物理尖子生辅导材料(9周).docVIP

高二物理尖子生辅导材料（电磁感应—-电量冲量问题） 1、光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接有一电容为C的电容器，现给棒一个初速度v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示,求金属棒从开始运动到达到稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量。 2、如图所示，宽度L=1.0m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，以M为坐标原点，MN方向为x轴正方向建立坐标系，x、y轴与虚线所包围的有界匀强磁场磁感应强度大小B=0.5T，方向竖直向下．现将质量m=0.1kg的金属棒ab放在框架上，与y轴重合，受到F=0.7N的力作用后，由静止沿x轴方向运动，经0.5s通过AB，接着一直做a=2m/s2的匀加速直线运动．PM段电阻为1Ω，其他部分电阻不计。求 (1)金属棒ab在通过AB后0.5m的过程中，框架中产生的焦耳热； (2)金属棒ab在通过AB后0.4s时，切割磁感线产生的电动势； (3)金属棒ab在刚开始运动的0.5s内，回路中流过的电量。 3、如图所示，导体棒ab质量为0.10kg，用绝缘细线悬挂后，恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触，导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。将ab棒向右拉起0.80m高，无初速释放，当ab棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间，cd棒获得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次经过平衡位置的过程中，通过cd棒的电荷量为1C。空气阻力不计，重力加速度g (1)ab棒向左摆起的最大高度； (2)匀强磁场的磁感应强度； (3)此过程中回路产生的焦耳热。 1、当金属棒ab做切割磁力线运动时，要产生感应电动势，这样，电容器C将被充电，ab棒中有充电电流存在，ab棒受到安培力的作用而减速，当ab棒以稳定速度v匀速运动时，有：BLv=UC= 而对导体棒ab利用动量定理可得： -BL=mv-mv0 由上述二式可求得： 2、 (1)金属棒在匀加速的过程中，由牛顿第二定律得： F-F安=ma 求得F安=0.5N WA=-F安x=-0.25J Q=-W安=0.25J (2)令金属棒到达AB时的瞬时速度为v1,0.4s时棒的速度为v2，在金属棒运动到AB时，由牛顿运动定律得： F-FA=ma 3、（1）设ab棒下落到最低点时速度为 v1，由机械能守恒有：m1gh1=…① m/s=4m/s设ab棒向左摆动的最大高度为h2 ，ab棒与导轨接触时与cd棒组成的系统，在水平方向动量守恒，定水平向左为正方向② =3m/s ③ 再由机械能守恒 ④ =0.45m （2） 设匀强磁场的磁感应强度为B，cd棒通电时间为，对cd棒由动量定理有 ⑤ ⑥ （3）设产生的焦耳热为Q，由能量守恒可知： ⑦ Q=0.325J