高三物理一輪復(fù)習 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用(二)(動力學(xué)和能量)練習案

1、2014屆高三物理一輪復(fù)習 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用（二）（動力學(xué)和能量）練習案1(2012·山東高考)如圖947所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運動。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g。下列選項正確的是()圖947AP2mgvsin BP3mgvsin C當導(dǎo)體棒速度達到時加速度大小為sin D. 在速度達到2v以

2、后勻速運動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功解析：選AC當導(dǎo)體棒第一次勻速運動時，沿導(dǎo)軌方向：mgsin ；當導(dǎo)體棒第二次達到最大速度時，沿導(dǎo)軌方向：Fmgsin ，即Fmgsin ，此時拉力F的功率PF×2v2mgvsin ，選項A正確，B錯誤；當導(dǎo)體棒的速度達到v/2時，沿導(dǎo)軌方向：mgsin ma，解得agsin ，選項C正確；導(dǎo)體棒的速度達到2v以后，拉力與重力的合力做功全部轉(zhuǎn)化為R上產(chǎn)生的焦耳熱，選項D錯誤。2.如圖948，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(0<<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場

3、垂直，導(dǎo)軌電阻不計。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，當流過ab棒某一橫截面的電量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中()圖948A運動的平均速度大小為vB下滑的位移大小為C產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD受到的最大安培力大小為解析：選BD由EBLv、I、F安BIL可得導(dǎo)體棒的速度為v時的安培力為，D對；對導(dǎo)體棒受力分析如圖甲所示，據(jù)牛頓運動定律判斷可得導(dǎo)體棒的運動情況如圖乙所示，由圖乙可知導(dǎo)體棒這一過程的平均速度大于v，A錯；由法拉第電磁感應(yīng)定律得到導(dǎo)體棒這一過程通過的電量q，因此導(dǎo)體棒下滑的位移x，B對；由能量關(guān)系可得這一過

4、程產(chǎn)生的焦耳熱Qmgsinmv2，C錯，故選BD。3(2010·安徽高考)如圖949所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈和，分別用相同材料、不同粗細的導(dǎo)線繞制(為細導(dǎo)線)。兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落，再進入磁場，最后落到地面。運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。設(shè)線圈、落地時的速度大小分別為v1、v2，在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2，不計空氣阻力，則()圖949Av1<v2，Q1<Q2Bv1v2，Q1Q2Cv1<v2，Q1>Q2 Dv1v2，Q1<

5、;Q2解析：選D由于從同一高度下落，到達磁場邊界時具有相同的速度v，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流同時受到磁場的安培力F，又R(為材料的電阻率，L為線圈的邊長，S為單匝導(dǎo)線橫截面積)，所以安培力F，此時加速度ag且m0S·4L(0為材料的密度)所以加速度ag是定值，故線圈和同步運動，落地速度相等，v1v2。由能量守恒可得Qmg(hH)mv2(H是磁場區(qū)域的高度)，為細導(dǎo)線，質(zhì)量m小，產(chǎn)生的熱量小，所示Q1Q2，故選項D正確。4.如圖9410所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S1.15 m，兩導(dǎo)軌間距L0.75 m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R1.5 的電阻，磁感應(yīng)強度

6、B0.8 T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r0.5 ，質(zhì)量m0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr0.1 J。(取g10 m/s2)求：圖9410(1)金屬棒在此過程中克服安培力做的功W安；(2)金屬棒下滑速度v2 m/s時的加速度a；(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學(xué)解答如下：由動能定理W重W安mv。由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答。解析：(1)下滑過程中克服安培力做的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于R3r，因此QR3Qr0.3 JW安QQRQr0.4 J(2)金屬棒下滑時受重力和安培力F安BILv，由牛頓第二定律mgsin 30°vma，agsin 30°v10×m/s23.2 m/s2。(3)此解法正確。金屬棒下滑時受重力和安培力作用，其運動滿足mgsin 30°vma。上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運動。無論最終是否達到勻速，當棒到達斜面底端時速度一定為