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走向高考·高考物理总复习·人教实验版:第九章综合测试题.doc

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学海无涯

dc边受安培力的大小F=BIL1 又F=mg

mgR解得线框速度的大小 v=22

BL1

(3)在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中,重力做功W1

1

根据动能定理得W1=mv2

2

在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中,重力做功W2

W2=mgL2

m3g2R2

所以W=W1+W2=44+mgL2

2BL1

16.(11分)(2012·嘉兴模拟)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m.导轨电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电路,并获得U 随时间t的关系如图乙所示.求:

学海无涯

(1)金属杆加速度的大小; (2)第2s末外力的瞬时功率. [答案] (1)1.0m/s2 (2)0.35 W

[解析] (1)设金属杆的运动速度为v,则感应电动势E=BLv E

通过电阻R的电流I=

R+rBLvR

电阻R两端的电压U=IR= R+r由图乙可得 U=kt,k=0.10V/s k?R+r?

解得 v=BLR·t

k?R+r?

金属杆做匀加速运动,加速度a=BLR=1.0m/s2 B2L2v2B2L2at

(2)在2s末,F安=BIL===0.075N

R+rR+r设外力大小为F2,由F2-F安=ma解得F2=0.175N 故2s末时F的瞬时功率P=F2v2=F2at=0.35W

17.(11分)(2012·信息卷)如图甲所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、

学海无涯

P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.用与导轨平行且向上的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆ab沿导轨向上运动,最终将做匀速运动.当改变拉力F的大小时,相对应的匀速运动速度v也会改变,v和F的关系如图乙所示.

(1)金属杆ab在匀速运动之前做什么运动? (2)运动过程中金属杆ab受到的安培力的表达式?

(3)若m=0.25kg,L=0.5m,R=0.5Ω,取重力加速度g=10m/s2,试求磁感应强度B的大小及θ角的正弦值sinθ.

B2L2v

[答案] (1)变速运动 (2)R (3)1T,sinθ=0.8

[解析] (1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动)

(2)感应电动势E=BLv E

感应电流I=R

B2L2v

ab杆所受的安培力F安=BIL=R

学海无涯

B2L2v

(3)F-mgsinθ-R=ma

当a=0时,速度v达到最大且保持不变,杆做匀速运动. R

v=22(F-mgsinθ)

BL结合v-F图象知: 4-0R斜率22=

BL4-2横轴上截距mgsinθ=2

代入数据解得B=1T,sinθ=0.8.

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学海无涯 dc边受安培力的大小F=BIL1 又F=mg mgR解得线框速度的大小 v=22 BL1(3)在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中,重力做功W1 1根据动能定理得W1=mv2 2在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中,重力做功W2 W2=mgL2 m3g2R2所以W=W1+W2=44+mgL2 2BL116.(11分)(2012·嘉兴模拟)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m.导轨电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.

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