江苏省连云港市(经典1)高考物理 考点突破每日一练(41)动力学磁场的综合问题(含解析)

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专题13动力学和能量观点的综合应用

目录

题型一多运动组合问题..............................................................................................................................................1

题型二“传送带”模型综合问题..................................................................................................................................7

类型1水平传送带问题.......................................................................................................................................7

类型2倾斜传送带.............................................................................................................................................11

题型三“滑块－木板”模型综合问题....................................................................................................................14

题型一多运动组合问题

【解题指导】1．分析思路

(1)受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的

一、法拉第电磁感应定律

1．如图所示,在磁感应强度B=1.0 T的有界匀强磁场中(MN为边界)，用外力将边长为L=10

cm的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab边受到的磁场力F随时间t变化的关系如图所示，bc边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t=0).求:

(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q;

(2)线框的电阻R.

【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω

【解析】

【详解】

(1)由题意及图象可知，当0t时刻ab边的受力最大，为：

10.02NFBIL

可得：

10.02A0.2A1.00.1FIBL

线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F，由能量守恒：

QW安310.020.1J2.010JFL

(2) 金属框拉出的过程中产生的热量：

2QIRt

线框的电阻：

3222.010Ω1.0Ω0.20.05QRIt

2．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计，求0至t1时间内

(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。

(2)通过电阻R1上的电荷量q。

【答案】(1) 20203nBrRt 电流由b向a通过R1(2) 202103nBrtRt

【解析】

【详解】

(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为220220nBrBEnnrttt

由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为202033nBrEIRRt

由楞次定律知该电流由b向a通过R1。

(2)由qIt得在0至t1时间内通过R1的电量为: 2021103nBrtqItRt

3．如图(a)所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计．求

备战高考物理(法拉第电磁感应定律提高练习题)压轴题训练及答案

一、法拉第电磁感应定律

1．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON与MON均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L=1m，构成的斜面ONNO跟水平面夹角均为30，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B=0.1T．t=0时，将长度也为L=1m，电阻R=0.1Ω的金属杆ab在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道足够长．重力加速度g=10m/s2；不计空气阻力，轨道与地面绝缘．

（1）求t=2s时杆ab产生的电动势E的大小并判断a、b两端哪端电势高

（2）在t=2s时将与ab完全相同的金属杆cd放在MOO'M'上，发现cd杆刚好能静止，求ab杆的质量m以及放上cd杆后ab杆每下滑位移s=1m回路产生的焦耳热Q

【答案】(1) 1V；a端电势高；(2) 0.1kg； 0.5J

【解析】

【详解】

解：(1)只放ab杆在导轨上做匀加速直线运动，根据右手定则可知a端电势高；

ab杆加速度为：agsin

2st时刻速度为：10m/svat

ab杆产生的感应电动势的大小：0.1110V1VEBLv

(2) 2st时ab杆产生的回路中感应电流：1A5A220.1EIR

对cd杆有：30mgsinBIL

解得cd杆的质量：0.1kgm

则知ab杆的质量为0.1kg

放上cd杆后，ab杆做匀速运动，减小的重力势能全部产生焦耳热

根据能量守恒定律则有： 300.11010.5J0.5JQmghmgssing

2．如下图所示，MN、PQ为足够长的光滑平行导轨，间距L=0.5m.导轨平面与水平面间的夹角= 30°，NQ丄MN，NQ间连接有一个3R的电阻，有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为01BT，将一根质量为m=0.02kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻1r，其余部分电阻不计，现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行，当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ为 s=0.5 m，g=10m/s2。

专题5.5 动力学观点和能量观点解决力学综合问题

1．(2019·安徽皖南八校联考)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行，一质量为m＝1 kg初速度大小为v2的小物块，从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带；若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示．则（ ）

A．小物块向左运动的过程中离A处的最大距离为4 m

B．0～3 s时间内，小物块受到的摩擦力的冲量大小为2 N·s

C．0～4 s时间内，传送带克服摩擦力做功为16 J

D．小物块与传送带之间由摩擦产生的热能为18 J

【答案】AD

【解析】由v－t图象可知，2 s时小物块向左运动的距离最远，根据v－t图象得面积等于位移，s1＝12×2×4

m＝4 m，故A正确；小物块匀变速运动的加速度：a＝ΔvΔt＝42＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：μmg＝ma＝2 N，0～3 s时间内，小物块受到的摩擦力方向都向右，冲量大小为I＝μmgt＝6 N·s，故B错误；由v－t图象，传送带速度大小：v2＝2 m/s ，前3 s小物块与传送带间有相对运动，存在摩擦力，传送带克服摩擦力做功为W＝μmgv2t3＝2×2×3 J＝12 J，故C错误；小物块在传送带上滑动的3 s内，皮带的位移s′＝v2t3＝6 m，方向向右；小物块的位移：s＝s1－s2＝3 m，方向向左．两个物体的相对位移Δs＝s′＋s＝9 m，整个过程中摩擦产生的热量：Q＝μmgΔs＝18 J，故D正确．

2．(2019·华东师范大学附中模拟)如图所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F拉滑块B.

(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？

(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能．

【答案】(1)μmgLF－2μmg (2)μmgL