物理大题切割类问题专练.docx

1．如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨间距，导轨电阻不计。导轨与水平面成角固定在一范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，两根相同的金属杆、垂直放在金属导轨上，金属杆质量均为，电阻均为。用长为的绝缘细线将两金属杆的中点相连，在下述运动中，金属杆与金属导轨始终接触良好。（1）在上施加平行于导轨的拉力，使保持静止，穿过回路的磁场的磁感应强度变化规律如图乙所示，则在什么时刻回路的面积发生变化？（2）若磁场的方向不变，磁感应强度大小恒为，将细线剪断，同时用平行于导轨的拉力使金属杆以的速度沿导轨向上作匀速运动，求：拉力的最大功率；回路电阻的最大发热功率。2．如图甲所示，斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长L1=1 m，bc边的边长L2=0．6 m，线框的质量m=1 kg，线框的电阻R= 0．1 Ω，线框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F=15 N，线框与斜面间的动摩擦因数μ=。线框的边ab∥ef∥gh，斜面的ef hg区域有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙的B－t图象所示，时间t是从线框由静止开始运动起计时的。如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离x＝5．1 m，取g＝10 m/s2。求：（1）线框进入磁场前的加速度a；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（3）在丙图中画出线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v-t图象；（4）线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热Q。3．如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距l＝0．6 m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表V，电阻为r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场，CE＝0．2m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变．求：（1）t＝0．1s时电压表的示数；（2）恒力F的大小；（3）从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量．4．如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下．在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为l=0.2m，线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：（1）匀强磁场的磁感应强度B（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；（3）若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q．5．如图甲所示，足够长的光滑U型导轨处在垂直导轨平面上的匀强磁场中，其宽度，所在平面与水平面的夹角为，上端连接一个阻值为的电阻。今有一质量为．有效电阻为的金属杆沿框架由静止下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，其沿着导轨的下滑距离与时间的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，（忽略棒运动过程中对原磁场的影响），试求：（1）磁感应强度B的大小；（2）金属杆在开始运动的内，通过电阻R的电荷量；（3）金属杆在开始运动的内，电阻R上产生的热量。6．如图甲所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m，R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒．从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好．图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC段是曲线，CE段是平行于t轴的直线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变，在t=17s时，导体棒达到最大速度10m/s．除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s2．（1）求导体棒ab在0-12s内的加速度大小；（2）求12s末牵引力F1和17s 末F2的大小；（3）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值；7．如图甲，在水平桌面上固定着两根相距L=20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q，轨道一端固定一根电阻r=0.02Ω的导体棒a，轨道上横置一根质量m=40g、电阻可忽略不计的金属棒b，两棒相距也为L=20cm．该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．开始时，磁感应强度B0=0.10T．设