2007-2011年高考物理计算题(导体棒在匀强磁场中的运动)

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

4.(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75 m, 导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀 强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接 触良好, 从轨道上端ab处由静止开始下滑 至底端, 在此过程中金属棒产生的焦耳热 Qr 0.1J 。(取 g 10m / s 2 )求: (1)金属棒在此过程中克服安培力的功
2. (15 分)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为 L, 一理想电 流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为 m、有效电阻为 R 的 导体棒在距磁场上边界 h 处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐 渐减小,最终稳定为 I。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持 水平,不计导轨的电阻。求: (1) 磁感应强度的大小 B; (2) 电流稳定后, 导体棒运动速度的大小 v; (3) 流经电流表电流的最大值 I m
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
(1)求线框中产生的感应电动势大小; (2)求 cd 两点间的电势差大小; (3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度 h 所应满足的条件。
(20 分) 5、 用密度为 d、电阻率为 、横截面积为 A 的薄金属条制成边长为 L 的闭合正 方形框 abba 。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方 向平行。 设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框 的 aa 边和 bb 边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为 B。方框从静止开始释 放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力) 。 (1)求方框下落的最大速度 vm(设磁场区域在数值方向足够长) ; g (2)当方框下落的加速度为 时,求方框的发热功率 P; 2 (3)已知方框下落时间为 t 时,下落高度为 h,其速度为 vt(vt<vm) 。若在 同一时间 t 内,方框内产生的热与一恒定电流 I0 在该框内产生的热相同,求恒定 电流 I0 的表达式。
W安 ;
(2)金属棒下滑速度 v 2m / s 时的加速度 a. (3)为求金属棒下滑的最大速度 vm ,有同学解答如下:由动能定理
1 W重 -W安 = mvm 2 ,……。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小 2 题;若不正确,给出正确的解答。
5.(16 分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框 abcd,每边长为 L,总电阻为 R, 总质量为 m。将其置于磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处,如图所示。线 框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且 cd 边始终与水平的磁场边 界平行。当 cd 边刚进入磁场时,
9.(14 分)如图,宽度 L=0.5m 的光滑金属框架 MNPQ 固定板个与水平面内,并 处在磁感应强度大小 B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀 分布,将质量 m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒 ab 放置在框架上,并且框架接触 良好,以 P 为坐标原点,PQ 方向为 x 轴正方向建立坐标,金属棒从 x0 1m 处以
2007-2011 年高考物理真题
----------导体棒在匀强磁场中的运动 1.(18 分)两根光滑的长直金属导轨 MN、M′N′平行置于同一水平面内, 导轨间距为 l,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻 值均为 R,电容器的电容为 C。长度也为 l、阻值同为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨 放置,导轨处于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用 下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在 ab 运动距离为 s 的过程中,整个回 路中产生的焦耳热为 Q。求 (1)ab 运动速度 v 的大小; (2)电容器所带的电荷量 q。
3. (15 分) ( 注意:在试题卷上作答无效 ) . ............ . 如图,两根足够长的金属导轨 ab、cd 竖直放置,导轨间距离为 L,电 阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个 系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 m、电阻可以忽略的金属棒 MN 从图示位置 由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水 平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯 泡保持正常发光。重力加速度为 g。求: (1)磁感应强度的大小: (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
(14 分)如图所示,竖直平面内有一半径为 r、内阻为 R1、粗细均匀的光滑 24. 半圆形金属环,在 M、N 处与相距为 2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、NF 相接,EF 之间接有电阻 R2,已知 R1=12R,R2=4R。在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场 I 和 II,磁感应强度大 小均为 B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab,从半圆环的 最高点 A 处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平, 与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行轨道足够长。已知导 体棒 ab 下落 r/2 时的速度大小为 v1,下落到 MN 处的速度大小 为 v2。 (1)求导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时的加速度大小。 (2)若导体棒 ab 进入磁场 II 后棒中电流大小始终不变, 求磁场 I 和 II 之间的距离 h 和 R2 上的电功率 P2。 (3)若将磁场 II 的 CD 边界略微下移,导体棒 ab 刚进入磁场 II 时速度大小 为 v3,要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动,加速度大小为 a,求所加外力 F 随时间变化的关系式。
(13 分)如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为 L、 6. 导轨左端接有阻值为 R 的电阻,质量为 m 的导体棒垂直跨接在导轨上。导 轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存 在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为 B。开始时,导体棒静止于 磁场区域的右端, 当磁场以速度 v1 匀速向右移动时, 导体棒随之开始运动, 同时受到水平向左、大小为 f 的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导 体棒仍处于磁场区域内。 (1)求导体棒所达到的恒定速度 v2; (2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少? (3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消 耗的电功率各为多大? (4) 若 t=0 时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动, 经过较短时间 后, 导体棒也做匀加速直线运动, 其 v-t 关系如图 (b) 所示,已知在时刻 t 导体棋睥瞬时速度大小为 vt,求 R m v1 导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。
B L (a)
v wk.baidu.comt
O
t
t
7.(18 分)如图所示,质量 m1=0.1kg,电阻 R1=0.3Ω,长度 l=0.4m 的导体棒 ab 横放在 U 型金属框架上。框架质量 m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间 的动摩擦因数μ=0.2,相距 0.4m 的 MM’、NN’相互平行,电阻不计且足够长。 电阻 R2=0.1Ω的 MN 垂直于 MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感 应强度 B=0.5T。 垂直于 ab 施加 F=2N 的水平恒力, ab 从静止开始无摩擦地运动, 始终与 MM’、NN’保持良好接触,当 ab 运动到某处时,框架开始运动。设框架 与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取 10m/s2. (1)求框架开始运动时 ab 速度 v 的大小; (2)从 ab 开始运动到框架开始运动的过程中,MN 上产生的热量 Q=0.1J,求该 过程 ab 位移 x 的大小。
v0 2m / s 的初速度,沿 x 轴负方向做 a 2m / s 2 的匀减速直线运动,运动中金属
棒仅受安培力作用。求: (1)金属棒 ab 运动 0.5m,框架产生的焦耳热 Q; (2)框架中 aNPb 部分的电阻 R 随金属棒 ab 的位置 x 变化的函数关系; (3)为求金属棒 ab 沿 x 轴负方向运动 0.4s 过程中通过 ab 的电量 q,某同学解 法为:先算出金属棒的运动距离 s,以及 0.4s 时回路内的电阻 R,然后代入
相关文档
最新文档