【学海导航】高考物理二轮总复习 限时训练(16)新人教版.DOC

限时训练(十六)班级：_姓名：_学号：_图11.(2012山东卷)如图1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，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的速率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()ap2mgvsinbp3mgvsinc当导体棒速度达到时加速度大小为sind在速度达到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图22.(2011江苏卷)如图2所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直阻值为r的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好t0时，将开关s由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度，下列图象正确的是()图33.如图3所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力f作用在a的中点，使其向上运动若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()a变为0 b先减小后不变c等于f d先增大再减小图44.如图4所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于()a棒的机械能增加量 b棒的动能增加量c棒的重力势能增加量 d电阻r上放出的热量图55.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为l，底端接阻值为r的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，如图5所示除电阻r外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()a释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gb金属棒向下运动时，流过电阻r的电流方向为abc金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为fd电阻r上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少图66.如图6所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒mn与框架接触良好磁感应强度分别为b1、b2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒mn，当金属棒进入磁场b1区域后，恰好做匀速运动以下说法中正确的有()a若b2b1，金属棒进入b2区域后将加速下滑b若b2b1，金属棒进入b2区域后仍将保持匀速下滑c若b2b1，金属棒进入b2区域后可能先减速后匀速下滑图77.如图7所示，细绳绕过轻滑轮连接着边长为l的正方形导线框a1和物块a2，线框a1的电阻r，质量为m，物块a2的质量为m(mm)，两匀强磁场区域、的高度也为l，磁感应强度均为b，方向水平且与线框平面垂直线框ab边距磁场边界高度为h.开始时各段绳都处于伸直状态，把它们由静止释放，ab边刚好穿过两磁场的分界线cc进入磁场时线框做匀速运动，不计绳与滑轮间的摩擦求：(1)ab边刚进入时线框a1的速度v1的大小；(2)ab边进入磁场后线框a1的速度v2的大小8.(2011浙江卷)如图8甲所示，在水平面上固定有长为l2m、宽为d1m的金属“u”型导轨，在“u”型导轨右侧l0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在t0时刻，质量为m0.1kg的导体棒以v01m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地磁场的影响(取g10m/s2)图8(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况；(2)计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4s内回路产生的焦耳热9.(2012上海卷)如图9，质量为m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上一电阻不计，质量为m的导体棒pq放置在导轨上，始终与导轨接触良好，pqbc构成矩形棒与导轨间动摩擦因数为，棒左侧有两个固定于水平面的立柱导轨bc段长为l，开始时pq左侧导轨的总电阻为r，右侧导轨单位长度的电阻为r0.以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为b.在t0时，一水平向左的拉力f垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a.(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；(2)经过多长时间拉力f达到最大值，拉力f的最大值为多少？(3)某一过程中回路产生的焦耳热为q，导轨克服摩擦力做功为w，求导轨动能的增加量限时训练(十六)1ac解析：导体棒切割磁感线产生感应电动势eblv，回路中电流i，当第一次匀速运动时有f安mgsin，即mgsin，施加拉力后导体棒向下加速，因为p不变，速度增加的同时，拉力在减小，安培力在增大，当再次匀速运动时fmgsin，结合上式知当再次匀速时fmgsin，所以最终匀速时由pf2v2mgvsin，a对，b错因为回路中产生的焦耳热等于导体棒克服安培力所做的功，而拉力小于安培力，d错当速度为时f合mgsinma，c对2d解析：由图分析可知，电容器放电有电流通过导体棒，棒将向右加速运动，随速度增大，导体切割磁感线产生的电动势随之增大，电流减小，当速度达到某值时，电流为0，做匀速运动，故电容器两端仍存在电压，q不为0，a错；电流逐渐减小，b错；速度先增大后不变，c错；由于电流减小，f安减小，a减小直至为0，d对3.ab解析：a棒所受到合力为fafffmgsinblv，说明a做加速度减小的加速运动，当加速度为0后匀速运动，所以a受安培力先增大后不变如果fff2mgsin，则最大安培力为mgsin，则b所受摩擦力最后为0，a正确如果fff2mgsin，则最大安培力小于mgsin，则b所受摩擦力一直减小最后不变，b正确如果fff2mgsin，则最大安培力大于mgsin，则b所受摩擦力先减小后增大最后不变可以看出b所受摩擦力先变化后不变，cd错误4a解析：棒受重力g、拉力f和安培力f安的作用由动能定理：wfwgw安ek得wfw安ekmgh，即力f做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量5ac解析：根据楞次定律(或右手定则)可以判断，电阻r中的电流方向由ba，b项错误；金属棒速度为v时，导体棒中产生的电动势eblv，回路中电流i，安培力filb，c项正确；在导体棒下落过程中受重力、弹簧弹力和安培力作用，但释放瞬间，弹簧弹力为0，安培力为0，只受重力作用，所以加速度等于重力加速度g，a项正确；根据能量守恒定律，金属棒重力势能的减少量一部分转化为弹簧的弹性势能和金属棒的动能，一部分转化为焦耳热，d项错误6bcd解析：若b2b1，金属棒进入b2区域后，磁场反向，回路电流反向，由左手定则知，安培力并没有反向，大小也没有变，故金属棒进入b2区域后仍将保持匀速下滑，a错，b对；若b2b1，金属棒进入b2区域后可能先减速后匀速下滑，故d也对7解析：(1)由机械能守恒定律得：mghmgh(mm)v，解得v1(2)设线框a1ab边进入磁场时速度为v2，因线框a1上下边产生的感应电动势方向相同，故线框中产生的感应电动势为e2blv2，线框中的电流i，根据左手定则，线框上下边受到的安培力方向都向上，线框受到的安培力f2ibl，设绳对a1、a2的拉力大小为t，则：对a1有tfmg对a2有tmg，由此可解得：v2.8解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有mgmav1v0atxv0tat2导体棒停止运动，即v10并代入数据解得：t1s，x0.5m，导体棒没有进入磁场区域导体棒在1s末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x0.5m(2)前2s磁通量不变，回路电动势和电流分别为e0，i0后2s回路产生的电动势为eld0.1v回路的总长度为5m，因此回路的总电阻为r50.5电流为i0.2a根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向(3)前2s电流为零，后2s有恒定电流，焦耳热为qi2rt0.04j9解析：(1)感应电动势为eblv，导轨做初速为零的匀加速运动，vat，eblat，sat2/2，感应电流的表达式为iblv/r总blat/(r2r0at2/2)blat/(rr0at2)(2)导轨受安培力fabilb2l2at/(rr0at2