层级Ⅲ 运用“一课一题”·掌握解題流程·计算大题“整化零(考题跟踪检测)-【新高考方案】2024高考物理浙江第二次选考专题增分方略

专题跟踪检测（二十四）“电路与电磁感应”计算大题解题研究 1.如图所示，间距L=1m的平行且足够长的导轨由：2.(2023·湖南高考)如图，两根足 倾斜、水平两部分组成，倾斜部分倾角0=37°，在倾： 够长的光滑金属直导轨平行放 斜导轨顶端连接一阻值R=R/: 置，导轨间距为L,两导轨及其 12的定值电阻，质量m=1kg 所构成的平面均与水平面成 的金属杆MN垂直导轨放置 角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁 且始终接触良好，并在整个区 场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为的 域加一垂直于倾斜轨道所在斜面向下，磁感应强度： 金属棒a,b垂直导轨放置，每根金属棒接人导轨之 B=1T的匀强磁场。现让金属杆MV从距水平面： 间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终 高度h=1.2m处由静止释放，金属杆在倾斜导轨： 垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电 上先加速再匀速运动，然后进入水平导轨部分，再： 阻忽略不计，重力加速度为g。 经过位移x=1m速度减为零。已知金属棒与导轨 (1)先保特棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀 间的动摩擦因数以=0.5，导轨与金属杆的电阻不计，： 速运动时的速度大小0： 金属棒在导轨两部分衔接点机械能损失忽略不计，： (2)在(1)问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静 重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°= 止释放，求释放瞬间棒b的加速度大小ao: 0.80。求： (3)在(2)问中，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间 (1)金屈杆匀速运动时的速度大小： 6,两棒恰好达到相同的速度，求速度。的大小，以 (2)金属杆在倾斜导轨运动阶段，通过电阻R的电： 及时间1o内棒a相对于棒b运动的距离△r。 量和电阻R产生的焦耳热： (3)金属杆水平导轨上运动时所受摩擦力的冲量： 大小。 205 3.如图1所示，刚性导体线框由长为L,质量均为m4.(2023·浙江6月选考)某兴趣 的两根竖杆，与长为2的两轻质横杆组成，且 小组设计了一种火箭落停装 导电杆 L≥2！。线框通有恒定电流I,可以绕其中心竖直： 置，简化原理如图所示，它由两 轴转动。以线框中心O为原点，转轴为轴建立直 根竖直导轨，承载火箭装置（简 角坐标系，在y轴上距离O为a处，固定放置一半 化为与火箭绝缘的导电杆 6 径远小于a、面积为S,电阻为R的小圆环，其平面垂： MN)和装置A组成，并形成闭 导 直于y轴。在外力作用下，通电线框绕转轴以角速度： 合回路。装置A能自动调节其 轨 匀速转动，当线框平面与xO上平面重合时为计时零· 输出电压确保回路电流】恒 点，圆环处的磁感应强度的V分量B,与时间的近似： 定，方向如图所示。导轨长度 装置A 关系如图2所示，图中B已知。 远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电 流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零：在导 电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小B =k1(其中k为常量)，方向垂直导轨平面向里：在 B 导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁 场，大小B2=2kI,方向与B相同。火箭无动力下 降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度进入导 轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭 落停。已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间 图1 图2 距d3M,导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持 k12 (1)求0到时间内，流过圆环横截面的电荷量： 良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨 (2)沿y轴正方向看以逆时针为电流正方向，在 电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中， 0一二时间内，求圆环中的电流与时间的关系： (1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L: (2)求回路感应电动势E与运动时间1的关系： (3)求圆环中电流的有效值： (3)求装置A输出电压U与运动时间1的关系和 (4)当撤去外力，线框将缓慢减速，经π时间角速度减： 输出的能量W: (4)若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出 小量为(<1小设线框与圆环的能量转换效率 装置A可回收能量的来源和大小。 为k,求△w的值[当0<x《1,有(1一x)≈1一2x]。 206=子，故A正确：机奉工作电压由输入电压和线图臣：2解析：林。在造动进程中所全定力活针而的分力和安培力和 4=110 等时做匀追运动，由法拉第电磁感应定律可得E一BL·由闭合 数决定，不由高铁机丰运行功单决定，若高铁机车运行功单增 电路歌姆定律及安培力公式可得I 大，根据P■UI,可知电流将会增大，牵引变电所至机车间的热 2求，F=BIL,由棒a受力平 规耗功率△P■尸R,也会随之增大，故B错误，C正确：根据功率 秀可得mgsn9=Bl,联立解得=2 ngRsin 0 关系可得P=90%U1.其中U=25kV=25000V,则电流为I=