新安职高2014对口升学物理一轮复习试题：电磁感应中的动力学和能量问题02

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1、新安职高2014对口升学物理一轮复习试题：电磁感应中的动力学和能量问题02►题组1电磁感应中的动力学问题1．如图1(a)所示为磁悬浮列车模型，质量M＝1kg的绝缘板底座静止在动摩擦因数μ1＝0.1的粗糙水平地面上．位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源，其质量m＝1kg，边长为1m，电阻为Ω，与绝缘板间的动摩擦因数μ2＝0.4.OO′为AD、BC的中线．在金属框内有可随金属框同步移动的磁场，OO′CD区域内磁场如图(b)所示，CD恰在磁场边缘以外；OO′BA区域内磁场如图(c)所示，AB恰在磁场边缘以内(g＝10m/s2)．若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静

2、摩擦力等于滑动摩擦力，则金属框从静止释放后(　　)图1A．若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为3m/s2B．若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为7m/s2C．若金属框不固定，金属框的加速度为4m/s2，绝缘板仍静止D．若金属框不固定，金属框的加速度为4m/s2，绝缘板的加速度为2m/s2答案　AD解析　若金属框固定在绝缘板上，由题意得E＝·SABCD＝1××1×1V＝0.5V，I＝＝8A，FAB＝B2IL＝8N，取绝缘板和金属框整体进行受力分析，由牛顿第二定律：FAB－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a，解得a＝3m/s2，A对，B错；若金属框不固定，对金属框进

3、行受力分析，假设其相对绝缘板滑动，Ff1＝μ2mg＝0.4×1×10N＝4N

4、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：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q＝0.1J的热量，力F做的功W是多少？答案　(1)1A　方向由d至c　(2)0.2N　(3)0.4J解析　(1)棒cd受到的安培力Fcd＝IlB棒cd在共点力作用下受力平衡，则Fcd＝mgsin30°代入数据解得I＝1A根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等Fab＝Fcd对棒ab，由受力

5、平衡知F＝mgsin30°＋IlB代入数据解得F＝0.2N(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1J的热量，由焦耳定律知Q＝I2Rt设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势E＝Blv由闭合电路欧姆定律知I＝由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移s＝vt力F做的功W＝Fs综合上述各式，代入数据解得W＝0.4J3.如图3所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻．一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆图3施加一个大小为F、方向平行

6、于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff.(2)杆ab中通过的电流及其方向．(3)导轨左端所接电阻的阻值R.答案　(1)F－　(2)，方向由a流向b　(3)－r解析　(1)杆ab进入磁场前做匀加速运动，有F－Ff＝mav2＝2ad解得导轨对杆的阻力Ff＝F－(2)杆ab进入磁场后做匀速运动，有F＝Ff＋F安杆ab所受的安培力F安＝IBl解得杆ab中通过的电流I＝由右手定则判断杆中的电流方向自a流向b(3)杆运动过程中产生的感应电动势

7、E＝Blv杆中的感应电流I＝解得导轨左端所接电阻阻值R＝－r►题组2　电磁感应中的能量问题4.如图4所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一定值电阻R，质量为m，电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中(　　)图4A．导体棒的最大速度为B．通过电阻R的电荷量为C．导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D．重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量答案　BD解析　金属棒由静止释放后，当a＝0时，速