高三电磁感应大题探析.doc

PAGE  PAGE 34 2015二模 电磁感应大题 B B b c d a P Q e f 33．（14分）如图所示，质量为m的足够长的“［”金属导轨abcd放在倾角为θ的光滑绝缘斜面上，bc段电阻为R，其余段电阻不计。另一电阻为R、质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PbcQ构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于斜面的光滑立柱。导轨bc段长为L，以ef为界，其左侧匀强磁场垂直斜面向上，右侧匀强磁场方向沿斜面向上，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一沿斜面方向的作用力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动，加速度为a。 （1）请通过计算证明开始一段时间内PQ中的电流随时间均匀增大。 （2）求在电流随时间均匀增大的时间内棒PQ横截面内通过的电量q和导轨机械能的变化量△E。 （3）请在F-t图上定性地画出电流随时间均匀增大的过程中作用力F随时间t变化的可能关系图，并写出相应的条件。（以沿斜面向下为正方向） 33．（14分）（1）I= eq \f(BLv,2R) = eq \f(BLat,2R) 因为eq \f(BLa,2R)是常数，所以I∝t，即电流随时间均匀增大。 当PQ受到的安培力大于mgcosθ时，PQ会离开斜面，电路不再闭合，回路中会短时无电流。 FA=BIL =eq \f(B2L2atm,2R) = mgcosθ 即tm=eq \f(2mgRcosθ,B2L2a) （2）q=EQ \* jc2 \* Font:Times New Roman \* hps10 \o\ad(\s\up 9(—),I)tm=eq \f(1,2)eq \f(BLatm, 2R) tm =eq \f(BLatm2, 4R) = eq \f(m2g2Rcos2θ,B3L3a) ΔE=eq \f(1,2)mv2- mgh =eq \f(1,2)m a tm2（a–gsinθ）= eq \f(2m3g2R2cos2θ,B4L4a) （a–gsinθ） （3）①若 LINK Word.Document.12 G:\\2015.3\\教研\\高三二模\\高三二模试题.docx OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT a≥gsinθ-μgcosθ，则F始终向下，且随时间均匀增??； ②若 LINK Word.Document.12 G:\\2015.3\\教研\\高三二模\\高三二模试题.docx OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT a≤gsinθ-gcosθ，则F始终向上，且随时间均匀减小（tm时F仍向上或为零）； ③若gsinθ-gcosθ＜ LINK Word.Document.12 G:\\2015.3\\教研\\高三二模\\高三二模试题.docx OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT a＜gsinθ-μgcosθ，则F先向上逐渐减小，后向下逐渐增大。 F t O F t O F t O 区域I 区域Ⅱ Bt θ θ E F （a） a b d c 题33图 33、如图（a）所示，间距为50cm、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ=30°的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为0.5T；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t =0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。 t 0 Bt 1 0.5 （b） tx 已知cd棒的质量为0.1kg、ab棒的质量及两棒的阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为1m，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，求： （1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向； （2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒中的电流； （3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离及ab棒的质量； （4）求：ab棒开始下