15.(2011年高考·上海卷)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω,质量
m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求:
![]()
![]()
⑴金属棒在此过程中克服安培力的功W安;
⑵金属棒下滑速度
v=2m/s时的加速度a。
⑶为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下:由动能定理
,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。
14.解析:(1)棒cd受到的安培力
①
棒cd在共点力作用下平衡,则
②
由①②式代入数据解得 I=1A,方向由右手定则可知由d到c。
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd[来源:ZXXK]
对棒ab由共点力平衡有
③
代入数据解得 F=0.2N ④
(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律可知
⑤
设ab棒匀速运动的速度大小为v,则产生的感应电动势 E=Blv ⑥
由闭合电路欧姆定律知
⑦
由运动学公式知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移 x=vt ⑧
力F做的功 W=Fx ⑨
综合上述各式,代入数据解得 W=0.4J
14.(2011年高考·天津理综卷)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s2,问
![]()
![]()
⑴通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
⑵棒ab受到的力F多大?
⑶棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?
13.解析:设某时刻MN和
速度分别为v1、v2。
(1)MN和
动量守恒
:mv1-2mv2=0 求出:
①
(2)当MN和
的加速度为零时,速度最大
对
受力平衡:BIl=2m
g ② ,
③ ,
④
由①②③④得:
、![]()
13.
(2011年高考·海南理综卷)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求
(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。
12.B 解析:从图示位置到左边框运动至O/点,感应电流均匀增大为正;左边框再运动至O O/中点过程,感应电流为正不变;左边框由O O/中点再运动至O过程感应电流先减小后方向增大;以后右边框再运动至O O/中点过程,感应电流为负不变;右边框再运动至O过程感应电流减
小至0,图B正确。
12.(2011年高考·海南理综卷)如图,EOF和E′OF′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,OF ∥F′O′,且EO⊥OF;OO′为∠EOF的角平分析,OO′间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与实践t的关系图线可能正确的是( )
![]()
![]()
![]()
11.AD 解析:本题考查楞次定律、左手定则及能量守恒定律。从磁场分布可看出:左侧向里的磁场从左向右越来越强,右侧向外的磁场从左向右越来越弱。圆环经历这样几个过程:①圆环到达虚线前,垂直圆环向里的磁通量越来越大,由楞次定律可知产生逆时针的感应电流,由左手定则可知,圆环左半部分受到向右的安培力,圆环的右半部分受到向左的安培力,由于右半边的磁场较强,故受到的安培力的合力水平向左;②圆环经过虚线的过程中,向里的磁通量越来越小,向外的磁通量越来越大,产生顺时针电流,圆环左半部分受到向左的安培力,圆环的右半部分也受到向左的安培力,故受到的安培力的合力水平向左;③圆环离开虚线后到达b位置的过程中,向外的磁通量越来越小,产生逆时针电流,圆环左半部分受到向左的安培力,圆环的右半部分受到向右的安培力,由于左半边的磁场较强,故受到的安培力的合力水平向左。综上所述,感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针,A对;安培力方向始终沿着水平反向,D对。
10.B解析:分析棒的受力有mgsinθ-
= ma,可见棒做加速度减小的加速运动,只有在匀变速运动中平均速度才等于初末速度的平均值,A错。设沿斜面下滑的位移为s,则电荷量q =
,解得位移s =
,B正确。根据能量守恒,产生的焦耳热等于棒机械能的减少量,Q = mgssinθ-
。棒受到的最大安培力为
。
1
1.(2011年高考·上海卷)如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中
![]()
![]()
A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B.感应电流方向一直是逆时针
C.安培力方向始终与速度方向相反 D.安培力方向始终沿水平方向
10.(2011年高考·福建理综卷)如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ
角(0 <θ <90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒
接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中
![]()
![]()
A.运动的平均速度大小为
B.下滑位移大小为![]()
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力大小为![]()
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com