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一类高考题与其姊妹题鉴赏
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毕业论文范文题目:
一类高考题与其姊妹题鉴赏
,论文范文关键词:
一类高考题与其姊妹题鉴赏
一类高考题与其姊妹题鉴赏毕业论文范文介绍开始:
磁场中“双棒”类高考题与其姊妹题鉴赏
在2003、2001、1995年高考题中都涉及到了“双棒”试题:在磁场中的水平导轨上有两根金属棒,由于一根金属棒做切割磁感线运动,而引起另一根金属棒在安培力的作用下也做切割磁感线运动,然后设计力、热、电、磁等知识点的综合问题让学生解答。该类问题能很好的考察学生的综合能力,是一类难得的好题,现把这几道高考题和其类似的姊妹题一同汇编如下,以供读者鉴赏。
高考题1
2004年天津理综第24题:图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面向里。导轨的a1b1段和a2b2段是竖直的,距离是,c1d1段和c2d2段也是竖直的,距离是。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻质相连的金属细杆,质量分别为和,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆上竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。
解析 设两杆向上运动的速度为 ,两金属杆产生的电动势分别为、,由右手定则可知两电源构成反向串联,故回路中的总电动势 ①
回路中的电流 ②,
方向为顺时针,两杆都要受到安培力的作用,
作用于x1y1的作用力为 ③
方向向上,作用于杆x2y2的作用力为 ④
方向向下。当两杆匀速运动时,根据牛顿第二定律得
⑤
解以上各式得 ⑥, ⑦
作用于两杆的重力的功率的大小为 ⑧,
电阻上的热功率为 ⑨
由⑥、⑦、⑧、⑨式得
无度无独有偶,2003年高考理科综合压轴同样考察的是“双电源”考题。
高考题2
2003年全国理综卷第25题:两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,如图1,磁感应强度为B=0.05T的匀强磁场与导轨所在的平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计。导轨间的距离。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可以在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻为R=0.50。在t=0时刻,两根杆处于静止状态。现在有一与导轨平行、大小为0.2N的恒力作用F与金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s,金属杆甲的加速度
为,问此时两金属杆的速度各为多少?
解析:设任一时刻t,两金属杆乙之间的距离为x,速
度分别为和,经过很短的时间Δt,杆甲移动距离Δt,杆乙移动距离Δt,回路面积改变量
由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势
回路中的电流;杆甲的运动方程。
由于作用与杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反,所以两杆的动量(t=0时为0)等于外力的冲量联立以上各式解得
带入数据得=8.15m/s1,=1.85m/s
高考题3
2001年春季高考题:如图2所示,两根足够长的固定的平行的金属导轨位于同一水平面上,两根导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路。两根导体棒的质量均为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B两导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行。开始时cd棒静止,棒 ab有指向棒cd的初速度v0,若两导体棒在运动中始终不接触,求: (1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?
(2)当ab棒的速度变为初速度的 时,cd棒的加速度是多少?
解析:(1)从初始至到两棒到达速度相同的过程中,两棒组成
的系统动量守恒,则有
① ,根据能量守恒 ②
联立①②两式得:
(2)设ab棒的速度变为初速度的时,cd棒的速度为v′,则再次由动量守恒定可知
③ ,此时回路中的感应电动势和感应电流分别是
④ , ⑤,此时 棒所受安培力 ⑥
棒的加速度 ⑦ ,联立以上各式得
高考题4
1995年全国卷第28题:两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.20T,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形闭合回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω。回路中其它部分的电阻可以忽略不记,已知两金属细杆在平行导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反
方向匀速平移,速度大小都是v=5.0m/s,如图2所示,不
计导轨上的摩擦,求
(1)求作用由于每条金属细杆的拉力的大小。
(2)求两金属细杆在间距增加0.4m的滑动过程中共产生的热量。
解析:(1)当两杆都以速度匀速滑动时,每条金属杆产生的感应电动势的大小相等,分别为E1=E2=Bdv
由闭合电路的欧姆定律,回路中的电流强度的大小为
因拉力与安培力大小平衡,作用于每根金属杆拉力的大小为F1=F2=BId
由以上各式代入数据得
(2)设每根金属杆之间增加的距离为∆L,两根金属杆共产生的热量
代入数据得Q=1.28×10-2J
姊妹题1
如图4所示,磁场方向竖直且磁场足够大,水平放置的光滑金属导轨有宽、窄两部分组成,宽者部分的间距是窄者的两倍,两根金属杆甲、
乙均垂直导轨且质量相等,现给甲杆一水平向左的初速度,同
时使乙杆不动,在整个过程中,回路产生的热量为Q;当乙杆不固
定时,甲杆仍以初速度向左运动,在该过程中,回路一共产生多
少热量?(设导轨足够长,乙杆不会运动到宽导轨上)
解析:当乙棒固定,甲棒从运动到最后停止,由能量受恒得乙棒不固定,当甲棒的速度为乙棒速度的2倍时,两棒组成系统的磁通量不再变化,回路的感应电流为零,回路不再产生热量,所以最后乙棒以甲棒2倍速度关系做匀速直线运动。在上述过程中,每一时刻,甲棒受到安培力都是乙棒的2倍,因此,在上述过程中,甲棒所受安培力的平均作用力是乙棒的2倍,两棒构成的系统在水平方向上合外力不等于零,故系统不满足动量受恒。设上述过程所用的时间为t,甲棒最后的速度为,则乙的速度为2,对甲、乙两杆分别应用动量定理得
① ②
由①②两式得,所以整个过程中回路中产生的热量为
姊妹题2
如图5所示,在导轨间距为L,电阻不计的光滑水平长直导轨上,垂直于导轨平行放置两根质量分别为m1和m2;电阻分别R1和R2的两根金属棒ab和cd,一个磁感应强度为B的匀强磁场垂直向上穿过导轨平台,用水平拉力F作用ab棒向右运动,则cd棒也随之运动。经过一段时间后,两者达到稳定状态(均作匀变速直线运动),根据电源串联的性质可知,如果两个电源正向串联,则等效电源的电动势为E1+E2;如果两个电源反向串联,则等效电源的电动势为E1-E2,根据上述情景及概念,回答下列问题:
(1)在达到稳定状态时,abcd回路中是否存在电流?
(2)如果有电流,电流的大小是否变化。
(3)根据(1)(2)的结论,列出一个表达式,并
根据表达式,说明ab棒与cd棒在达到稳定状态时,两者
的速度大小的差为一定值的理由。
(4)达到稳定状态时,加速度a为多大,两者速度差又为多少?
解析:(1)因为cd棒做匀变速运动,则cd棒上存在安培力FA,根据FA=BIL,则abcd回路存在电流。
(2)因为cd棒的加速度a不变,则FA不变,所以abcd回路电流大小不变。
(3)设ab棒速度为v1,cd棒速度为v2,回路电流,所以 ① ,因为BL、R1、R2及I都不变,所以v1-v2=常量。
(4)ab、cd棒稳定状态,ab、cd棒具有相等的加速度a,以ab、cd棒为研究对象,
,则,cd棒加速度
所以 ②
由①②得
姊妹题3
平行金属导轨MN和PQ相距0.5m,电阻不计,其水平部分是粗糙的,置于B=0.6T竖直向上的匀强磁场中,倾斜部分是光滑的,该处没有磁场。金属棒a和b质量均为m=0.2kg,电阻均为0.15Ω,a、b相距足够远,导轨足够长,b放在水平轨道上,a放在倾斜轨道上高0.05m处于无初速释放,ab均垂直轨道放置,且与轨道接触良好。重力加速度g取10m/s2。求:(1)回路中的最大感应电流是多少?
(2)若金属棒与导轨间的动摩擦因数µ,
当金属棒b的速度达到最大值时,金属棒a
的加速度是多少?
解析:(1)金属棒a在没有磁场的倾斜轨
道上滑下,机械能守恒,刚进入水平轨道时,金
属棒a的速度设为vm,则,可得vm=1m/s。此时a棒速度最大,进入磁场切割磁感线产生的感应电流也最大
(2)a、b棒组成的闭合电路有感应电流时,a、b都受安培力的作用,a受安培力向右,摩擦力也向右;b受安培力向左,摩擦力也向右。
,
因为F>f,所以b开始向左加速,a向左减速运动。在b向左加速的过程中,回路中的感应电流减小,b所受的安培力也减小,当F安=µmg时,b的速度最大,此时a受到的安培力和摩擦力都向右,a的加速度
小结:(1)通过上面高考题与其姊妹题的对比,我们不难看出,高考题源于平时的练习题,所以,平时的练习要砸紧。
(2)平时练习时,同类型的题要经常的归类、对比、分析,找出它们的相同点和不同点,只有这样,在以后的解题中,才能做到灵活应用、举一反三。
以上为本篇毕业论文范文
一类高考题与其姊妹题鉴赏
的介绍部分。
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