高考物理微元法解決物理試題專項(xiàng)訓(xùn)練100(附答案)(編輯修改稿)
2025-04-05 04:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 條光滑足夠長的金屬導(dǎo)軌，平行置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道間距，兩端各接一個(gè)電阻組成閉合回路，已知,，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向與導(dǎo)軌平面垂直向下，導(dǎo)軌上有一根電阻的直導(dǎo)體，桿以的初速度向左滑行，求：（1）此時(shí)桿上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，哪端電勢(shì)高？（2）此時(shí)兩端的電勢(shì)差。（3）此時(shí)上的電流強(qiáng)度多大？（4）若直到桿停下時(shí)上通過的電量，桿向左滑行的距離。【答案】（1）桿上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)；（2）ab兩端的電勢(shì)差為 （3）通過R1的電流為；（4）?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）ab棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為根據(jù)右手定則知，電流從b流向a，ab棒為等效電源，可知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)；（2）電路中的總電阻則電路中的總電流所以ab兩端的電勢(shì)差為（3）通過R1的電流為（4）由題意知，流過電阻和的電量之比等于電流之比，則有流過ab棒的電荷量ab棒應(yīng)用動(dòng)量定理有：或兩邊求和得：或以上兩式整理得：代入數(shù)據(jù)解得：9．如圖所示，有兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌水平放置，右側(cè)用一小段光滑圓弧和另一對(duì)豎直光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌間距L＝1m。細(xì)金屬棒ab和cd垂直于導(dǎo)軌靜止放置，它們的質(zhì)量m均為1kg。cd棒右側(cè)lm處有一垂直于導(dǎo)軌平面向下的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，磁場(chǎng)區(qū)域長為s。以cd棒的初始位置為原點(diǎn)，向右為正方向建立坐標(biāo)系?，F(xiàn)用向右的水平恒力F＝，作用4s后撤去F。撤去F之后ab棒與cd棒發(fā)生彈性碰撞，cd棒向右運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)。（g=10m/s2）求：(1) ab棒與cd棒碰撞后瞬間的速度分別為多少；(2)若s＝1m，求cd棒滑上右側(cè)豎直導(dǎo)軌，距離水平導(dǎo)軌的最大高度h；(3)若可以通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)右邊界的位置來改變s的大小，寫出cd棒最后靜止時(shí)與磁場(chǎng)左邊界的距離x的關(guān)系。（不用寫計(jì)算過程）【答案】（1）0，；（2） m；（3）見解析【解析】【詳解】(1)對(duì)ab棒，由動(dòng)量定理得ab棒與cd棒碰撞過程，取向右方向?yàn)檎?，?duì)系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得由系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得解得，(2)由安培力公式可得對(duì)cd棒進(jìn)入磁場(chǎng)過程，由動(dòng)量定理得設(shè)導(dǎo)體棒cd進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)回路磁通量變化量為以上幾式聯(lián)立可得。對(duì)cd棒出磁場(chǎng)后由機(jī)械能守恒定律可得聯(lián)立以上各式得。(3)第一種情況如果磁場(chǎng)s足夠大，cd棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離時(shí)速度減為零，由動(dòng)量定理可得設(shè)磁通量變化量為 流過回路的電量聯(lián)立可得即s≥6 m，x=6 m，停在磁場(chǎng)左邊界右側(cè)6m處。第二種情況cd棒回到磁場(chǎng)左邊界仍有速度，這時(shí)會(huì)與ab再次發(fā)生彈性碰撞，由前面計(jì)算可得二者速度交換，cd會(huì)停在距磁場(chǎng)左邊界左側(cè)1m處，設(shè)此種情況下磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾?，向右運(yùn)動(dòng)時(shí)有返回向左運(yùn)動(dòng)時(shí)通過回路的電量聯(lián)立可得即s＜3 m時(shí)，x=1 m，停在磁場(chǎng)左邊界左側(cè)1m處；第三種情況3 m≤s＜6 m，向右運(yùn)動(dòng)時(shí)有通過回路的電量返回向左運(yùn)動(dòng)時(shí)通過回路的電量聯(lián)立可得x=(2s－6）m，在磁場(chǎng)左邊界右側(cè)。1
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