发布时间 : 星期一 文章[配套K12]2018年高考物理一轮复习 专题46 电磁感应中的动力学和能量问题(练)(含解析)更新完毕开始阅读87d652bdabea998fcc22bcd126fff705cc175cf8
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3．如图所示，两个光滑绝缘的矩形斜面WRFE、HIFE对接在EF处，倾角分别为α=53°、β=37°。质量为m1=1kg的导体棒AG和质量为m2=0.5kg的导体棒通过跨过EF的柔软细轻导线相连，两导体棒均与EF平行、先用外力作用在AG上使它们静止于斜面上，两导体棒的总电阻为R=5Ω，不计导线的电阻。导体棒AG下方为边长L=1m的正方形区域MNQP有垂直于斜面向上的、磁感强度B1=5T的匀强磁场，矩形区域PQKS有垂直于斜面向上的、磁感强度
B2=2T的匀强磁场，PQ平行于EF，PS足够长。已知细导线足够长，现撤去外力，导体棒AG进入磁场边界MN时恰好做匀速运动。（sin37°=0.6、sin53°=0.8，g=10m/s，不计空气阻力.）求：
2
(1)导体棒AG静止时与MN的间距
(2)当导体棒AG滑过PQ瞬间(记为t=0s)，为了让导体棒AG继续作匀速运动，MNQP中的磁场开始随时间按B1t=5+kt（T）变化。求：①1s内通过导体棒横截面的电量；②k值。 【答案】(1)
(2)
,
【解析】（1）导体棒AG到达MN之前，AG棒沿斜面向下做匀加速运动，CD棒沿斜面向上做匀加速运动且加速度大小相等，设加速度为，细轻导线拉力为,由牛顿第二定律 对AG棒对CD棒
…………① …………②
AG棒到达MN时做匀速运动，设速度为，由平衡条件
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对AG棒对CD棒由运动学公式联立
式得
…………③
…………④ …………⑤
…………⑥
4．相距l＝1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1＝1 kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的小环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度的大小相同。
ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8 Ω，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，从静止开始沿导轨匀
加速运动，同时cd棒也由静止释放。重力加速度g取10 m／s。 （1）求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；
（2）已知在2 s内外力F做功40 J，求此过程中两金属棒产生的总焦耳热； （3）求出cd棒达到最大速度所需的时间。
F／N
B
14.6
14
a
b
13 12
c
d
11
10
0 1 2
t／
2
B
图（a） 图（b）
2
【答案】（1）1.2T 1m/s（2）18J（3）2s 【解析】（1）由牛顿定律：F?m1g?FA?m1a 配套K12内容资料
配套K12内容资料 其中FA?即F?B22B2l2vR v＝at
lat?m1?g?a? R2
得a＝1 m／s B＝1.2 T
5．如图所示，一足够大的倾角θ＝30°的粗糙斜面上有一个粗细均匀的由同种材料制成的金属线框abcd，线框的质量m=0.6kg，其电阻值R＝1.0Ω，ab边长L1=1m，bc边长L2＝2m，与斜面之间的动摩擦因数
。斜面以EF为界，EF上侧有垂直于斜面向上的匀强
磁场。一质量为M的物体用绝缘细线跨过光滑定滑轮与线框相连，连接线框的细线与斜面平行且线最初处于松弛状态。现先释放线框再释放物体，当cd边离开磁场时线框即以v=2m/s的速度匀速下滑，在ab边运动到EF位置时，细线恰好被拉直绷紧（时间极短），随即物体和线框一起匀速运动t=1s后开始做匀加速运动。取g＝10m/s，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）细绳绷紧前，M下降的高度H；
（3）系统在线框cd边离开磁场至重新进入磁场过程中损失的机械能
。
2
【答案】（1）（2）H=1.8m（3）
【解析】（1）线框cd边离开磁场时匀速下滑，有：
………………①
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………………②
………………③
联解得: B=1T ………………④
（2）由题意，线框第二次匀速运动方向向上，设其速度为v1，细线拉力为T，则：
………………⑤
………………⑥
………………⑦ ………………⑧
【名师点睛】
线框cd边离开磁场时匀速下滑，物体所受合力为零，列出平衡方程。线框第二次匀速运动方向向上，根据匀速运动时间求出速度，根据物体所受合力为零，列出平衡方程。绳突然绷紧过程，物体与线框受到的冲量大小相等。损失的机械能分三部分：线框匀速下滑过程线框减小的重力势能转化为内能；绳子突然绷紧过程有部分动能转化为内能；线框匀速上滑过程系统减小的重力势能转化为内能。
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