【全程攻略】江苏省高考物理二轮复习 考前抢分必做终极猜想21 对应用力和能量观点分析电磁感应问题的考查.doc

终极猜想二十一(六十九)对应用力和能量观点分析电磁感应问题的考查(本卷共4小题，满分60分建议时间：30分钟 )命题专家寄语这部分知识的试题往往是高考压轴大题，解决此类问题的基本思路是：分析电路结构，明确内电路和外电路；画出等效电路图；分析受力，列出方程，分析能量转化关系，列出能量守恒方程，把握安培力做功的过程就是电能与其它形式能的转化过程，也就是解题的关键.1如图1所示，光滑足够长导轨倾斜放置，导轨间距为l1 m，导轨平面与水平面夹角为30，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为r2 ，导体棒ab垂直于导轨放置，除灯泡外其它电阻不计两导轨间的匀强磁场的磁感应强度为b0.5 t，方向垂直于导轨所在平面向上将导体棒从静止释放，在导体棒的速度v达到2 m/s的过程中通过灯泡的电量q2 c随着导体棒的下滑，其位移x随时间t的变化关系趋近于x4t2(m)取g10 m/s2，求：图1(1)导体棒的质量m；(2)当导体棒速度为v2 m/s时，灯泡产生的热量q；(3)辨析题：为了提高ab棒下滑过程中小灯泡的最大功率，试通过计算提出两条可行的措施某同学解答如下：小灯泡的最大功率为p(其中vm为下滑的最大速度)，因此提高ab棒下滑过程中小灯泡的最大功率的措施有：增大磁感应强度b、.由此所得结果是否正确？若正确，请写出其他两条可行的措施；若不正确，请说明理由并给出正确的解答2两根光滑的长直金属导轨mn、mn平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，m、m处接有如图2所示的电路，电路中各电阻的阻值均为r，电容器的电容为c.长度也为l、阻值同为r的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为b、方向竖直向下的匀强磁场中ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，求在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为q.图2求：(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.3如图3(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距l0.3 m，导轨左端连接r0.6 的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面b0.6 t的匀强磁场，磁场区域宽d0.2 m细金属棒a1和a2用长为2d0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3 ，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场计算从金属棒a1进入磁场(t0)到a2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻r的电流强度，并在图3(b)中画出图34(2012江苏苏北四市一模，15)如图4甲所示，水平放置足够长的平行金属导轨，左右两端分别接有一个阻值为r的电阻，匀强磁场与导轨平面垂直，质量m0.1 kg、电阻r的金属棒垂直于导轨放置现用一拉力f(0.30.2t)n作用在金属棒上，经过2 s后撤去f，再经过0.55 s金属棒停止运动图乙所示为金属棒的vt图象，g10 m/s2.求：图4(1)金属棒与导轨之间的动摩擦因数；(2)整个过程中金属棒运动的距离；(3)从撤去f到金属棒停止的过程中，每个电阻r上产生的焦耳热参考答案1解析(1)根据x4t2(m)得，最后匀速运动的速度为vm4 m/s匀速运动时，f安mgsin 30即 mgsin 30解得m0.1 kg(2) 通过灯泡的电量qit2 c解得s8 m由动能定理得mgssin 30w安灯泡产生的热量qw安mgssin 303.8 j(3)不正确，式中vm，根据安培力大小等于重力沿斜面的分力，可以求出它与b的平方成反比，所以增大b的同时，最大速度在减小，并不能提高小灯泡的最大功率因为pi2r，所以提高ab棒下滑过程中小灯泡的最大功率，须增大电流i或电阻r匀速运动时，f安bilmgsin ，i， 所以可以减小b、l，或增大m、.答案(1)0.1 kg(2)3.8 j(3)见解析2解析(1)设ab上产生的感应电动势为e，回路中的电流为i，ab运动距离s所用时间为t，三个电阻r与电源串联，总电阻为4r，则eblv由闭合电路欧姆定律有it由焦耳定律有qi2(4r)t由上述方程得v(2)设电容器两极板间的电势差为u，则有uir电容器所带电荷量qcu解得q答案见解析3解析0t1(00.2 s)时间内a1产生的感应电动势eblv0.60.31.0 v0.18 v电阻r与a2并联阻值r并0.2 所以电阻r两端电压ue0.18 v0.072 v通过电阻r的电流i1 a0.12 at1t2(0.20.4 s)时间内e0，i20t2t3(0.40.6 s)时间内同理i20.12 a.规律如下图所示答案见解析4解析(1)在02 s这段时间内，根据牛顿第二定律有fmgma由图可知a1.0 m/s2又因f(0.30.2t)n联立解得0.2，0.2.(2)在02 s这段时间内的位移为x1at2122 m2 m设棒在22.55 s时间内的位移为x2，棒在t时刻，根据牛顿第二定律有mgm在t到tt(t0)时间内mgttmvmgttmvmgtx2mv代入数据得x20.45 m整个过程中金属棒运动的距离xx