人教版高考总复习一轮物理精品课件 第11单元 电磁感应 素养练18电磁感应中的导体棒+导轨问题(科学思维).ppt

素养练18电磁感应中的导体棒+导轨问题(科学思维)

1234561.(2023浙江十校联考)如图所示,一足够长的竖直放置的圆柱形磁体,产生一个中心辐射的磁场(磁场水平向外)。一个与磁体同轴的圆形金属环,质量为m=0.2kg,单位长度的电阻为0.1πΩ/m,半径r=0.1m(稍大于圆柱形磁体的半径)。金属环由静止开始下落,环面始终水平,金属环切割处的磁感应强度大小均为B=0.5T,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。则()A.金属环下落过程的最大速度为0.4m/sB.金属环下落过程中,电流始终为逆时针方向(从上往下看)C.若下落时间为2s时金属环已经达到最大速度,则这个过程通过金属环截面的电荷量为32CD.若下落高度为3m时金属环已经达到最大速度,则这个过程金属环产生的热量为4.4JD

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1234562.(多选)(2023浙江高三联考)光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连,bc段与de段平行,尺寸如图所示。轨道之间存在着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。初始时质量为m的杆放置在b、d两点上,除电阻R外,杆和轨道电阻均不计。杆与导轨始终接触良好,与导轨bc段垂直。用水平外力将杆以初速度v0向左拉动,运动过程中电阻R消耗的电功率不变,在杆向左运动位移L时,下列说法正确的是()BD

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1234563.(多选)如图所示,光滑平行的金属导轨由半径为r的四分之一圆弧金属轨道MN和MN与足够长的水平金属轨道NP和NP连接组成,轨道间距为L,电阻不计;电阻为R、质量为m、长度为L的金属棒cd锁定在水平轨道上距离NN足够远的位置,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现在外力作用下,使电阻为R、质量为m、长度为L的金属棒ab从轨道最高端MM位置开始,以大小为v0的速度沿圆弧轨道做匀速圆周运动,金属棒ab始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为g,下列说法正确的是()

123456答案AD

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1234564.(多选)(2023浙江温州期中)如图所示,足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上,左侧轨道间距为2d,右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、接入电路有效电阻为2R的金属棒静止在左侧轨道上,质量为m、接入电路有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0,经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触,导轨电阻忽略不计,金属棒a始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是()

123456答案BD

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1234565.(2023浙江温州第二次适应考)如图所示,间距为d、折成直角的QFG和PEH金属导轨水平部分QF、PE足够长,竖直部分FG、EH底端接有电动势为E的电源和开关K,M、N两点间接有电容为C的电容器。倾角为θ的倾斜金属轨道TD、SC,间距也为d,S、T两点间接有自感系数为L的电感线圈。水平轨道和倾斜轨道用长度为l的水平粗糙绝缘材料平滑连接。整个空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。闭合开关K,电容器充电完毕后断开开关,并将质量为m、长度为d的金属杆ab从倾斜轨道上某一位置由静止释放,下滑过程中流过ab的电流大小为(x为金属杆沿斜轨道下滑的距离)。ab到达倾斜轨道底端CD处时加速度恰好为0,通过粗糙绝缘材料到达PQ处时速度为v0。已知m=0.3kg,d=0.5m,θ=30°,E=1.0V,C=1.2F。L=0.1H,B=1.0T,v0=1.0m/s,l=0.6m。不计除绝缘材料外的一切摩擦与空气阻力,不计电感线圈、ab及导轨的电阻。ab始终与导轨垂直且接触良好。求:(力F与位移x共线时,可以用F-x图像下的“面积”代表力F所做的功)

123456(1)电容器充电完毕所带的电荷量Q;(2)ab释放处距水平轨道的高度h;(3)ab从EF处飞出时的速度v;(4)ab与粗糙绝缘材料的动摩擦因数μ。

123456答案(1)1.2C(2)0.4m(3)1.5m/s(4)0.25解析(1)根据题意可知q=CE=1.2C。(2)ab到达倾斜轨道底端CD处时加速度恰好为0,则mgsinθ=BIdcosθab释放处距水平轨道的高度h=xsinθ=0.4m。(3)ab从PQ到EF过程中,由动量定理得解得v=1.5m/s。

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1234566.如图所示,粗糙水平导轨MPPM和光滑水平导轨PNNP在PP处平滑连接,但彼此绝缘,导轨间距均为d,电阻均忽略不计;导轨右端NN之间连接直流电阻不计的线圈,