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2021年高考物理100考点必威体育精装版模拟题千题精练(选修3-2)
第四部分电磁感应
专题4.33电磁感应与动量综合问题(能力篇)
二.计算题
1.(2020年4月浙江稽阳联考)(10分)如图所示,在水平面内有两根间距为l的金属导轨平行放置,导轨
末端通过一小段塑料接口与足够长的倾斜平行金属导轨平滑连接,倾角为θ。在区域Ⅰ,Ⅲ和Ⅳ中,存
在垂直于导轨向上的匀强磁场,磁感应强度分别为B,B和B;区域Ⅱ中导轨粗糙,宽度为d。其余部
123
分均光滑。磁场边界AA′上放置金属棒a,磁场边界CC′右侧附近静止放置金属棒b,倾斜导轨足够远处
连接有电感为L的电感线圈。现让金属棒a以初速度v进入磁场,发现它最终刚好停在了CC′(边界左
0
侧),而金属棒b恰能滑入倾斜轨道。已知金属棒a与轨道粗糙部分的动摩擦因数为µ,金属棒a的电阻
为R,其余电阻均不计,金属棒a、b的质量均为m,重力加速度取g,求:
(1)在金属棒a刚进入磁场瞬间,金属棒b的加速度;
(2)金属棒a在离开区域Ⅰ后产生的焦耳热Q;
ΔI
(3)金属棒b能沿倾斜导轨向下滑行的最大距离x。(已知自感线圈的自感动势E=L)
m自Δt
A′B′C′D′
aB1bB2B3
IIIIII
ABdCD
IV
θ
E
【解题思路】(1)a棒进入磁场瞬间,产生电动势和电流:E=Blv,I
00R
22
2Blv
所以棒b受到的安培力:FIl2B00(1分)
安0R
22
2Blv
0
由牛顿第二定律得:Fma(1分)得:a
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