《2019高考物理三轮冲刺计算题32分专练1含解析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019高考物理三轮冲刺计算题32分专练1含解析.pdf(3页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、计算题 32 分专练(一)计算题 32 分专练(一) (本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 24(12 分)如图所示,匝数N100、截面积S1.0102 m2、电阻r0.15 的线 圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1,其变化率k0.80 T/s。 线圈通过开关 S 连接两根相互平行、间距d0.20 m 的竖直导轨,下端连接阻值R0.50 的电阻。 一根阻值也为 0.50 、 质量m1.0102 kg的导体棒ab搁置在等高的挡条上。 在竖直导轨间的区域仅有垂直纸面的不随时间变化的匀强磁场B2。接通开关 S 后,棒对挡 条的压力恰好为零。 假设棒始终与导轨垂直,
2、 且与导轨接触良好, 不计摩擦阻力和导轨电阻。 (1)求磁感应强度B2的大小,并指出磁场方向; (2)断开开关 S 后撤去挡条,棒开始下滑,经t0.25 s 后下降了h0.29 m,求此过程 棒上产生的热量。 解析: (1)线圈中的感应电动势为: ENNSNSk t B1 t 流过导体棒ab的感应电流为: Iab I总 2 E 2r0.5R 导体棒ab对挡条的压力为零时有: F安B2Iabdmg 联立解以上各式得:B20.5 T,方向垂直纸面向外。 (2)断开 S 撤去挡条,棒下滑h时导体棒ab的速度为v,整个过程电路产生热量为Q, 由能量守恒定律得: mghmv2Q,QabQ 1 2 1 2
3、 整个下滑过程,由动量定理得: mgt 安mv0 I 其中安培力平均冲量: 安B2dtB2qd II 下滑h过程通过导体棒的电荷量: q R总 B2hd 2R 联立解以上各式得:Qab2.3103 J。 答案: (1)0.5 T 方向垂直纸面向外 (2)2.3103 J 25(20 分)如图所示,固定在地面上的倾斜直轨道AB与圆弧轨道BC相切于B点,一 可视为质点的小球由A点以某一初速度(设为v0)冲上直轨道,经一段时间,小球运动到圆 弧轨道最高点C。已知圆弧轨道的半径为R0.5 m,小球的质量为m0.2 kg;小球由A运 动到C的过程中除重力外其他力做的功为1.4 J,重力加速度g10 m/
4、s2。 (1)若小球的初速度大小为v05 m/s,则小球在C点对圆弧轨道的压力为多大? (2)若小球由A到C的过程中除重力外其他力做的功保持不变,欲使小球能从C点水平 抛出,则小球的初速度应满足什么条件? 解析: (1)小球从A点运动到C点的过程中,由动能定理有 mgRWmvmv 1 2 2C 1 2 2 0 在最高点C,根据牛顿第二定律有mgFNmv 2C R 联立并代入数据解得FN1.6 N 由牛顿第三定律可知,小球在C点对轨道的压力大小为FNFN1.6 N。 (2)要使小球能够从C点水平抛出,则小球到达C点的速度要大于零且不脱离圆弧轨道 若小球恰好能到达C点,设对应的初速度为v1 从A点到C点,由动能定理有mgRW0mv 1 2 2 1 解得v12 m/s6 若小球恰好不脱离圆轨道,设小球到达C点时速度为vC,对应的初速度为v2 则在C点,小球对轨道的压力为零,有mgmv C2 R 从A点到C点,由动能定理有mgRWmvC2mv 1 2 1 2 2 2 解得v2 m/s29 综上可知,要使小球能够从C点水平抛出,v0的取值范围是 2 m/sv0 m/s。629 答案: (1)1.6 N (2)2 m/sv0 m/s629