專題30+電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題精練-高考物理雙基突破二+版含解析

1、專巍三十電燧或盍中的保力號.犍/冏&（錯(cuò)鐐）1 .如圖所示，有兩根和水平方向成a角的光滑平行金屬軌道，上端接有可變電阻R,下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一根質(zhì)量為m的金屬桿（電阻忽略不計(jì)）從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會趨近于一個(gè)最大速度Vm,則A.如果B增大，Vm將變大8 .如果a增大，Vm將變大C.如果R變小，Vm將變大D.如果m變小，Vm將變大【答案】B【解析】金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)足夠長時(shí)間后，速度達(dá)最大值抽，此后金屬桿做勻速運(yùn)動，桿受重力、軌道的支持力和安培力如圖所示。安培力對金屬桿列平衡方程式；。=生善,Ait則根二

2、嚼警。由此式可知，B袱,外減??；口噌大，為增大;尺變小，慍變小丁班變小，山變小。因此A、C、D錯(cuò)誤，B正確。2 .如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)弓II度為Bo電容器的電容為C,除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)。現(xiàn)給導(dǎo)線MN初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度V向右做勻速運(yùn)動時(shí)KVA.電容器兩端的電壓為零B.電阻兩端的電壓為BLvC.電容器所帶電荷量為CBLvD.為保持MN勻速運(yùn)動，需對其施加的拉力大小為B2L2V【解析】當(dāng)導(dǎo)線勻速向右運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，穩(wěn)定后，電容

3、器既不充電也不放電，無電流產(chǎn)生，故電阻兩端沒有電壓，電容器兩極板間的電壓為所帶電荷量。=CU=CBLv,故A、E錯(cuò)誤，C正確，AN勻速運(yùn)動時(shí),因無電流而不受安培力，敵拉力為零，D錯(cuò)誤。3 .（多選）如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距為l的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、電阻也為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動。整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)?，F(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用h表示物塊下落的高度（物塊不會觸地），g

4、表示重力加速度，其他電阻不計(jì)，則A.電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到aB.物塊下落的最大加速度為gC.若h足夠大，物塊下落的最大速度為D.通過電阻R的電荷量為BhR【答案】AC【解析】由右手定則可知，電阻R中的感應(yīng)電流方向由。到口，A正確J物塊剛下落時(shí)加速度最大，由牛頓第二定律有2盤的最大加速度:的=$B錯(cuò)誤3對導(dǎo)體棒與物塊組成的整體,當(dāng)所受的安培力與物塊的重力平衡時(shí)，達(dá)到最大速度，即陶所以限=譚,C正確了通過電阻R的電荷量0二篝需，D錯(cuò)誤。4 .（多選）如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強(qiáng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，兩金屬棒a

5、b、cd的質(zhì)量之比為2：1。用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd,經(jīng)過足夠長時(shí)間以后A.金屬棒ab、cd都做勻速運(yùn)動B.金屬棒ab上的電流方向是由b向a2FC.金屬棒cd所受安培力的大小等于2F3D.兩金屬棒間距離保持不變【答案】BC【解析】對兩金屬棒就、以迸行受力和運(yùn)動分析可知，兩金屬棒最終將做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動，旦金屬棒就速度小于金屬棒廿速度,所以兩金屬棒間距離是變大的，由楞次定律判斷金屬棒劭上的電流方向是由力到外A.D錯(cuò)誤,B正確以兩金屬棒整體為研究對象有:F=3叫隔離金屬棒)分析:F-F=2可求得金屬棒必所受安培力的大小F=；/C正確,5 .如圖所示，Li=0.5m,L2

6、=0.8m,回路總電阻為R=0.2Q,M=0.04kg,導(dǎo)軌光滑，開始時(shí)磁場BB0=1To現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度以方=0.2T/s的變化率均勻地增大。試求：當(dāng)t為多少時(shí)，M剛好離開地面？(g取10m/s2)【答案】5s【解析】回路中原磁場方向向下，且磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，由楞次定律可以判知，感應(yīng)電流的磁場方向向上，根據(jù)安培定則可以判知，ab中的感應(yīng)電流的方向是a-b,由左手定則可知，ab所受安培力的方向水平向左，從而向上拉起重物。設(shè)ab中電流為I時(shí)M剛好離開地面，此時(shí)有F=BILi=MgI=Ee=¥=LiL21bRAtAt,ABB=Bo+公t聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)解得t=5So8.如圖所示，兩根足

7、夠長平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角0=37。的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3的定值電阻，下端開口，軌道間距L=1m。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向上。質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，ab在導(dǎo)軌之間的電阻r=1Q電路中其余電阻不計(jì)。金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動時(shí)始終垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好。不計(jì)空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)尸0.5,sin37=0.6,cos37=0.8,取g=10m/s2。(1)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動的最大速度vm;(2)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中，電阻R上的最大電功率Pr；(3)若從金屬棒ab開始運(yùn)

8、動至達(dá)到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J,求流過電阻R的總電荷量q?！敬鸢浮?1)2.0m/s(2)3W(3)1.0C【解析】(1)金屬棒由靜止釋放后，沿斜面做變加速運(yùn)動，加速度不斷激小,當(dāng)加速度為零時(shí)有最大速度竄a由牛頓第二定律有mgsin0-mgos。一F安=0F安=31I=EE=BLvmR+r由以上各式代入數(shù)據(jù)解得y=2.0m/s。(2)金屬棒以最大速度Vm勻速運(yùn)動時(shí)，電阻R上的電功率最大，此時(shí)Pr=I2R,解得：Pr=3Wo(3)設(shè)金屬棒從開始運(yùn)動至達(dá)到最大速度過程中，沿導(dǎo)軌下滑距離為x由能量守恒定律:12mgxsin0=mgxos0+Qr+Qr+2mvm根據(jù)焦耳定律

9、Q=R,解得x=2.0m_E根據(jù)q=IAt,I=一R+r解得q=BLx7-R+r1.0Co9.如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根足夠長的平行光滑金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒cd垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。軌道和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)。F的作用下以速度v沿軌道做勻(1)如圖，若軌道左端M、P間接一阻值為R的電阻，導(dǎo)體棒在拉力速運(yùn)動。請通過公式推導(dǎo)證明：在任意一段時(shí)間用內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲得的電能相等。(2)如圖，若軌道左端接一電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源和一阻值未知的電阻。閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動，經(jīng)過一段時(shí)間后，導(dǎo)體

10、棒達(dá)到最大速度(3)如圖，若軌道左端接一電容器，電容器的電容為運(yùn)動。電容器兩極板間電勢差隨時(shí)間變化的圖像如圖，已知Vm,求此時(shí)電源的輸出功率。C,導(dǎo)體棒在水平拉力的作用下從靜止開始向右ti時(shí)刻電容器兩極板間的電勢差為Ui。求導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中受到的水平拉力大小?！敬鸢浮?1)見解析(2)EBLvmBLVm(3)迅業(yè)+辿rtiBLtir解析】導(dǎo)體棒切割磁感線，£二如導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動，又尸尸皿其中芳在任意一段時(shí)間川內(nèi)，拉力尸所做的功評"=尸心尸力也二"竺*電路獲得的電能A£=gE=EW=/一曲可見,在任意一段時(shí)間射內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲得的電能相等。(2)

11、導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度Vm時(shí)，棒中沒有電流，電源的路端電壓U=BLVmE-U電源與電阻所在回路的電流I=EUr電源的輸出功率p=ui=EBLvm-BLVm。r(3)感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電勢差相等BLv=U由電容器的ut圖像可知u=Ut導(dǎo)體棒的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系為v=31tBLti可知導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動，其加速度a=興BLti由C=Q和I=Q,得1=卓=常由牛頓第二定律有FBIL=ma可得F=BLCUi+熱。tiBLti10.如圖，兩根粗細(xì)均勻的金屬桿AB和CD的長度均為L,電阻均為R,質(zhì)量分別為3m和m,用兩根等長的、質(zhì)量和電阻均不計(jì)的、不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，懸跨在絕

12、緣的、水平光滑的圓棒兩側(cè)，AB和CD處于水平。在金屬桿AB的下方有高度為H的水平勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度的大小為B,AB,經(jīng)過一段時(shí)間(AB、CD始終CD還處于磁場中，在此過程中金屬方向與回路平面垂直，此時(shí)CD處于磁場中?，F(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿水平)，在AB即將進(jìn)入磁場的上邊界時(shí)，其加速度為零，此時(shí)金屬桿桿AB上產(chǎn)生的焦耳熱為Q。重力加速度為g,試求:xXXXx(1)金屬桿AB即將進(jìn)入磁場上邊界時(shí)的速度(2)在此過程中金屬桿CD移動的距離h和通過導(dǎo)線截面的電量q;(3)設(shè)金屬桿AB在磁場中運(yùn)動的速度為V2,通過計(jì)算說明V2大小的可能范圍?！敬鸢浮?1)16m3g2R2+QB4L4mgR4mgR2Rm

13、gB3L3(3)客<v2登【解析】(1)四桿達(dá)到磁場邊界時(shí)，加速度為零，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對油桿：3叫對8桿：工1:哩+又F=BIL=2R解得：vi=4mgR。1o(2) AB、CD棒組成的系統(tǒng)在此過程中，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒有：(3mm)gh-2Q=2X4mv12mv12+Q_16m3g2R2+QB4L4h-mgmgB4L4ABLh16m3g2R2+QB4L4q=IAt=2R=2R=2RmgB3L3(3) AB桿與CD桿都在磁場中運(yùn)動，直到達(dá)到勻速，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對AB桿：3mg=2T+BIL對CD桿：2T=mg+BILB2L2v2又F=BIL=,R解得v2=m2LR所以mgR&

14、lt;v2V4BmgR11.如圖所示，粗糙斜面的傾角0=37°,半徑r=0.5m的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場。一個(gè)匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框abcd,通過松弛的柔軟導(dǎo)線與一個(gè)額定功率P=1.25W的小燈泡A相連，圓形磁場的一條直徑恰好過線框bc邊。已知線框質(zhì)量m=2kg,總電阻Ro=1.25Q邊長L>2r,2與斜面間的動摩擦因數(shù)戶0.5。從t=0時(shí)起，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B=2-tT的規(guī)律變化開始時(shí)線框靜兀止在斜面上，在線框運(yùn)動前，燈泡始終正常發(fā)光。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2,sin37。=0.6,cos37=0.8。求：(1)小燈泡正常發(fā)光

15、時(shí)的電阻R;(2)線框保持不動的時(shí)間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q?！敬鸢浮?1)1.25Q(2)3.1J【解析】<1)由法拉第電磁感應(yīng)定律有上=窗得£二備其戶=10x|x|nx052V=2-5V小燈泡正常發(fā)光，有P=I2R由閉合電路歐姆定律有E=I(R0+R)則有P=ER,R0+RJ代入數(shù)據(jù)解得R=1.25Qo(2)對線框受力分析如圖設(shè)線框恰好要運(yùn)動時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B'由力的平衡條件有mgsin0=F安+Ff=F安+科mcos0F安=門81><2r聯(lián)立解得線框剛要運(yùn)動時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B'=0.4T由B'=24,得線框在斜面上可保持

16、靜止的時(shí)間t=16s=42cs兀,2/兀5小燈泡產(chǎn)生的熱量Q=Pt=1.25>4rJ=3.1Jo12 .如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為以上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為心重力加速度大小為go已知金屬棒ab勻速下滑。求(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小；(2)金屬棒運(yùn)動速

17、度的大小。【答案】(1)mg(sin03os0)(2)(sin0320s0)【解析】D設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為Tf右斜面對ab棒的支持力的大小為作用在ab棒上的安培力的大小為B左斜面對出棒的支持力大小為郎口對于助棒，由力的平衡條件得2mgsin0=M+T+FN1=2mgcos也對于cd棒，同理有mgsin0+(iN2=TN2=mgcos殛聯(lián)立式得F=mg(sin03pcos0)(2)由安培力公式得F=BIL這里I是回路abdca中的感應(yīng)電流。ab棒上的感應(yīng)電動勢為BLv式中，v是ab棒下滑速度的大小。由歐姆定律得1=2R聯(lián)立式得v=(sin0-3(ros0)mgLR13 .如圖所示，相互平行的光滑

18、金屬導(dǎo)軌固定在傾角為仁30。的絕緣斜面上，相距為L,導(dǎo)軌下端連接一個(gè)定值電阻Ri,上端通過開關(guān)S(S是閉合的)也連接一個(gè)定值電阻R2。導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上靠近下端的位置，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。在斜面上虛線MN以下的區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo現(xiàn)對ab棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的恒定拉力F,使它沿導(dǎo)軌先向上加速運(yùn)動，在到達(dá)虛線MN之前，導(dǎo)體棒ab已經(jīng)開始做勻速運(yùn)動。當(dāng)導(dǎo)體棒到達(dá)MN時(shí)，立即撤去拉力，導(dǎo)體棒向上運(yùn)動一段后又向下滑動，進(jìn)入磁場后又做勻速運(yùn)動。已知Ri=R2=R,導(dǎo)體棒ab的阻值為r="2,質(zhì)量為m,重力加速度為g,拉力做的功為W,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。(1)

19、求拉力F的大小和導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動時(shí)的速(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動時(shí)，求電阻R1的發(fā)熱的過程中電阻Ri產(chǎn)生的熱量Qi。(3)若在導(dǎo)體棒ab再次進(jìn)入磁場時(shí)斷開開關(guān)S,【答案】(1)mgm(2)1(W-mg4R)(2BL48B4L4【解析】(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動時(shí)受力如圖用所示，定叫r甲由牛頓第二定律可得尸-Fa-僻in月布其中，導(dǎo)體棒受到的安培力F=BIL=f當(dāng)導(dǎo)體棒加速度a=0時(shí)開始做勻速運(yùn)動因此聯(lián)立。有F一竿導(dǎo)體棒在MN上方運(yùn)動時(shí)只受重力，機(jī)械能守恒，因.時(shí)受力如乙所示，有mgsin。一BLv=。RV；Pi；并求導(dǎo)體棒ab從開始運(yùn)動到回到初始位置則導(dǎo)體棒ab將如何運(yùn)動?3)勻速運(yùn)動v,勻速運(yùn)動(2

20、)由于Ri與R2并聯(lián)后電阻值等于|,因此Pr=2Pi,有Pi=；p總=；Fav由聯(lián)立得Pi=m2g2R16B2L2從導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動到回到初始位置，重力做功為0,由功能關(guān)系得WQ=Wmv201Qi=：Q43 22由解得Qi=i(w_mgR)o4 8B4L4(3)當(dāng)開關(guān)5斷開時(shí),回路的電阻增大，通過導(dǎo)體棒ab的電流激小安培力減小，導(dǎo)體棒必先加速，當(dāng)七小暖=。時(shí)，導(dǎo)體棒而開始以V二黑的速度做勻速運(yùn)動。T14 .如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角0=30。的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.4m。導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域I和H,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN,I中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下

21、，n中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T。在區(qū)域I中，將質(zhì)量m1=0.1kg、電阻Ri=0.1的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑。然后，在區(qū)域n中將質(zhì)量m2=0.4kg、電阻R2=0.1皿光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域n的磁場中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10m/scd下滑的過程中，ab中的電流方向；ab剛要向上滑動時(shí)，cd的速度v多大；(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x=3.8m,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少?！敬鸢浮?1)a流向b(2)5m/s(3)1

22、.3J【解析】(1)由右手定則可判斷出電流由a流向bo(2)開始放置ab剛好不下滑時(shí)，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其為Fmax,有Fmax=mgsin0®設(shè)ab剛好要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動勢為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=BLv設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I,由閉合電路歐姆定律有1=肉g+R2J設(shè)ab所受安培力為F安，有F安=ILB此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F安=m1gsin。+Fmax綜合式，代入數(shù)據(jù)解得v=5m/s(3)設(shè)cd棒運(yùn)動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒有m2gxsin0=Q總+2m2v2。問：又Q=R1一Q總RR2解得Q=1.3J1

23、5 .如圖所示，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌aibici和a2b2C2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)。在水平面aibib2a2區(qū)域內(nèi)和傾角0=37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi=0.4T、方向豎直向上和B2=iT、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。電阻R=0.3、質(zhì)量mi=0.ikg、長為l的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在bi、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下

24、的拉力F作用下勻速運(yùn)動。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。取g=i0m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求：(i)小環(huán)所受摩擦力的大小；(2) Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率?！敬鸢浮?i)0.2N(2)2W【解析】(1)以小環(huán)為研究對象,由牛頓第二定律得加送一F尸用四代入數(shù)據(jù)得片02N<2)設(shè)流過K桿的電流為了，由平衡條件得出】二二號對Q桿，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)以及平衡條件得2I舊2=F+m1gsin0由法拉第電磁感應(yīng)定律的推論得E=B2卜根據(jù)歐姆定律有2I=且R總=九+R瞬時(shí)功率表達(dá)式為P=FvR總2聯(lián)立以上各式得P=2W16.如圖，兩根電阻不計(jì)、相距L、足夠長的平行金屬直角導(dǎo)軌

25、，一部分處在水平面內(nèi)，另一部分處在豎直平面內(nèi)。導(dǎo)軌所在空間存在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。金屬棒ab質(zhì)量為2m,電阻為R;cd質(zhì)量為m,電阻為2R,兩棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為科，ab棒在水平向左拉力作用下，由靜止開始沿水平軌道做勻加速運(yùn)動，同時(shí)cd棒由靜止釋放，cd棒速度從0達(dá)到最大的過程中拉力做功為W,重力加速度為go求:E'(1) cd棒穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所受的摩擦力；(2) cd棒速度最大時(shí)，ab棒兩端的電勢差;(3) cd棒速度從0達(dá)到最大的過程中，ab棒克服阻力做的功。2R9R2m3c2【答案】(1)mg,方向：豎直向上(2)2mgR(3)W喈*心bl心blt解析】(D加棒最終

26、保持靜止?fàn)顟B(tài),所受的合力為北沖a汽葩二陽處方向：豎直向上(2)M棒速度達(dá)到最大時(shí)，所受合力為以懦一用式=0,&=*n*Fn=F江,ab棒兩端的電勢差U=I2R=2mgRo心bl(3)cd棒速度從0達(dá)到最大的過程中,ab棒克服阻力做的功為Wm=W摩+W安wW阻=：2mvab2，I=B：vab23R對棒有：BIL=mg聯(lián)立解得：vab=9R2m3g2,WM=W詼4廣。L、長為2.5L的N匝矩形線框,線圈上有一個(gè)可以控制線圈通斷的17. 一實(shí)驗(yàn)小組想要探究電磁剎車的效果.在遙控小車底面安裝寬為線框總電阻為R,面積可認(rèn)為與小車底面相同，其平面與水平地面平行,開關(guān)(被稱為電磁剎車開關(guān))，小車總質(zhì)量為m.其俯視圖如圖所示，小車在磁場外行駛時(shí)的功率保持P不變,且在進(jìn)入磁場前已達(dá)到最大速度，當(dāng)車頭剛要進(jìn)入磁場時(shí)立即撤去牽引力，同時(shí)將線圈閉合，完全進(jìn)入磁場時(shí)速度恰好為零。已知有界磁場PQ和MN間的距離為2.5L,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上，在行駛過程中小車受到地面阻力