2014高考物理 增值增分特训4

《2014高考物理 增值增分特训4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014高考物理增值增分特训41．(2013·新课标Ⅰ·25)如图1，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为C.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：图1(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系．答案　

2、(1)Q＝CBLv　(2)v＝gt解析　(1)设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为E＝BLv①平行板电容器两极板之间的电势差为U＝E②设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，按定义有C＝③联立①②③式得Q＝CBLv④(2)设金属棒的速度大小为v时经历的时间为t，通过金属棒的电流为i.金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为F＝BLi⑤设在时间间隔(t，t＋Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ，按定义有i＝⑥ΔQ也是平行板电容器极板在时间间隔(t，t＋Δt)内增加的电荷量，由④式得ΔQ＝CBLΔv⑦式中，Δv为金属

3、棒的速度变化量．按定义有-6-a＝⑧金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为Ff＝μFN⑨式中，FN是金属棒对导轨的正压力的大小，有FN＝mgcosθ⑩金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a，根据牛顿第二定律有mgsinθ－F－Ff＝ma⑪联立⑤至⑪式得a＝g⑫由⑫式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动．t时刻金属棒的速度大小为v＝gt2．(2013·广东·36)如图2(a)所示，在垂直于匀强磁场B的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接．电路中的P是加

4、上一定正向电压才能导通的电子元件．流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图(b)所示，其中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点．ω＞0代表圆盘逆时针转动．已知：R＝3.0Ω，B＝1.0T，r＝0.2m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．图2(1)根据图(b)写出ab、bc段对应的I与ω的关系式；-6-(2)求出图(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc；(3)分别求出ab、bc段流过P的电流IP与其两端电压UP的关系式．答案　见解析解析　(1)由题图(b)得出三点坐标a(－45，－0.3)，b(15，0.1

5、)，c(45,0.4)，由直线的两点式得I与ω的关系式为I＝(2)圆盘切割产生的电动势为：E＝Br＝Bωr2＝0.02ω当ω＝15rad/s时E＝0.3V，当ω＝45rad/s时E＝0.9V，忽略电源内阻，故UP＝E，可得：Ub＝0.3V，Uc＝0.9V(3)对应于c点P导通，通过电表的电流I总＝＋＝A＋＝0.4A解得RP＝9Ω则对应于bc段流过P的电流IP＝＝对应于a点元件P不导通，则对应于ab段流过P的电流IP＝0.3．如图3甲所示，两条电阻不计的金属导轨平行固定在倾角为37°的斜面上，两导轨间距为L＝0.5m．

6、上端通过导线与R＝2Ω的电阻连接，下端通过导线与RL＝4Ω的小灯泡连接．在CDFE矩形区域内有垂直斜面向上的匀强磁场，CE间距离d＝2m．CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示．在t＝0时，一阻值为R0＝2Ω的金属棒从AB位置由静止开始运动，在金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化．设导轨AC段有摩擦，其他部分光滑，金属棒运动过程中始终与CD平行(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：图3(1)通过小灯泡的电流强度；(2)金属导轨AC段的动摩擦

7、因数；(3)金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，整个系统产生的热量．答案　(1)0.1A　(2)　(3)1.375J-6-解析　(1)由法拉第电磁感应定律得E＝＝Ld＝0.5V由闭合电路欧姆定律得IL＝＝0.1A(2)灯泡亮度不变，则全程通过灯泡的电流恒为IL，设金属棒运动到CD时的速度为v，金属棒在AC段的加速度为a则依题意有BLv＝ILRL＋(IL＋IR)R0ILRL＝IRR由牛顿第二定律可得mgsin37°－μmgcos37°＝ma由运动学公式v＝at1由题图乙可知t1＝4s，B＝2T代入以上方程联立可得v＝

8、1.0m/s，μ＝(3)金属棒在CE段做匀速直线运动，则有mgsin37°＝B(IL＋IR)L解得m＝0.05kgBD段的位移x＝t1＝2m根据能量守恒有EILt1＋mg(x＋d)sin37°＝mv2＋Q解得整个系统产生的热量Q＝1.375J4．如图4甲所示，一个质量m＝0.1kg的正方形金属框总电阻R＝0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面