2022年高考物理考点训练例题精析专题电磁感应力学综合题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载电磁感应中的力学问题电磁感应中中学物理的一个重要“ 节点”,不少问题涉及到力和运动、动量和能量、电路 和安培力等多方面的学问,综合性强,也是高考的重点和难点,往往是以“ 压轴题” 形式出 现因此,在二轮复习中,要综合运用前面各章学问处理问题,提高分析问题、解决问题的 才能本学案以高考题入手,通过对例题分析探究,让同学感知高考命题的意图,剖析同学分 析问题的思路,培育才能例 1. 【2003 年高考江苏卷】如右图所示,两根平行金属导端点P、Q 用电阻可忽视的导线相连,两导轨间的距离 l =0.20 m 有随时间变化的匀强磁场垂

2、直于桌面,已知磁感应强度 B 与时间 t 的关系为 B=kt ,比例系数 k0.020 T s一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直在 t=0 时刻,轨固定在水平桌面上,每根导轨 每 m 的电阻为 r 00.10 m,导轨的金属杆紧靠在 P、Q 端,在外力作用下,杆恒定的加速度从静止开头向导轨的另一端滑动,求在 t 6.0 s 时金属杆所受的安培力 解题思路 以 a 示金属杆运动的加速度, 在 t 时刻,金属杆与初始位置的距离 L1 at 2 2此时杆的速度 vat 这时,杆与导轨构成的回路的面积 S=Ll回路中的感应电动势 ES B Blvt而 B kt B B

3、 t t Bt kt t回路的总电阻 R 2Lr0回路中的感应电流,IER轨道放置在水平地面上,两轨R作用于杆的安培力FBlI 解得F3k2l2t2r0代入数据为F1.44 10-3N 例 2 2000年高考试题 如右上图所示,一对平行光滑道间距 L0.20 m ,电阻 R1.0 ；有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆与轨道的电阻皆可忽视不计,整个装置处于磁感强度B0.50T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道名师归纳总结 面对下现用一外力F 沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动测得力F 与时间 t 的关系如下第 1 页,共 6 页图所示求杆的质量m和加速度 a解析：导体杆在轨道上做匀加速直线

4、运动,用 v 表示其速度, t 表示时间,就有 vat 杆切割磁感线,将产生感应电动势EBLv 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=E/R - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 杆受到的安培力为学习好资料欢迎下载F 安=IBL依据牛顿其次定律,有FF 安ma 联立以上各式,得FmaB2l2atR由图线上各点代入式,可解得a10m/s2,m0.1kg 两根平行的金属导例 3 2003年高考新课程理综轨,固定在同一水平面上,磁感强度B0.05T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可忽视不计导轨间的距离l 0.20 m两根质量均为m0.10 kg

5、的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻为 R0.50 在 t 0 时刻,两杆都处于静止状态现有一与导轨平行、大小为 0.20 N的恒力 F 作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动经过 t 5.0s ,金属杆甲的加速度为 a1.37 m s,问此时两金属杆的速度各为多少 . 此题综合了法拉第电磁感应定律、安培力、左手定就、牛顿其次定律、动量定理、全电路欧姆定律等学问,考查考生多角度、全方位综合分析问题的才能设任一时刻 t ,两金属杆甲、乙之间的距离为 x,速度分别为 vl 和 v2,经过很短的时间t ,杆甲移动距离 v1 t ,杆乙移动距离 v2 t

6、 ,回路面积转变 Sx 一 2 t+ 1 t l l 1- 2 t 由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势EB S/ t B l 一2 回路中的 电流i E2 R 杆甲的运动方程 FBl i ma t 0由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反,所以两杆的动量时为 0 等于外力 F 的冲量Ft ml m2联立以上各式解得 1Ft/m 2RF 一 maB 2l 2 2 2Ft m一 2RF 一 maB 2l 2 2 代入数据得移 l8.15 m s,v21.85 m s 练 习名师归纳总结 1、如图 l ,ab 和 cd 是位于水平面内的平行金属轨道,其电阻可忽视不计af 之间连第

7、2 页,共 6 页接一阻值为R的电阻 ef 为一垂直于ab 和 cd 的金属杆,它与ab 和 cd 接触良好并可沿轨道- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 方向无摩擦地滑动ef学习好资料欢迎下载长为 l ,电阻可忽视整个装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直于图中纸面对里,磁感应强度为B,当施外力使杆ef 以速度 v 向右匀速运动时,杆ef 所受的安培力为 A A .vB2lBvBlCvB2lDvBl2RRRR图 2 图 1 2、如图 2 所示 两条水平虚线之间有垂直于纸面对里、宽度为 d、磁感应强度为 B 的匀强磁场质量为 m、电阻为 R 的正方形线圈边长为

8、LLd ,线圈下边缘到磁场上边界的距离为 h将线圈由静止释放,其 下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是 v0 在整个线圈穿过磁场的全过程中 从下边缘进入磁场到上边缘穿出磁场 ,以下说法中正确选项 D A 线圈可能始终做匀速运动B线圈可能先加速后减速C线圈的最小速度肯定是mgRB 2 L2lD线圈的最小速度肯定是2ghd3、如图 3 所示,竖直放置的螺线管与导线abed 构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面对里的变化的匀强磁场,螺线管下方水平面桌面上有一导体圆环导线 abcd 所围区域内磁场的磁感强度按图 1 5 11 中哪一图线所表示的方式随时问变化时,导体圆环将受到向上的磁场力作用 .

9、 A 图 3 A B C D 4、如图 4 所示,磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下,当磁场从零匀称增 大时,金属杆 ab 始终处于静止状态,就金属杆受到的静摩擦力将 D A 逐步增大 B 逐步减小 C 先逐步增大,后逐步减小 D 先逐步减小,后逐步增大图 4 名师归纳总结 5、如下列图,一闭合线圈从高处自由落下,穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区 磁第 3 页,共 6 页场方向与线圈平面垂直 ,线圈的一个边始终与磁场区的边界平行,且保持竖直的状态不变在下落过程中,当线圈先后经过位置I 、时,其加速度的大小分别为a1、a2、 a3 B - - - - - - -精选学习资料 - - - -

10、 - - - - - 学习好资料 欢迎下载Aa1g,a2=g,a3g Balg,a2g,a3g C a 1g,a 2=0,a 3=g Da1g,a3f问： 1CD 运动的最大速度是多少 . 2 当 CD达到最大速度后,电阻 R消耗的电功率是多少 . 3 当 CD的速度是最大速度的 1/3 时, CD的加速度是多少 .解析： 1 以金属棒为讨论对象,当CD受力： F=FA+f 时, CD速度最大,即：FBIdfB2d2v mfv mFfRr1/3 即I1I就 CDRrB2d22CD 棒产生的感应电动势为：EBdvmFfRrBd回路中产生 的感应电流为：IREFfrBd就 R中消耗的电功率为：RPI2RFf2RB2d23 当 CD速度为最大速度的1/3 即v1vm时,CD中的电流为最大值的33棒所受的安培力为：名师归纳总结 FABId1FaffF2Ff第 6 页,共 6 页3 CD 棒的加速度为：FAm3 m- - - - - - -