11.10电磁感应中双杆切割磁感线问题（解答题一）过关检测-高考物理一轮复习.docx

11.10电磁感应中双杆切割磁感线问题（解答题一） 1．如图，平行光滑金属双导轨P1Q1M1和P2Q2M2，其中P1Q1和P2Q2为r=0.8m的光滑圆轨道，O1和O2为对应圆轨道的圆心，Q1、Q2在O1、O2正下方且为圆轨道和水平轨道的平滑连接点，Q1M1和Q2M2为足够的水平轨道，水平轨道处于竖直向上的匀强磁场中（磁感应强度B=1T），导轨间距L=1m；两导体棒a、b始终垂直于两导轨且与导轨接触良好；a、b的质量均为1kg，电阻均为1Ω，导轨电阻不计。初始时刻，b静止在水平导轨上，a从与圆心等高的P1P2处静止释放，a、b在以后运动的过程中不会发生碰撞（g=10m/s2）。求： (1)导体棒a从Q1Q2进入磁场时，导体棒b的加速度为多少？ (2)导体棒a、b稳定时的速度为多少？ (3)整个过程中，通过导体棒b的电荷量为多少？ 2．如图所示，两根平行光滑金属导轨所在的平面与水平面的夹角为，导轨间距为。两导体棒均垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的定滑轮将棒b与物体c相连，滑轮与棒b之间的细线平行于导轨。整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场（图中未画出）中，磁场的磁感应强度大小为。物体c和棒a、棒b的质量均为，棒a、棒b的电阻均为。将棒a、棒b和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮或地面，棒a、棒b始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，取重力加速度大小。求： (1)刚释放瞬间棒a、棒b的加速度大小； (2)最终棒a中电阻的发热功率。 3．如图所示，两足够长的金属导轨（电阻不计）平行固定，导轨平面的倾角为，虚线ab上方导轨粗糙、下方导轨光滑，导轨间存在磁感应强度大小均为B的匀强磁场，ab上方、ab下方的磁场垂直导轨平面且方向分别向下、向上。导体棒JK、PQ放在导轨上，JK由静止滑下，当JK的速度为零时，PQ恰好处于静止状态，当JK处于稳定状态时，PQ又恰好处于静止状态。已知两导体棒的长度及导轨间距均为L，PQ的质量为m，两导体棒的电阻均为R，重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好。 （1）求PQ与ab上方导轨间的动摩擦因数； （2）求JK的质量M及其最大速度； （3）若JK下滑距离为s时恰好开始处于稳定状态，求该过程中JK产生的焦耳热Q。 4．如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨相距L = 0.5 m，水平导轨上有速度为v = 2 m/s的金属棒ab在水平拉力F作用下向右匀速运动，导轨左侧弯成圆弧，有另一金属棒cd刚好静止在圆弧内侧P位置，半径OP与竖直面的夹角θ = 53°，过O点与水平导轨垂直的竖直面恰好是左右两侧匀强磁场的分界面，从a端（或d端）看的侧视图如图乙所示，右侧磁场B1 = 0.2 T，方向竖直向下，左侧磁场B2 = 0.4 T，方向竖直但未知上下，两金属棒的质量均为m、电阻均为R = 0.05 Ω，金属棒与导轨始终接触良好。水平导轨足够长，g取10 m/s2，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6.求： （1）拉力F的大小； （2）左侧磁场B2的方向和金属棒cd的质量m； （3）ab棒前进20 m过程中cd棒产生的焦耳热。 5．如图所示，两根足够长平行金属导轨相距，倾角，质量为的金属棒和质量为的金属棒放在金属导轨上。虚线上方存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，虚线下方是方向平行于导轨向下的匀强磁场，两处磁感应强度大小均为。棒光滑，棒与导轨间的动摩擦因数，每根金属棒的电阻均为，其余电阻不计。棒从静止开始在沿导轨平面向上的外力的作用下沿导轨以的加速度向上做匀加速运动，同时棒也由静止释放。两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度大小，，。 (1)写出外力与时间的函数关系式； (2)求棒达到最大速度所需的时间； (3)求棒从开始运动到速度再次为零这一过程所经过的时间以及此时棒上升的高度。 6．如图所示，平行光滑金属导轨由竖直圆弧轨道和无限长水平轨道平滑连接，在连接处有宽度很窄的无磁场区域，轨道间存在与轨道垂直的辐向分布磁场，轨道间存在竖直向上的匀强磁场，金属棒a从轨道顶端由静止开始下滑，与静止于区域内的金属棒b发生完全弹性碰撞。已知a棒的质量为m、电阻为r，b棒的质量为m、电阻为2r，圆弧轨道半径为R，导轨的间距都为L，轨道上的磁感应强度大小均为B，金属棒a与b碰前达到最大速度时距轨道顶端的高度为，碰后一直到两棒稳定过程中通过b棒的电量为q。重力加速度为g，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不考虑导轨的电阻与回路的自感，求： （1）金属棒a与b碰前所能达到的最大速度v； （2）金属棒a与b碰前的速度大小v0； （3）金属棒a与b碰前运动过程中，a棒产生的焦耳热Qa。 7．如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行