高考物理相互作用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案).docx

高考物理相互作用的基本方法技巧及练习题及练习题  ( 含答案 ) 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1． 如图所示，  AB、BC、 CD和  DE 为质量可忽略的等长细线，长度均为  5m， A、 E 两端悬 挂在水平天花板上， AE＝ 14m ，B、 D 是质量均为 m＝ 7kg 的相同小球，质量为 于 C 点，平衡时 C 点离天花板的垂直距离为 7m ，试求重物质量 M．  M 的重物挂 【答案】 18kg 【解析】 【分析】 分析几何关系根据给出的长度信息可求得两绳子的夹角；再分别对整体和 B、 C 进行受力 分析，根据共点力的平衡条件分别对竖直方向和水平方向分析，联立即可求得 M ． 【详解】 设 AB 与竖直方向的夹角为 θ，则由几何关系可知：（ 7﹣5sinθ） 2+（ 7﹣ 5cosθ） 2＝ 52 解得： sinθ+cosθ＝ 解得： sinθ＝0.6；或 sinθ＝ 0.8 由图可知，夹角应小于 45°，故 0.8 舍去； 则由几何关系可知， BC与水平方向的夹角也为 θ； AB 绳的拉力为 T，则对整体分析可知： 2Tcos37°＝ Mg+2mg BC绳的拉力为 N；则有： B 球分析可知： Tsinθ＝Ncosθ 联立解得： M ＝ 18Kg；【点睛】 本题为较复杂的共点力的平衡条件问题，解题的关键在于把握好几何关系，正确选择研究对象，再利用共点力的平衡条件进行分析即可求解． 2． 如图，两条间距定放置，磁感应强度  L=0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成 B=0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量  30  角固 mab  0.1kg 、 mcd  0.2kg  的金属棒  ab、 cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻 r=0.2 Ω，导轨电阻不计． ab 在沿导轨所在斜面向上的外力 F 作用下，沿该斜面以 v 2m/s 的恒定速度向上运动．某时刻释放 cd， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已 知重力加速度  g=10m/s 2，求在  cd 速度最大时， （1） abcd  回路的电流强度  I 以及  F 的大小； （2） abcd  回路磁通量的变化率以及  cd 的速率． 【答案】  (1)  I  =5A ,  F=1.5N (2)  t  1.0Wb/s  ,  vm  3m/s 【解析】 【详解】 （1）以 cd 为研究对象，当 cd 速度达到最大值时，有： mcd g sin BIL ① 代入数据，得： I=5A 由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在 ab 上的外力： F (mab mcd ) g sin ② （或对 ab： F mab g sin BIL ） 代入数据，得： F=1.5N （2） 设 cd 达到最大速度时 abcd 回路产生的感应电动势为 E，根据法拉第电磁感应定律， 有： E t ③ 由闭合电路欧姆定律，有： I E ④ r 联立③④并代入数据，得： =1.0Wb/s t 设 cd 的最大速度为 vm， cd 达到最大速度后的一小段时间 t 内， abcd 回路磁通量的变化量： B S BL (vm v) t ⑤ 回路磁通量的变化率：  t  BL( vm  v) ⑥ 联立⑤⑥并代入数据，得：  vm  3  m/s 【点睛】 本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题． 3． 随着摩天大楼高度的增加 , 钢索电梯的制造难 度越来越大。利用直流电机模式获得电磁 驱动力的磁动力电梯研发成功。磁动力电梯的轿厢上安装了永久磁铁 , 电梯的井壁上铺设了 电线圈。这些线圈采取了分段式相继通电，生成一个移动的磁场 , 从而带动电梯上升或者下 降。工作原理可简化为如下情景。如图所示，竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道，轨 道间有垂直轨道平面、方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为 ；电梯轿厢固定在如图所 示的一个 匝金属框 内（电梯轿厢在图中未画出），并且与之绝缘，金属框 的边长 为 ，两磁场的竖直宽度与金属框 边的长度相同且均为 ，金属框整个回路的总电阻为 ；电梯所受阻力大小恒为 ；电梯空载时的总质量为 。已知重力加速度为 。 1）两磁场以速度 竖直向上做匀速运动， 电梯在图示位置由静止启动的瞬间，金属线框内感应电流的大小和方向； 2）两磁场以速度 竖直向上做匀速运动，来启动处于静止状态的电梯，运载乘客的总质量应满足什么条件； 3）两磁场以速度 竖直向上做匀速运动，启动处于静止状态下空载的电梯，最后电