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《江苏专版2019版高考物理一轮复习第九章电磁感应微专题71电磁感应中的动力学问题备考精炼》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、71电磁感应中的动力学问题［方法点拨］分析导体棒切割磁感线运动时要由牛顿笫二定律列方程，在方程中讨论卩的变化影响安培力的变化，进而影响加速度臼的变化，臼的变化又影响/的变化.1.（2017•启东中学模拟）如图1所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成〃角（0<"<90°）,其屮沏V与/俗平行且间距为乙导轨平面与磁感应强度为〃的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属棒必由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为*,当流过“棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为内则金属棒M在这一过程中（）A.运动的平
2、均速度等于B.受到的最大安培力大小为爭sin0C.下滑的位移大小为普D.产生的焦耳热为qBLv2.（多选）如图2所示，间距为/=1m的导轨％、•妳由电阻不计的光滑水平导轨和与水平面成37°角的粗糙倾斜导轨组成，水平导轨和倾斜导轨都足够长.导体棒白力、cd的质量均为加=1kg、长度均为/=1m、电阻均为斤=0.5Q,自b棒静止在水平导轨上，cd棒静止在倾斜导轨上，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小〃=住T.现日方棒在水平外力F作用下由静止开始沿水平导轨运动，当M棒的运动速度达到一定值时c〃棒开始滑动.已知c〃棒与倾斜
3、导轨间的动摩擦因数为〃=0.8,且棒受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0A.棒所受的摩擦力方向始终沿倾斜导轨向上B.cd棒所受的摩擦力方向先沿倾斜导轨向上后沿倾斜导轨向下A.cd棒开始滑动时，"棒的速度大小为19.375m/sB.cR棒开始滑动时,“棒的速度大小为9.375m/s1.如图3所示，倾角为〃=37°的两根平行长直金属导轨的间距为d,其底端接有阻值为斤的电阻.整个装置处在垂直斜面向上的磁感应强度大小为〃的匀强磁场中，质量均为/〃（质量
4、分布均匀）、电阻均为斤的导体杆日方、c〃垂直于导轨放置，且杆两端均与两导轨保持良好接触，两导体杆与导轨间的动摩擦因数均为"=0.5；现杆"在恒力尸作用下沿导轨向上做匀速运动，杆c〃能保持静止状态，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g,求杆"的速度大小范围.2.如图4甲所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距Z=lm,导轨平面与水平面的夹角〃=37。,下端连接阻值斤=1Q的电阻；质量/〃=1kg、阻值厂=1Q的匀质金属棒c〃放在两导轨上，到导轨最下端的距离厶=1山，棒与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,与导轨
5、间的动摩擦因数^=0.9.整个装置处于与导轨平面垂直（向上为正）的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示.认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，己知在0〜1.0s内,金属棒刃保持静止,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,马=10m/s2.（1）求0〜1.0S内通过金属棒Q〃的电荷量；（2）求t=l.1s时刻，金属棒所受摩擦力的大小和方向；⑶1.2s后，对金属棒c〃施加一沿斜面向上的拉力F,使金属棒cd沿斜面向上做加速度大小为^=2m/s2的匀加速运动，请写出拉力尸随时间Z'（从施加尸时开始计时）变化的关系式.3.（201
6、7•徐州市考前模拟）如图5所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成0=53°角，间距为Z=0.5m的导轨间接一电阻,阻值为R=2Q,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度〃=0.8T.导体棒日的质量为加=0.1kg、接入电路的电阻为7?1=1Q；导体棒力的质量为加=0.2kg、接入电路的电阻为&=2Q,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好•现从图中的臥"处同时将臼、b由静止释放，运动过程屮它们都能匀速穿过磁场区域，且当臼刚出磁场时〃正好进入磁场，、b电流间的相互作用不计,sin5
7、3°=0.8,cos53°=0.6,取尸］0m/sl求:图5(1)导体棒日刚进入磁场时，流过电阻斤的电流厶(2)导体棒a穿过磁场区域的速度旳的大小；(3)匀强磁场的宽度H答案精析LC2.BC解析导体杆"以速度y运动切割磁感线产生感应电动势，则有：E=Bdv根据闭合电路欧姆定律有E=KR+寻导体杆"速度较小时，对于导体杆cd则有卑d+PmgQos37°=^sin37°解得％in=导体杆"速度较大时，对于导体杆cd则有£d=Pmgcos37°+^sin37°解得故导体杆ab的速度应满足条件：鈴#WW罟乎4.见解析解析(1)在0〜1.0s内
8、，金属棒c〃上产生的感应电动势为:E=S•寻,其中S=LZ=1m2F由闭合电路的欧姆定律有：1=丙.由于0〜1.0s内回路屮的电流恒定，故该段时间通过金属棒cd的电荷量为:q=I卜t、其中△f=ls解得：q=lC.(2
