《江蘇省2020版高考物理三輪復習 熱點19 電磁學綜合題(電磁感應中三大觀點的應用)練習(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《江蘇省2020版高考物理三輪復習 熱點19 電磁學綜合題(電磁感應中三大觀點的應用)練習(含解析)(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、熱點19電磁學綜合題(電磁感應中三大觀點的應用)(建議用時:20分鐘)1(2019江蘇省四校聯(lián)考)如圖所示,兩條光滑的絕緣導軌,導軌的水平部分與圓弧部分平滑連接,兩導軌間距為L,導軌的水平部分有n段相同的勻強磁場區(qū)域(圖中的虛線范圍),磁場方向豎直向上,磁場的磁感應強度為B,磁場的寬度為s,相鄰磁場區(qū)域的間距也為s,且s大于L,磁場左、右兩邊界均與導軌垂直,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電阻為r、邊長為L的正方形金屬框,由圓弧導軌上某高度處靜止釋放,金屬框滑上水平導軌,在水平導軌上滑行一段時間進入磁場區(qū)域,最終線框恰好完全通過n段磁場區(qū)域,地球表面處的重力加速度為g,感應電流的磁場可以忽略不計,求:(1)金
2、屬框進入第1段磁場區(qū)域的過程中,通過線框某一橫截面的感應電荷量及金屬框完全通過n段磁場區(qū)域的過程中安培力對線框的總沖量的大??;(2)金屬框完全進入第k(kn)段磁場區(qū)域前的瞬間,金屬框速度的大小2(2019蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)如圖所示,兩條“”形足夠長的光滑金屬導軌PME和QNF平行放置,兩導軌間距L1 m,導軌兩側(cè)均與水平面夾角為37,導體棒甲、乙分別放于MN兩邊導軌上,且與導軌垂直并接觸良好兩導體棒的質(zhì)量均為m0.1 kg,電阻也均為R1 ,導軌電阻不計,MN兩邊分別存在垂直導軌平面向上的勻強磁場,磁感應強度大小均為B1 T設導體棒甲、乙只在MN兩邊各自的導軌上運動,sin 370.6,co
3、s 370.8,g取10 m/s2.(1)將乙導體棒固定,甲導體棒由靜止釋放,問甲導體棒的最大速度為多少?(2)若甲、乙兩導體棒同時由靜止釋放,問兩導體棒的最大速度為多少?(3)若僅把乙導體棒的質(zhì)量改為m0.05 kg,電阻不變,在乙導體棒由靜止釋放的同時,讓甲導體棒以初速度v00.8 m/s沿導軌向下運動,問在時間t1 s內(nèi)電路中產(chǎn)生的電能為多少?3間距為L2 m的足夠長的金屬直角導軌如圖甲所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊垂直于水平面質(zhì)量均為m0.1 kg的金屬細桿ab、cd與導軌垂直放置形成閉合回路桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為0.5,導軌的電阻不計,細桿ab、cd的電阻分別為R
4、10.6 ,R20.4 .整個裝置處于磁感應強度大小為B0.50 T、方向豎直向上的勻強磁場中(圖中未畫出)當ab在平行于水平導軌的拉力F作用下從靜止開始沿導軌勻加速運動時,cd桿也同時從靜止開始沿導軌向下運動測得拉力F與時間t的關系如圖乙所示g10 m/s2.(1)求ab桿的加速度a;(2)求當cd桿達到最大速度時ab桿的速度大??;(3)若從開始到cd桿達到最大速度的過程中拉力F做了5.2 J的功,通過cd桿橫截面的電荷量為0.2 C,求該過程中ab桿所產(chǎn)生的焦耳熱熱點19電磁學綜合題 (電磁感應中三大觀點的應用)1解析:(1)設金屬框在進入第一段勻強磁場區(qū)域前的速度為v0,進入第一段勻強磁
5、場區(qū)域運動的時間為t,出第一段磁場區(qū)域運動的時間為t1,金屬框在進入第一段勻強磁場區(qū)域的過程中,線框中產(chǎn)生平均感應電動勢為E平均電流為:I,則金屬框在出第一段磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的平均電流1,qIt設線框經(jīng)過每一段磁場區(qū)域的過程中安培力沖量大小為I則IBILtB1Lt1整個過程累計得到:I總沖量n.(2)金屬框穿過第(k1)個磁場區(qū)域后,由動量定理得到:(k1)mvk1mv0金屬框完全進入第k個磁場區(qū)域的過程中,由動量定理得到:mvkmvk1nmv0解得:vk.答案:(1)n(2)2解析:(1)將乙棒固定,甲棒靜止釋放,則電路中產(chǎn)生感應電動勢E1BLv感應電流I1,甲棒受安培力F1BI1L甲棒先
6、做加速度減小的變加速運動,達最大速度后做勻速運動,此時mgsin F1聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得甲棒最大速度vm11.2 m/s.(2)甲、乙兩棒同時由靜止釋放,則電路中產(chǎn)生感應電動勢E22BLv感應電流I2甲、乙兩棒均受安培力F2BI2L最終均做勻速運動,此時甲(或乙)棒受力mgsin F2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得兩棒最大速度均為vm20.6 m/s.(3)乙棒靜止釋放,甲棒以初速度v0下滑瞬間,則電路中產(chǎn)生感應電動勢E3BLv0感應電流I3甲、乙兩棒均受安培力F3BI3L對于甲棒,根據(jù)牛頓第二定律得:mgsin 37F3ma對于乙棒,根據(jù)牛頓第二定律得:F3mgsin 37ma代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:aa2
7、m/s2甲棒沿導軌向下,乙棒沿導軌向上,均做勻加速運動在時間t1 s內(nèi),甲棒位移s甲v0tat2,乙棒位移s乙at2甲棒速度v甲v0at,乙棒速度v乙at據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒,電路中產(chǎn)生電能Emgs甲sin 37mgs乙sin 37mvmvmv聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得E0.32 J.答案:(1)1.2 m/s(2)0.6 m/s(3)0.32 J3解析:(1)由題圖乙可知,在t0時,F(xiàn)1.5 N對ab桿進行受力分析,由牛頓第二定律得Fmgma代入數(shù)據(jù)解得a10 m/s2.(2)從d向c看,對cd桿進行受力分析如圖所示當cd速度最大時,有FfmgFN,F(xiàn)NF安,F(xiàn)安BIL,I綜合以上各式,解得v2 m/s.(3)整個過程中,ab桿發(fā)生的位移x0.2 m對ab桿應用動能定理,有WFmgxW安mv2代入數(shù)據(jù)解得W安4.9 J,根據(jù)功能關系有Q總W安所以ab桿上產(chǎn)生的熱量QabQ總2.94 J.答案:見解析- 6 -