2019高考物理一轮(全国)专题加练半小时:第十章电磁感应 微专题76 含解析.pdf

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1、[方法点拨]分析导体棒切割磁感线运动时要由牛顿第二定律列方程,在方程中讨论v的变化影响安培力的变化,进而影响加速度a的变化,a的变化又影响v的变化.1.(2017·山东济南一中模拟)如图1所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab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R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中()图1

2、1A.运动的平均速度等于v2B2L2vB.受到的最大安培力大小为sinθRqRC.下滑的位移大小为BLD.产生的焦耳热为qBLv2.(多选)如图2所示,间距为l=1m的导轨PQ、MN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ab、cd的质量均为m=1kg、长度均为l=1m、电阻均为R=0.5Ω,ab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B=2T.现ab棒在水平外力F作用下由静止开始沿水平导轨运动,当a

3、b棒的运动速度达到一定值时cd棒开始滑动.已知cd棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为μ=0.8,且cd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°=0.8.关于该运动过程,下列说法正确的是()图2A.cd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C.cd棒开始滑动时,ab棒的速度大小为19.375m/sD.cd棒开始滑动时,ab棒的速度大小为9.375m/s3.(2017·湖北襄阳调研)如

4、图3所示,倾角为θ=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R的电阻.整个装置处在垂直斜面向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中,质量均为m(质量分布均匀)、电阻均为R的导体杆ab、cd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μ=0.5;现杆ab在恒力F作用下沿导轨向上做匀速运动,杆cd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ab的速度大小范围.图34.(2018·四川成都第七中学月考)如图4甲所示,两根足够长、电阻不计

5、的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平面的夹角θ=37°,下端连接阻值R=1Ω的电阻;质量m=1kg、阻值r=1Ω的匀质金属棒cd放在两导轨上,到导轨最下端的距离L=1m,棒与导轨垂直1且两端与导轨保持良好接触,与导轨间的动摩擦因数μ=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,已知在0~1.0s内,金属棒cd保持静止,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.图4(1)求0~1.0s内通过金属棒cd的电

6、荷量;(2)求t=1.1s时刻,金属棒cd所受摩擦力的大小和方向;(3)1.2s后,对金属棒cd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a=2m/s2的匀加速运动,请写出拉力F随时间t′(从施加F时开始计时)变化的关系式.5.(2017·四川资阳二诊)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α=53°角,间距为L=0.5m的导轨间接一电阻,阻值为R=2Ω,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B=0.8T.导体棒a的质量为m=0.1kg

7、、接入电路的电阻为R=1Ω;导体棒b的质量为m=0.2kg、接入电路的电112阻为R=2Ω,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M、N处同时将2a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场.a、b电流间的相互作用不计,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2.求:图5(1)导体棒a刚进入磁场时,流过电阻R的电流I;(2)导体棒a穿过磁场区域的速度v的大小;1(3)匀强磁场的宽度d.答案精析1.C2.BC[cd棒刚开始静止在倾斜导轨上,μ=

8、0.8>tan37°=0.75,cd棒受到的摩擦力沿倾斜导轨向上,ab棒向右运动切割磁感线使得ab棒、cd棒中产生感应电流,cd棒受到水平向右的安培力作用,cd棒受到的摩擦力先沿倾斜导轨向上减小到零,后反向沿倾斜导轨向下B2l2v增大,故A错误,B正确;当cd棒即将滑动时,由平衡条件得cos37°=mgsin37°+2RB2l2vμmgcos37°+si

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