20xx粵教版高中物理選修（3-2）第一章《電磁感應(yīng)》word章末總結(jié)-預(yù)覽頁
【正文】 )利用能量守恒求解：其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能． (3)利用電路特征來求解． 例 5 如圖 5 所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距 l＝ m，左端接有阻值 R＝ Ω的電阻．一質(zhì)量 m＝ kg、電阻 r＝ Ω的金屬棒 MN 放置在導(dǎo)軌 上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T．金屬棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以 a＝ 2 m/s2 的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒的位移 x＝ 9 m時(shí)撤去外力，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前、后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶ Q2＝ 2∶ ，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求： 圖 5 (1)金屬棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻 R 的電荷量 q； (2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2； (3)外力做的功 WF. 解析 (1)設(shè)金屬棒勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 Δt，回路的磁通量的變化量為 ΔΦ，回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為 E ，由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E ＝ ΔΦΔt① 其中 ΔΦ＝ Blx② 設(shè)回路中的平均電流為 I ，由閉合電路歐姆定律得 I ＝ER＋ r③ 則通過電阻 R 的電荷量為 q＝ I Δt④ 聯(lián)立 ①②③④ 式，得 q＝ BlxR＋ r 代入數(shù)據(jù)得 q＝ C (2)設(shè)撤去外力時(shí)金屬棒的速度為 v，對于金屬棒的勻加速運(yùn)動(dòng)過程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 v2＝2ax⑤ 設(shè)金屬棒在撤去外力后的運(yùn)動(dòng)過程中安培力所做的功為 W，由動(dòng)能定理得 W＝ 0－ 12mv2⑥ 撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2＝－ W⑦ 聯(lián)立 ⑤⑥⑦ 式，代入數(shù)據(jù)得 Q2＝ J⑧ (3)由題意知，撤去外力前、后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶ Q2＝ 2∶ 1，可得 Q1＝ J⑨ 在金屬棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，外力 F 克服安培力做功，由功能關(guān)系可知 WF＝ Q1＋ Q2⑩ 由 ⑧⑨⑩ 式得 WF＝ J. 答案 (1) C (2) J (3) J 1． (對楞次定律的理解與應(yīng)用 )(單選 )如圖 6所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線 abcd 構(gòu)成回路， 導(dǎo)線所在區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)，導(dǎo)線 abcd 所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按下列哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體圓環(huán)將 受到向上的磁場作用力 ( ) 圖 6 答案 A 解析 根據(jù)楞次定律的另一種表述，可見原磁場磁通量減小，即螺線管和 abcd 構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，才能使導(dǎo)體圓環(huán)受到向上的磁場作用力．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E＝ nΔBΔtS，則感應(yīng)電流 I＝ nΔB18
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