第2章 专题探究6 电磁感应中的动力学问题-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册经纶学典【学霸题中题】人教版(江苏专用)

专题探究六电磁感应中的动力学问题 题型1线框问题 D.1~3s内铜环受到的摩擦力先逐渐增大后 1.如图所示是磁悬浮列车运行原理模型，两根 逐渐减小 平行绝缘直导轨间距为L,宽度相同的磁场磁 3.（2022·四川内江质检)如图所示，光滑矩形 感应强度大小B,=B2=B,方向相反，并且以 斜面ABCD的倾角0=30°，在其上放置一矩形 速度v同时沿直导轨向右匀速运动.导轨上金 金属线框abcd,ab的边长l,=1m,bc的边长 属框ab边长为L,ab边长与磁场宽度相同，电 l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R= 阻为R,运动时受到的阻力为F,则金属框运 0.12,线框通过细线绕过定滑轮与重物相 动的最大速度表达式为 连，细线与斜面平行且靠近；重物质量 M=2kg,离地面的高度为H=4.8m;斜面 上efgh区域是有界匀强磁场，方向垂直于斜 ××·· 面向上；已知AB到ef的距离为s1=4.2m,ef .××x··×××.。 到gh的距离s2=0.6m,gh到CD的距离 B2Lv-FR 2B2Lv-FR 为s3=3.8m,取g=10m/s2;现让线框从静止 A.vm= 2B2L2 B.m= 2B2L2 开始运动（开始时刻，cd与AB边重合），发现 4B2Lv-FR 2B2Lv+FR 线框匀速穿过匀强磁场区域，求： C.Vm= 4B2L2 D.vm= 2B2L2 (1)线框进入磁场时的速度； 2.(2022·浙江温州期末)如图甲所示，直径为 (2)egh区域内匀强磁场的磁感应强度B: (3)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳 0.4m、电阻为0.12的闭合铜环静止在粗糙 斜面上，CD为铜环的对称轴，CD以下部分的 热Q; (4)线框从开始运动到ab边与CD边重合需 铜环处于磁感应强度大小为B、方向垂直斜面 经历多长时间？ 且磁感线均匀分布的磁场中，若取向上为磁 场的正方向，B随时间t变化的图像如图乙所 示，铜环始终保持静止，取π=3，则（ 06038 4.2 tB/T T1=4.8m 0.2 >h 1=-30 八1/234s 19-- -0.2 A.t=2s时铜环中没有感应电流 B.t=1.5s时铜环中有沿逆时针方向的感应 电流（从上向下看） C.t=3.5s时铜环将受到大小为4.8×10-3N、 沿斜面向下的安培力 选择性必修第二册学霸066 题型2单杆问题 4.如图所示，U形光滑金属导轨与水平面成37°6.如图所示，竖直平面内有一宽L=1、足够长 角倾斜放置，现将一金属杆垂直放置在导轨 的光滑矩形金属导轨，电阻不计.在导轨的上、 上且与两导轨接触良好，在与金属杆垂直且 下边分别接有电阻R,=32和R2=62, 沿着导轨向上的外力F的作用下，金属杆从 在MN上方及CD下方有垂直于纸面向里的 静止开始做匀加速直线运动整个装置处于垂 匀强磁场I和Ⅱ，磁感应强度大小均为B= 直导轨平面向上的匀强磁场中，外力F的最 1T,现有质量m=0.2kg、接入电路的电阻r= 小值为8N,经过2s金属杆运动到导轨最上 12的导体棒ab,在金属导轨上从MW上方 端并离开导轨.已知U形金属导轨两轨道之 某处由静止下落，下落过程中导体棒始终保持 间的距离为1m,导轨电阻可忽略不计，金属 水平且与金属导轨接触良好，当导体棒ab下 杆的质量为1kg、电阻为12，磁感应强度大 落到快要接近MN时的速度大小为v,=3m/s, 小为1T,重力加速度g=10m/s2,sin37°= 不计空气阻力，g取10m/s2 0.6,cos37°=0.8.下列说法错误的是( (1)求导体棒ab快要接近MN时的加速度 A.从上往下看感应电流的 大小； 方向为顺时针 (2)若导体棒αb进入磁场Ⅱ后，棒中的电流 B.拉力F随时间t均匀 大小始终保持不变，求磁场I和Ⅱ之间的 增加 <137 距离h; C.金属杆运动的加速度大小为8m/s2 (3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，使导体 D.拉力F的最大值等于12N 棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小变为v2= 5.如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m,电 9m/s,要使棒在外力F作用下做a= 阻忽略不计，导体杆ab质量是0.2kg,电阻是 3m/s2的匀加速直线运动，求所加外力F 0.12,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向 随时间t变化的关系式。 垂直框架向上，现用1N的外力F由静止拉 动ab杆，当ab的速度达到1m/s时，求： (1)此时刻ab杆产生的感应电动势的大小： (2)此时刻ab杆的加速度的大小： (3)ab杆所能达到的最大速度是多少？ E (4)请分别画出ab杆的a-t图像以及v-t R2 图像 第二章学霸067 题型3双杆问题 平轨道的高度为h.已知重力加速度为g,不考 7.如图，光滑平行导 虑导体棒P与导轨间的摩擦