《電磁感應(yīng)+動量》計算題專項(xiàng)

1、彭水一中高2012級期末復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)+動量計算題專項(xiàng)1.在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm2螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0，R1=4.0，R2=5.0，C=30F在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化求：（1）求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（2）閉合S，電路電流穩(wěn)定后，求電阻R1的電功率；（3）S斷開后，求流經(jīng)R2的電量2.如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L1.0 m，與水平面之間的夾角30°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R2.0的電阻，其它電阻不計，質(zhì)量m2.0 kg的金屬桿ab

2、垂直導(dǎo)軌放置，用變力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab， 若金屬桿ab以恒定加速度a2 m/s2， 由靜止開始做勻變速運(yùn)動，則：（g=10 m/s2）(1) 在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？通過導(dǎo)體棒的電荷量q(2) 第5 s末，回路中的電流多大？(3) 第5 s末，作用在ab桿上的外力F多大？3.如圖所示，矩形線框的質(zhì)量m0.016kg，長L0.5m，寬d0.1m，電阻R0.1.從離磁場區(qū)域高h(yuǎn)15m處自由下落，剛?cè)雱驈?qiáng)磁場時,由于磁場力作用，線框正好作勻速運(yùn)動. （取g=10m/s2）(1)求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度； (2) 如果線框下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間為t0.15s，求磁場區(qū)域的高度h2（3）求

3、線框從剛開始下落到下邊剛要出磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱？4.如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；（2）重物勻速下降的速度v；（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR

4、；（4）若將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v0，從此時刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）5，6，如圖所示，質(zhì)量為的天車靜止在光滑軌道上，下面用長為的細(xì)線懸掛著質(zhì)量為的沙箱，一顆質(zhì)量為的子彈，以的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后運(yùn)動過程中，求：沙箱上升的最大高度。7，如圖所示浮動起重機(jī)從岸上吊起m=2t的重物。開始時浮吊起重桿OA與豎直方向成60°角，當(dāng)轉(zhuǎn)至桿與豎直方向成30°角時，求起重機(jī)的水平方向的位移。設(shè)浮吊質(zhì)量為20t，起重桿長l=8m，水的阻力與桿重均不計。8，質(zhì)量0.6的平板

5、小車靜止在光滑水面上，如圖7所示，當(dāng)時，兩個質(zhì)量都為0.2的小物體和，分別從小車的左端和右端以水平速度和同時沖上小車，當(dāng)它們相對于小車停止滑動時，沒有相碰。已知、兩物體與車面的動摩擦因數(shù)都是0.20，取10，求：（）、兩物體在車上都停止滑動時車的速度；（）車的長度至少是多少？ 9.如圖8所示，、兩球質(zhì)量均為，期間有壓縮的輕短彈簧處于鎖定狀態(tài)。彈簧的長度、兩球的大小均忽略，整體視為質(zhì)點(diǎn)，該裝置從半徑為的豎直光滑圓軌道左側(cè)與圓心等高處由靜止下滑，滑至最低點(diǎn)時，解除對彈簧的鎖定狀態(tài)之后，球恰好能到達(dá)軌道最高點(diǎn)，求彈簧處于鎖定狀態(tài)時的彈性勢能。10（18分）在一種新的“子母球”表演中，讓同一豎直線上的

6、小球A和小球B，從距水平地面高度為ph（p1）和h的地方同時由靜止釋放，如題9圖所示。球A的質(zhì)量為m，球B的質(zhì)量為3m。設(shè)所有碰撞都是彈性碰撞，重力加速度大小為g，忽略球的直徑、空氣阻力及碰撞時間。 （1）求球B第一次落地時球A的速度大??； （2）若球B在第一次上升過程中就能與球A相碰，求p的取值范圍； （3）在（2）情形下，要使球A第一次碰后能到達(dá)比其釋放點(diǎn)更高的位置，求p應(yīng)滿足的條件。答案與解析1.（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E= 1.2V-(3分)（2）根據(jù)全電路歐姆定律，有：I=0.12A-(1分)根據(jù) P=I2R1  -(1分) 求出 P=5

7、.76×10-2W；-(1分)（3）S斷開后，流經(jīng)R2的電量即為S閉合時C板上所帶的電量Q電容器兩端的電壓     U=IR2=0.6V- - -(2分)流經(jīng)R2的電量    Q=CU=1.8×10-5C-2.（1） 1分答案及解析：3.試題分析：（1）線框做自由落體運(yùn)動過程，則有線框剛進(jìn)入磁場時，E=BdV，F(xiàn)=BdL，則得到安培力,由平衡條件得，mg=F代入得，（4分）（2）線框進(jìn)入磁場勻速運(yùn)動的時間為完全進(jìn)入磁場勻加速運(yùn)動的時間為勻加速運(yùn)動通過的位移所以 （6分）（3）Q=mgL

8、=0.08J(2分)4.（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向?yàn)镼-R-F（2分）(2)對金屬棒：受力分析如圖 式中：（2分）所以： （2分） （3）設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則有能量守恒關(guān)系得：減少的重力勢能等于增加的動能和焦耳熱Q即： （2分） 所以：電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR為（2分）(4)金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流即磁通量不變（2分）（2分）式中：又：（2分）則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化為 （2分）56，解析：子彈打入沙箱，水平方向動量守恒，此后由天車、沙箱和子彈組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)沙箱上擺到最高點(diǎn)時，系統(tǒng)具有相等的水平速度，損失的動能轉(zhuǎn)化為沙箱的重力勢能，運(yùn)用“子彈打木塊”的結(jié)論，聯(lián)系以上兩式，則沙箱上升的最大高度為：。反思：沖擊擺是一個經(jīng)典的物理模型，是子彈打木塊模型巧妙遷移地應(yīng)用。7，解析：浮吊與重物組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，動量守恒且初總動量為零，為一人船模型，則：解得x=0.266m，即起重機(jī)的水平向左的位移為0.266m。反思：人船模型是作用力和反作用力的同時性，當(dāng)系統(tǒng)動量守恒時平均動量也守恒。用人船模型的公式解這類變速直線運(yùn)動的位移不涉及速度的問題時，是非常簡便的，應(yīng)用時要注意人船模型的條件與正確找出物體位移間的幾何關(guān)系。8解：（