高中物理微元法解決物理試題模擬試題含解析-資料下載頁(yè)
2025-04-05 04:52本頁(yè)面
【正文】 方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。給金屬桿一個(gè)瞬時(shí)沖量使它水平向右運(yùn)動(dòng)，它從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的速度為v0，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域右邊界（圖中虛線位置）時(shí)速度為。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。除左端所連電阻和金屬桿電阻外，其他電阻忽略不計(jì)。求：(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的加速度大?。?2)金屬桿在滑過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】(1) ；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有金屬桿受到的摩擦力由牛頓第二定律聯(lián)立以上各式解得(2)當(dāng)金屬桿速度為時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流金屬桿受到的安培力由動(dòng)量定理得，在短暫的時(shí)間內(nèi)有即對(duì)上式從金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)，求和得式中為磁場(chǎng)區(qū)域左、右邊界的距離，解得設(shè)此過(guò)程中金屬桿克服安培力做功為，由動(dòng)能定理聯(lián)立以上各式，解得此過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為則金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱為13．如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸繩的長(zhǎng)為L(zhǎng)，把懸繩拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力f的大小不變，求擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到豎直位置B時(shí)，繩的拉力F，空氣阻力f各做了多少功？【答案】，【解析】【分析】【詳解】拉力F始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，所以將分成許多小弧段，使每一小弧段小到可以看成是直線，在每一小弧段上，可以認(rèn)為f的大小，方向是不變的（即為恒力），這樣就把變力做功轉(zhuǎn)換為恒力做功，如圖所示f做的總功就等于每個(gè)小弧段上f所做功的代數(shù)和，即14．如圖所示，一個(gè)滑塊質(zhì)量為2kg，從斜面上A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)BC平面又沖上另一斜面到達(dá)最高點(diǎn)D．已知AB=100cm，CD=60cm，∠α=30176。，∠β=37176。，（g取10m/s2）試求： （1）滑塊在A和D點(diǎn)所具有的重力勢(shì)能是多少？（以BC面為零勢(shì)面）（2）若AB、CD均光滑，而只有BC面粗糙，BC=28cm且BC面上各處粗糙程度相同，則滑塊最終停在BC面上什么位置？ 【答案】(1) (2)【解析】 功能關(guān)系得：A到D: ① 設(shè)滑塊在BC上的 路程為: , A到最后停止,由動(dòng)能定理得: ② 解出， 故距C點(diǎn)的距離為：. 15．CD、EF是水平放置的電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌距離水平地面高度為H，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，在水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)镃PQE），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，如圖所示，導(dǎo)軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接，彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R，將一阻值也為R質(zhì)量m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導(dǎo)軌高度h處由靜止釋放，導(dǎo)體棒最終通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域落在水平地面上距離水平導(dǎo)軌最右端水平距離x處。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，重力加速度為g，求：(1)電阻R中的最大電流和整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱；(2)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度d?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】【分析】【詳解】(1)由題意可知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大， 由機(jī)械能守恒定律有解得由法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路歐姆定律得聯(lián)立解得由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解得由能量守恒定律可知整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為(2)導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)在安培力作用下做變速運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律有又所以有兩邊求和得聯(lián)立解得
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