高考物理总复习 考前三个月 计算题限时突破（六）试题VIP免费

计算题限时突破(六)(限时：25分钟)24．(12分)如图1甲所示，可视为质点的A、B两物体置于一静止长纸带上，纸带左端与A间距离为d1＝0.5m，A与B间距为d2＝1.5m，两物体与纸带间的动摩擦因数均为μ1＝0.1，与地面间的动摩擦因数均为μ2＝0.2.现以恒定的加速度a＝2m/s2向右水平拉动纸带，重力加速度g＝10m/s2.图1(1)求A物体在纸带上的滑动时间；(2)在图乙给定的坐标系中画出A、B两物体的v－t图象；(3)求两物体A、B停在地面上的距离s.答案见解析解析(1)A、B在纸带上加速时的加速度均为a1＝μ1g＝1m/s2，设A物体在纸带上的滑动时间为t1，对A物体有at－a1t＝d1代入数据得t1＝1s(2)A、B两物体的v－t图象如图所示．(3)由图象得xB－xA＝(×3×2－×1.5×1)m＝2.25m两物体A、B停在地面上的距离s＝xB－xA＋d2＝(2.25＋1.5)m＝3.75m25．(20分)如图2所示，水平面内有一光滑金属导轨QPMN，MP边长度为d＝3m、阻值为R＝1.5Ω，且MP与PQ垂直，与MN的夹角为135°，MN、PQ边的电阻不计．将质量m＝2kg、电阻不计的足够长直导体棒放在导轨上，并与MP平行，棒与MN、PQ交点F、E间的距离L＝4m，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B＝0.5T．在外力作用下，棒由EF处以初速度v0＝3m/s向右做直线运动，运动过程中回路的电流强度始终不变．求：图2(1)棒在EF处所受的安培力的功率P；(2)棒由EF处向右移动2m所需的时间Δt；(3)棒由EF处向右移动2s的过程中，外力做功W.答案(1)24W(2)s(3)41.25J解析(1)棒在EF处的感应电动势E＝BLv0＝6V电流I＝＝4A安培力F安＝BIL＝8N安培力的功率P＝F安v0＝24W(2)棒向右移动2m的过程中回路磁通量变化量ΔΦ＝BΔS＝B(Lx＋x2)＝5Wb因为电流强度始终不变，电动势也不变，由E＝可得Δt＝＝s(3)棒由EF处向右移动2s的过程中，回路磁通量变化量ΔΦ′＝EΔt′＝12Wb棒扫过的面积为ΔS′＝＝24m2设2s的过程棒移动了x′，ΔS′＝Lx′＋，解得x′＝4m此时电动势不变E＝B(L＋x′)v，解得v＝1.5m/s安培力做功等于回路产生的焦耳热W安＝I2RΔt′＝48J根据动能定理得W－W安＝mv2－mv解得W＝41.25J.