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              (江蘇專版)2019版高考物理一輪復習備考精煉: 第九章 電磁感應 微專題71 電磁感應中的動力學問題備考精煉  人教版

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              文件簡介::
              71電磁感應中的動力學問題
              [方法點撥] 分析導體棒切割磁感線運動時要由牛頓第二定律列方程,在方程中討論v的變化影響安培力的變化,進而影響加速度a的變化,a的變化又影響v的變化.
              1.(2017·啟東中學模擬)如圖1所示,足夠長的U形光滑金屬導軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN與PQ平行且間距為L,導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,導軌電阻不計.金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑,并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當流過ab棒某一橫截面的電荷量為q時,棒的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中( )

              圖1
              A.運動的平均速度等于v
              B.受到的最大安培力大小為sinθ
              C.下滑的位移大小為
              D.產生的焦耳熱為qBLv
              2.(多選)如圖2所示,間距為l=1m的導軌PQ、MN由電阻不計的光滑水平導軌和與水平面成37°角的粗糙傾斜導軌組成,水平導軌和傾斜導軌都足夠長.導體棒ab、cd的質量均為m=1kg、長度均為l=1m、電阻均為R=0.5Ω,ab棒靜止在水平導軌上,cd棒靜止在傾斜導軌上,整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度的大小B=T.現ab棒在水平外力F作用下由靜止開始沿水平導軌運動,當ab棒的運動速度達到一定值時cd棒開始滑動.已知cd棒與傾斜導軌間的動摩擦因數為μ=0.8,且cd棒受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,兩導體棒與導軌始終接觸良好,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.關于該運動過程,下列說法正確的是( )

              圖2
              A.cd棒所受的摩擦力方向始終沿傾斜導軌向上
              B.cd棒所受的摩擦力方向先沿傾斜導軌向上后沿傾斜導軌向下
              C.cd棒開始滑動時,ab棒的速度大小為19.375m/s
              D.cd棒開始滑動時,ab棒的速度大小為9.375m/s
              3.如圖3所示,傾角為θ=37°的兩根平行長直金屬導軌的間距為d,其底端接有阻值為R的電阻.整個裝置處在垂直斜面向上的磁感應強度大小為B的勻強磁場中,質量均為m(質量分布均勻)、電阻均為R的導體桿ab、cd垂直于導軌放置,且桿兩端均與兩導軌保持良好接觸,兩導體桿與導軌間的動摩擦因數均為μ=0.5;現桿ab在恒力F作用下沿導軌向上做勻速運動,桿cd能保持靜止狀態,導軌電阻不計,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小為g,求桿ab的速度大小范圍.

              圖3


              4.如圖4甲所示,兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距L=1m,導軌平面與水平面的夾角θ=37°,下端連接阻值R=1Ω的電阻;質量m=1kg、阻值r=1Ω的勻質金屬棒cd放在兩導軌上,到導軌最下端的距離L1=1m,棒與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸,與導軌間的動摩擦因數μ=0.9.整個裝置處于與導軌平面垂直(向上為正)的勻強磁場中,磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙所示.認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,已知在0~1.0s內,金屬棒cd保持靜止,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.

              圖4
              (1)求0~1.0s內通過金屬棒cd的電荷量;
              (2)求t=1.1s時刻,金屬棒cd所受摩擦力的大小和方向;
              (3)1.2s后,對金屬棒cd施加一沿斜面向上的拉力F,使金屬棒cd沿斜面向上做加速度大小為a=2m/s2的勻加速運動,請寫出拉力F隨時間t′(從施加F時開始計時)變化的關系式.


              5.(2017·徐州市考前模擬)如圖5所示,兩根足夠長且平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面成α=53°角,間距為L=0.5m的導軌間接一電阻,阻值為R=2Ω,導軌電阻忽略不計.在兩平行虛線間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場,磁感應強度B=0.8T.導體棒a的質量為m1=0.1kg、接入電路的電阻為R1=1Ω;導體棒b的質量為m2=0.2kg、接入電路的電阻為R2=2Ω,它們分別垂直導軌放置并始終與導軌接觸良好.現從圖中的M、N處同時將a、b由靜止釋放,運動過程中它們都能勻速穿過磁場區域,且當a剛出磁場時b正好進入磁場.a、b電流間的相互作用不計,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/...
                  

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