2019高考物理第十章電磁感應(yīng)微專題76電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題加練半小時粵教版.docx

微專題76 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題方法點(diǎn)撥分析導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)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(jìn)而影響加速度a的變化，a的變化又影響v的變化1(2017山東濟(jì)南一中模擬)如圖1所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(090)，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)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1A運(yùn)動的平均速度等于vB受到的最大安培力大小為sinC下滑的位移大小為D產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv2(多選)如圖2所示，間距為l1m的導(dǎo)軌PQ、MN由電阻不計(jì)的光滑水平導(dǎo)軌和與水平面成37角的粗糙傾斜導(dǎo)軌組成，水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌都足夠長導(dǎo)體棒ab、cd的質(zhì)量均為m1kg、長度均為l1m、電阻均為R0.5，ab棒靜止在水平導(dǎo)軌上，cd棒靜止在傾斜導(dǎo)軌上，整個裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小BT現(xiàn)ab棒在水平外力F作用下由靜止開始沿水平導(dǎo)軌運(yùn)動，當(dāng)ab棒的運(yùn)動速度達(dá)到一定值時cd棒開始滑動已知cd棒與傾斜導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.8，且cd棒受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，重力加速度g10m/s2，sin370.6，cos370.8.關(guān)于該運(yùn)動過程，下列說法正確的是()圖2Acd棒所受的摩擦力方向始終沿傾斜導(dǎo)軌向上Bcd棒所受的摩擦力方向先沿傾斜導(dǎo)軌向上后沿傾斜導(dǎo)軌向下Ccd棒開始滑動時，ab棒的速度大小為19.375m/sDcd棒開始滑動時，ab棒的速度大小為9.375m/s3(2017湖北襄陽調(diào)研)如圖3所示，傾角為37的兩根平行長直金屬導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量均為m (質(zhì)量分布均勻)、電阻均為R的導(dǎo)體桿ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，且桿兩端均與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，兩導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為0.5；現(xiàn)桿ab在恒力F作用下沿導(dǎo)軌向上做勻速運(yùn)動，桿cd能保持靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，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34.(2018四川成都第七中學(xué)月考)如圖4甲所示，兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L1m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角37，下端連接阻值R1的電阻；質(zhì)量m1kg、阻值r1的勻質(zhì)金屬棒cd放在兩導(dǎo)軌上，到導(dǎo)軌最下端的距離L11m，棒與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0.9.整個裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直(向上為正)的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的情況如圖乙所示認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，已知在01.0s內(nèi)，金屬棒cd保持靜止，取sin370.6，cos370.8，g10m/s2.圖4(1)求01.0s內(nèi)通過金屬棒cd的電荷量；(2)求t1.1s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a2m/s2的勻加速運(yùn)動，請寫出拉力F隨時間t(從施加F時開始計(jì)時)變化的關(guān)系式5(2017四川資陽二診)如圖5所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成53角，間距為L0.5m的導(dǎo)軌間接一電阻，阻值為R2，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)在兩平行虛線間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8T導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m10.1kg、接入電路的電阻為R11；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m20.2kg、接入電路的電阻為R22，它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好現(xiàn)從圖中的M、N處同時將a、b由靜止釋放，運(yùn)動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當(dāng)a剛出磁場時b正好進(jìn)入磁場a、b電流間的相互作用不計(jì)，sin530.8，cos530.6，取g10m/s2.求：圖5(1)導(dǎo)體棒a剛進(jìn)入磁場時，流過電阻R的電流I；(2)導(dǎo)體棒a穿過磁場區(qū)域的速度v1的大?。?3)勻強(qiáng)磁場的寬度d.答案精析1C2BCcd棒剛開始靜止在傾斜導(dǎo)軌上，0.8tan370.75，cd棒受到的摩擦力沿傾斜導(dǎo)軌向上，ab棒向右運(yùn)動切割磁感線使得ab棒、cd棒中產(chǎn)生感應(yīng)電流，cd棒受到水平向右的安培力作用，cd棒受到的摩擦力先沿傾斜導(dǎo)軌向上減小到零，后反向沿傾斜導(dǎo)軌向下增大，故A錯誤，B正確；當(dāng)cd棒即將滑動時，由平衡條件得cos37mgsin37，代入數(shù)據(jù)可得v19.375m/s，C正確，D錯誤3.v解析導(dǎo)體桿ab以速度v運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則有：EBdv根據(jù)閉合電路歐姆定律有EI(R)導(dǎo)體桿ab速度較小時，對于導(dǎo)體桿cd則有Bdmgcos 37mgsin 37解得vmin導(dǎo)體桿ab速度較大時，對于導(dǎo)體桿cd則有Bdmgcos 37mgsin 37解得vmax故導(dǎo)體桿ab的速度應(yīng)滿足條件：v4見解析解析(1)在01.0 s內(nèi)，金屬棒cd上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：ES，其中SL1L1 m2由閉合電路的歐姆定律有：I由于01.0 s內(nèi)回路中的電流恒定，故該段時間通過金屬棒cd的電荷量為：qIt，其中t1 s解得：q1 C.(2)若01.1 s內(nèi)金屬棒cd保持靜止，則在01.1 s內(nèi)回路中的電流不變，t1.1 s時，金屬棒cd所受的安培力為：FB1IL0.2 N，方向沿導(dǎo)軌向下又導(dǎo)軌對金屬棒cd的最大靜摩擦力為：fmgcos 377.2 N由于mgsin 37F6.2 Nf，可知假設(shè)成立，金屬棒cd仍保持靜止故所求摩擦力為：fmgsin 37F6.2 N，方向沿導(dǎo)軌向上(3)1.2 s后，金屬棒cd上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：EB2Lv，其中vat金屬棒cd所受安培力的大小為：F安B2I2L，其中I2由牛頓第二定律有：Fmgsin mgcos F安ma，解得：F15.20.16t(N)5(1)1A(2)10m/s(3)m解析(1)導(dǎo)體棒a在磁場中勻速運(yùn)動，則：m1gsinBIaL0根據(jù)等效電路的結(jié)構(gòu)有：Ia2I，聯(lián)立解得：I1A(2