10.4电磁感应中动力学动量和能量问题（习题课）原卷版.docx

10.4电磁感应中动力学、动量和能量问题（基础知识过关）1.（2021河南天一大联考期末考试）如图1所示，两水平放置的光滑平行金属导轨MM PQ 固定在绝缘水平面上，导轨间距离为根，M、尸间接有阻值为R=10Q的定值电阻，理想 电压表接在定值电阻两端，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强 度大小为B=1T9 一根质量为m=0.1kg的金属棒放在导轨上，金属棒接入电路的电阻也为 7?=10Q.现对金属棒施加一个水平向右的拉力，使金属棒由静止开始向右运动，金属棒运 动后电压表的示数U随时间变化的规律如图2所示，金属棒运动过程中与导轨接触良好 且始终与导轨垂直，导轨电阻不计。求：（1） L5s时，拉力方的大小；（2）金属棒在运 动的前5s内，拉力厂的冲量大小；（3）金属棒运动10s时，撤去拉力居 那么撤去拉力后金 属棒运动0.5m时速度的大小。2. （2021四川遂宁二中模拟3）如下图，两根间距为L=2m的金属导轨，电阻不计，左端 与水平面倾角为6»,其余水平，水平导轨左侧C0E/区域存在竖直向上的匀强磁场I,其中 CE=DF=d= 2m,磁感应强度大小为5尸1乙 右侧有另一竖直向下的磁场n,且右侧导轨足 够长，磁感应强度大小为母=2T。有两根质量均为冽=2kg、电阻均为R=2Q的金属棒与 匕与导轨垂直放置，b棒置于磁场n中PQ处，导轨除P、。两处（对应的距离极短）外其 余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的：0.5倍，。棒从倾斜导轨A8处 由静止释放，忽略位置的能量损失。（1）假设。棒释放的高度大于心,那么。棒进入磁场I时才会使棒运动，请求出0。（2）假设将棒从高度/n=lm释放，导体棒在到达E尸边界前的某点时，累计通过PQ的电 荷量q=0.4C,求该点距离CD的距离x（3）在第（2）问中，假设q棒穿出磁场I区域时速度为也=4m/s,且当。棒进入磁场II区域远未碰撞）（重难考点提高）3、如图甲所示，平行 桌面上，间距L = 0.2远未碰撞）（重难考点提高）3、如图甲所示，平行 桌面上，间距L = 0.2时，匕棒可以运动，那么从开始释放。棒到最后稳定的过程中，Z?棒产生的热量？b足够粗糙导轨固定在绝缘水平m,导轨左端接有R=1 Q的电阻，质量为m=0.1 kg的粗糙导体棒ab垂直静置于导轨上，导体棒及导轨的电阻忽略不计.整个装置处于磁感应强度8=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下.现用与导轨 平行的外力/作用在导体棒油 上使之一开始做勺加速运动，且外力方随时间变化关系如图 乙所示，重力加速度g=10 m/s2,求：(1)比拟导体棒、Z?两点电势的高低；前10 s导体棒的加速度大小；(3)假设整个过程中通过R的电荷量为65 C,那么导体棒必运动的总时间是多少？4、如下图，光滑平行金属导轨P。、倾斜固定放置，导轨所在平面与水平面的夹角。 = 30。，导轨底端连接有阻值为R的电阻，导轨间距为L方向垂直于导轨平面向下的有界勾 强磁场的边界"、cd垂直于导轨，磁场的磁感应强度大小为巴 边界h、cd间距为s.将一 长度为L、质量为相、阻值也为R的金属棒垂直放置在导轨上，金属棒开始的位置离的 距离为%,现将金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向下做加速运动，到达cd位置时金属棒 的加速度刚好为零，金属棒运动过程中始终垂直于导轨并与导轨接触良好，不计导轨及其 他电阻，重力加速度为g,求：(1)金属棒从释放到到达cd位置的过程中，通过电阻R的电荷量；(2)金属棒从就运动到cd的时间.5 . (12分)如下图，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导 轨间距为/,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 Bo导体棒与。的质量均为加，接入电路的有效电阻分别为R=R, Rb=2R。棒放置在 水平导轨上足够远处，棒在弧形导轨上距水平面Zz高度处由静止释放。运动过程中导体棒 与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为go求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；求最终稳定时两棒的速度大小；从4棒开始下落到最终稳定的过程中，求b棒上产生的内能。6 .(天津市河北区2015-2016学年度高三年级总复习质量检测(三)理科综合试卷物理部 分)如下图，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为 导轨上面横放着两根导体棒和cd ,构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为加，电阻皆为R9回路中其余局部的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为8。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒S静止，棒4。有指向棒W的 初速度,假设两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热Q最多是多少？（2）当。棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度4是多少？7 .（20分）如下图，有一足够长的光滑平行金属导轨间距为L,折成倾斜和水平两局部， 倾斜局部导轨的倾角与水平面的夹角为。=30。，水平和倾斜局部均处在磁感应强度为B的 匀强磁场中，水平局部磁场方向竖直向下，倾斜局部垂直斜面向下（图中未画出），两个磁场 区互不叠加.将两根金属棒、匕垂直放置在导轨上，并将匕用轻绳通过定滑轮和小物体c 连接.两棒的长度均为"电阻均为R,质量均为加，小物块c的质量也为加，不考虑 其他电阻，不计一切摩擦，运动过程中棒与导轨保持接触良好，且始终不会碰到滑轮， 重力加速度大小为g.求锁定凡释放匕的最终速度Um；（2）使4、。同时由静止释放，同时在上施加一沿斜面向上的恒力尸=1.5根g,求到达稳定 状态时、的速度；（3）假设（2）中系统从由静止开始经时间，到达稳定状态，求过程中系统产生的焦耳热.8 . （2021上海宝山期末）相距£=L2m的足够长金属导轨竖直放置，质量zi = lkg的金属 棒ab和质量m2 = 0.54kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（） 所示，虚线上方匀强磁场方向垂直纸面向外，虚线下方匀强磁场方向竖直向上，两处磁场 的磁感应强度大小相同。棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数 = 0.75,两棒总电阻为L8Q, 导轨电阻不计。oh棒在方向竖直向上、大小按图所示规律变化的外力/作用下，由 静止开始（仁0）沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。B图(b)图（a）(1)请说出在两棒的运动过程中仍棒中的电流方向和cd棒所受的磁场力方向；(2)求R?棒加速度的大小和磁感应强度3的大小；(3)试问cd棒从运动开始起经过多长时间它的速度到达最大？(取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力).(2021 河北邯郸中一轮)如下图，两根电阻不计的光滑金属导轨水平放置， MA.间距L = 0.4m, AC、8D的延长线相交于£点且2 £点到AB的距离1=6m, M、N两端与阻值R=2 Q的电阻相连，虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀强 磁场，磁感应强度B=1 T。一根长度也为L=0.4m、质量根=0.6 kg、电阻不计的金属棒, 在外力作用下从AB处以初速度uo=2 m/s沿导轨水平向右运动，棒与导轨接触良好，运动 过程中电阻R上消耗的电功率不变，求：(1)电路中的电流/;(2)金属棒向右运动彳过程中克服安培力做的功Wo10. (2021 陕西西工大附中模拟)如下图，用水平绝缘传送带输送一正方形单匝闭合铜线 框，在输送中让线框随传送带通过一固定的匀强磁场区域，铜线框在进入磁场前与传送带 的速度相同，穿过磁场的过程中将相对于传送带滑动。传送带以恒定速度如运动，当 线框的右边框刚刚到达边界P。时速度又恰好等于w。假设磁场边界MN、PQ与传送带运动 方向垂直，MN与PQ的距离为d,磁场的磁感应强度为B,铜线框质量为m,电阻均为R, 边长为L(L<d),铜线框与传送带间的动摩擦因数为，且在传送带上始终保持前后边框平 行于磁场边界MN,试求：线框的右边框刚进入磁场时所受安培力的大小；线框在进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度的最小值；(3)从线框右边框刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，传送带对闭合铜线 框做的功。