向上滑行 8、与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等答案于不断产生电能，金属杆的机械能不断减少，上滑过程与下滑过程经过同一位置时上滑的速度较大，所以上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，故 A 错误；上滑过程中，金属杆经过同一位置安培力较大，所以上滑过程中安培力的平均值较大，克服安培力做功较多，回路产生的总热量较多，则向上滑行时电阻 R 上产生的热量较多，故 B 错误；电荷量 q t t于上滑与下滑过程中磁通量变化量大小相等，故上滑阶段和下滑阶段通过 R 的电荷量相 C 正确；金属杆克服安培力做的功等于回路产生的热量，则知向上滑行 9、时金属杆克服安培力做的功较多，故 D 错误2(多选) 如图 2 所示，两根平行长直金属轨道，固定在同一水平面内，间距为 d，其左端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中一质量为 m 的导体棒 直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒与轨道之间的动摩擦因数为 直于棒的恒力 F 作用下，从静止开始沿轨道运动距离 l 时，速度恰好达到最大( 运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直)设导体棒接入电路的电阻为 r，轨道电阻不计，重力加速度大小为 g，在这一过程中()高中物理资源下载平台 导体棒运动的平均速度为(F R r)2过电阻 R 的电荷量为力 F 做的功与摩擦力做 10、的功之和等于回路产生的电能D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能答案导体棒的速度达到最大时，安培力 F 安 ，导体棒受力平衡，故 F 安r0，所以 ，故 A 错误；流过电阻 R 的电荷量为 q ，故 B(F R r)R r 据能量守恒定律知，恒力 F 与摩擦力做功之和等于整个回路中产生的焦耳热与动能的增加量，故 C 错误；根据动能定理，恒力 F、安培力、摩擦力做功的代数和等于导体棒动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力 F、安培力做功的代数和大于导体棒动能的变化量，(多选) 如图 3 所示，在倾角为 的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场区域区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界Q、平行于斜面底边， G 均为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中 始终与斜面底边平行t 1 时刻 刚越过 入磁场区域，此时导线框恰好以速度 匀速直线运动；t 2 时刻 下滑到 N 的中间位置，此时导线框又恰好以速度 匀速直线运动重力加。