2014届高三物理一轮复习 电磁感应定律的综合应用（二）（动力学和能量）练习案

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1、2014届高三物理一轮复习电磁感应定律的综合应用（二）（动力学和能量）练习案1．(2012·山东高考)如图9－4－7所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是(　　)图9－4－7A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθC．当导体棒速度达到时加速度大小为sinθD.在

2、速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：选AC　当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向：mgsinθ＝；当导体棒第二次达到最大速度时，沿导轨方向：F＋mgsinθ＝，即F＝mgsinθ，此时拉力F的功率P＝F×2v＝2mgvsinθ，选项A正确，B错误；当导体棒的速度达到v/2时，沿导轨方向：mgsinθ－＝ma，解得a＝gsinθ，选项C正确；导体棒的速度达到2v以后，拉力与重力的合力做功全部转化为R上产生的焦耳热，选项D错误。2.如图9－4－8，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

3、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(　　)图9－4－8A．运动的平均速度大小为vB．下滑的位移大小为C．产生的焦耳热为qBLvD．受到的最大安培力大小为解析：选BD　由E＝BLv、I＝、F安＝BIL可得导体棒的速度为v时的安培力为，D对；对导体棒受力分析如图甲所示，据牛顿运动定律判断可得导体棒的运动情况如图乙所示，由图乙可知导体棒这一过程的平均速度大于v，A错；由法拉第电磁感应定律得到导体棒这一过程通过的电量q＝，因此导体棒下

4、滑的位移x＝，B对；由能量关系可得这一过程产生的焦耳热Q＝mgsinθ－mv2，C错，故选BD。3．(2010·安徽高考)如图9－4－9所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2，不计空气阻力，则(　　)图9－4－9A．v1

5、1＝Q2C．v1Q2D．v1＝v2，Q1

6、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：图9－4－10(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安；(2)金属棒下滑速度v＝2m/s时的加速度a；(3)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W重－W安＝mv……。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。解析：(1)下滑过程中克服安培力做

7、的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于R＝3r，因此QR＝3Qr＝0.3JW安＝Q＝QR＋Qr＝0.4J(2)金属棒下滑时受重力和安培力F安＝BIL＝v，由牛顿第二定律mgsin30°－v＝ma，a＝gsin30°－v＝[10×－]m/s2＝3.2m/s2。(3)此解法正确。金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足mgsin30°－v＝ma。上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是