微点突破(21) 电磁感应中的动力学、能量问题-【一书三用】2024年高考物理寒假作业高三复习用书(江苏专版)

新高考方案系列丛书一书三用物理 微点突破（二十一） 电磁感应中的动力学、能量问题 精研一题 : [解题关键] [典例]如图1所示，相距为L的光滑平行金 分析L的特点和意义，钻合情景选择物 属导轨与水平面的夹角为α，导轨一部分处在垂直 切入点 理规律。 导轨平面的匀强磁场中，（○）为磁场边界，磁感应强 在L一3L段，不再受安培力作用，电阻R上 度为B,导轨右端接有定值电阻R,导轨电阻忽略不 隐藏点 也没有电热产生 计。在距O)为L处垂直导轨放置一质量为m、电 阻不计的金属杆ab. 障碍，点在第(3)问中，F的方向分析 /(m·s 深得一法 1.电磁感应中的能量转化 安挤力 广做正功：电能替化机械能，如电劲机 3L x/m 做功 图1 图2 假负功：机板能#华电能息蕴焦可热或其他形式 做功的能量，如发电机 (1)若ab杆在平行于斜面的恒力作用下由静止 开始沿斜面向上运动，其速度平方一位移关系图像 2.求解焦耳热Q的三种方法 (1)焦耳定律：Q=PRt,适用于电流、电阻不变。 如图2所示，图中1和吃为已知。则在发生3L位： 移的过程中，电阻R上产生的电热Q1是多少？ (2)功能关系：Q=W克服安培力，电流变或不变都适用。 (2)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度是多少？ (3)能量转化：Q一△E其他能的减少量，电流变或不变都 (3)若磁感应强度B=B,十k1(k为大于0的常 适用。 数)，要使金属杆αb始终静止在导轨上的初始位置， 全取一类 试分析求出施加在ab杆的平行于斜面的外力。 1.虚线上方存在垂直纸面向外 ד求×× 的匀强磁场，PQ下方存在竖直 向上的匀强磁场，两处磁场磁 感应强度大小均为B,足够长 的等间距金属导轨竖直放置， 导轨电阻不计。两根金属棒水 平地靠在金属导轨上，其中金属棒ab、cd质量均 为m,长均为L,电阻均为R,与导轨之间的动摩 擦因数均为：。同时由静止释放两棒，d棒进入 PQ下方区域立即做加速度大小为a的匀加速运 动。已知运动过程中棒与导轨接触良好，重力加 速度为g,则 () A.ah、cd在PQ上方区域运动时，做加速度减小的 加速运动 B.cd棒静止释放的位置距离PQ的距离为 (mg-ma)2R2 gBo'Lu2 C,cd棒进入PQ下方区域运动时，不受安培力 D.ab、cd在PQ下方区域运动时，两者的距离会越 来越大 84○ 第二部分加练重点·补短板 2如图，两根间距为L的固定平行光滑金属导轨：立即释放金属棒Q,取重力加速度为5，整个运动 MCN和PDQ,水平部分MC、PD与倾斜部分：过程中导体棒与导轨接触良好，下列说法正确的是 CN、DQ分别在C,D平滑连接，倾斜导轨与水平 () 面夹角为。水平导轨和倾斜导轨间分别存在宽 度均为d、磁感应强度大小均为B的磁场区域I和： Ⅱ，区域I磁场方向竖直向上，区域Ⅱ磁场方向垂 金屈棒P(Q) 直平面CVQD向下。两根质量均为m、电阻分别： 为2R和3R的金属棒a,b与导轨垂直放置，b棒置 A.释放金属棒Q之前，金属棒P的运动时间为 于水平导轨C、D处。a棒以速度o进人磁场区域 mR B2L2.x 【,从隘场1穿出时的速度大小为学，与6棒发生 B2L22mgRsin 0 B.释放金属棒Q之前，金属棒P上产生的热量为 弹性碰撞。b棒从C、D处沿倾斜轨道穿过磁场区 mgrsin 2mg2R2 sin20 域Ⅱ并返回C,D处时，速度大小为名，所用时间为 BL C.最终两金属棒之间的距离保持不变 。两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电： D.最终两金属棒之间的距离越来越大 阻不计。则 () 4.如图所示，足够长的光滑倾斜导电轨道与水平面 夹角为30°，上端用阻值为R的电阻连接，下端断 开，EF以上轨道平面无磁场，EF以下存在垂直于 轨道平面向上的匀强磁场B。两根一样的导体棒 AB、CD质量均为m,电阻为R,用绝缘轻杆连接。 将两导体棒从EF上方导轨处由静止释放，经过t A.a棒在磁场中向右运动过程与b棒在磁场中向： 时间CD边进入磁场，CD边刚进人磁场时的瞬时 上运动过程，回路中感应电流方向相反 加速度为零，再经过1时间AB边进人磁场，运动 B.a棒第一次穿过磁场区域I的过程中，金属棒b: 过程中AB,CD始终与轨道接触良好且垂直于轨 上产生的焦耳热为行mw 道，导电轨道的电阻忽略不计，重力加速度为g,则 () C.b棒从开始运动到返回C、D处所用时间t: D 6gsin 0 E/#Be D.最终a棒停在磁场区域I中距区域I右边界 30工 d处 30 A.AB边刚进人磁场的瞬间，流经AB的电流方向 3.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置， 和电势差UB的正负均发生变化 轨道间距为L,与水平面的夹角均为0，电阻不计。 两根相同的金属棒P、Q垂直导轨放置在同一位：