_高考物理精做33电磁感应与动力学的综合大题精做新人教版.pdf
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1、1 精做33 电磁感应与动力学的综合 1(2016全国新课标卷)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为,上沿相连。两细金属棒ab(仅标 出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连 成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。 右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中, 回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下 滑。求 (1)作用在金属棒ab上的安培力的大小; (2)金属棒运动速度的大小。 【答案】( 1)mg(
2、sin 3 cos ) (2) (sin 3cos ) 22 mgR B L (2)由安培力公式得F=BIL 这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为 =BLv 式中,v是ab棒下滑速度的大小。由欧姆定律得I= R 联立式得v=(sin 3 cos ) 22 mgR B L 2 2如图所示,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大 小为B,方向与导轨平面夹为,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为, 定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大? 【答案】 sinB d a mR 【解析
3、】由题意知,电键闭合时,导体棒中通过的电流方向是从a到b,根据左手定则知,导体棒受 到的安培力方向如图所示 因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向所受合力为0 由题意得:FBId 则导体棒所受的合力为:sin x FFF 合合 根据牛顿第二定律,棒产生的加速度为: F a m 合 在电路中,根据闭合电路欧姆定律有:I R 所以导体棒产生的加速度为: sinsinBIdB d a mmR ,方向向左 【名师点睛】能通过左手定则确定安培力的大小和方向,并对导体棒正确的受力分析得出导体棒所受 的合力,根据牛顿第二定律解得主要考查左手定则和闭合回路的欧姆定律的运用。 3如图所示,两
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