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江苏省连云港市2022年高考物理考点突破每日一练36电磁感应中的动力学和能量问题动量能量的综合问题含解析
江苏省连云港市2022年高考物理考点突破每日一练36电磁感应中的动力学和能量问题动量能量的综合问题含解析
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考点突破每日一练(36)电磁感应中的动力学和能量问题、动量能量的综合问题1.(多选)如图所示,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是( )A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动2.如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度为0.8T.将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此时导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)( )A.2.5m/s 1WB.5m/s 1WC.7.5m/s 9WD.15m/s 9W3.(多选)如图所示,固定的竖直光滑U型金属导轨,间距为L,上端接有阻值为R的电阻,处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上,导轨的电阻忽略不计.初始时刻,弹簧处于伸长状态,其伸长量为x1=,此时导体棒具有竖直向上的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.则下列说法正确的是( )-5-\nA.初始时刻导体棒受到的安培力大小F=B.初始时刻导体棒加速度的大小a=2g+C.导体棒往复运动,最终将静止,此时弹簧处于压缩状态D.导体棒从开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q=mv+4.(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域.区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场边界MN、PQ、GH均平行于斜面底边,MP、PG的长度均为L.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,下滑过程中ab边始终与斜面底边平行.t1时刻ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到PQ与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.重力加速度为g,下列说法正确的是( )A.当ab边刚越过PQ时,导线框的加速度大小为a=gsinθB.导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1∶v2=4∶1C.从t1到t2的过程中,导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量D.从t1到t2的过程中,有的机械能转化为电能5.(多选)如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,电阻忽略不计,导轨间距离为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面.质量均为m的两根金属杆a、b放置在导轨上,a、b接入电路的电阻均为R.轻质弹簧的左端与b杆连接,右端固定.开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值vm,此过程中a杆产生的焦耳热为Q,两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好,则b-5-\n杆达到最大速度时( )A.b杆受到弹簧的弹力为B.a杆受到的安培力为C.a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为QD.弹簧具有的弹性势能为mv-mv2-mv-2Q6.如图所示,两位杂技演员(均视为质点)在进行杂技表演,男演员乘秋千从水平位置A点由静止出发绕O点下摆.当他向右摆到最低点B时,恰好与在右方平台末端以v=2.5m/s速度水平跳出的女演员相遇,且在极短时间内将女演员接住,然后一起绕O点摆动.已知男、女演员质量之比m1:m2=3:2,秋千的质量不计,摆长l=5m,g=l0m/s2,求:(1)男演员摆到最低点的速度;(2)两位演员一起运动时所能到达的最大高度。参考答案1.ABD [由右手定则可知,处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高,选项A正确;根据E=BLv可知所加磁场越强,则感应电动势越大,感应电流越大,产生的阻碍圆盘转动的安培力越大,则圆盘越容易停止转动,选项B正确;若加反向磁场,根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动,故圆盘仍减速转动,选项C错误;若所加磁场穿过整个圆盘,则圆盘中无感应电流,不产生安培力,圆盘匀速转动,选项D正确.]2.B [-5-\n把立体图转变为平面图,由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键.对导体棒进行受力分析作出截面图,如图所示,导体棒共受四个力作用,即重力、支持力、摩擦力和安培力.由平衡条件得mgsin37°=F安+Ff①Ff=μFN②FN=mgcos37°③而F安=BIL④I=⑤E=BLv⑥联立①~⑥式,解得v=代入数据得v=5m/s.小灯泡消耗的电功率为P=I2R⑦由⑤⑥⑦式得P=()2R=1W.故选项B正确.]3.BC [由法拉第电磁感应定律得:E=BLv0,由闭合电路欧姆定律得:I=,由安培力公式得:F=,故A错误;初始时刻,F+mg+kx1=ma,得a=2g+,故B正确;因为导体棒静止时没有安培力,只有重力和弹簧的弹力,故弹簧处于压缩状态,故C正确;根据能量守恒,减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热,但R上的只是一部分,故D错误.]4.BC [当ab边刚越过PQ时,由于两个边的切割磁感线产生的感应电动势方向相同,故电流增加为2倍,ab边的安培力增加为原来的2倍,cd边也有了安培力,故加速度不为gsinθ,故A错误;第一次,根据平衡条件,有:mgsinθ-=0,第二次,根据平衡条件,有:mgsinθ-2×B()L=0,联立解得:v1∶v2=4∶1,故B正确;从t1到t2的过程中,根据功能关系,导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量,故C正确;从t1到t2的过程中,有+mg·Δh的机械能转化为电能,故D错误.]5.AD [当b杆向右的速度达到最大值时,所受的安培力与弹力相等,此时:E=BL(v-vm),则安培力F安=BL=,选项A正确;a杆受到的安培力大小等于b杆受的安培力的大小,即F安=,选项B错误;因a杆产生的焦耳热为Q,则b-5-\n杆产生的焦耳热也为Q,则a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为2Q,选项C错误;由能量守恒定律可知,弹簧具有的弹性势能为mv-mv2-mv-2Q,选项D正确.]6.【参考答案】(1)10m/s(2)1.25m【解题思路】(1)设男演员到最低点时的速度为v1,由机械能守恒定律得:,解得:v1=10m/s。(2)在最低点两演员相互作用的过程中,系统水平方向上动量守恒,设接住后两者的共同速度为v2.取水平向右为正方向,由水平方向动量守恒得:m1v1﹣m2v2=(m1+m2)v,代入数据解得:v2=5m/s,二者一起向上摆动的过程中机械能守恒,则得:,解得:h=1.25m。-5-
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 23:18:44
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