備戰(zhàn)高考物理壓軸題之法拉第電磁感應(yīng)定律(備戰(zhàn)高考題型整理-突破提升)含詳細答案-免費閱讀
【正文】 后輪勻速轉(zhuǎn)動時，用電壓表測得a、b間電壓U=0．6V。（2）桿在向右運動過程中速度逐漸減小、感應(yīng)電動勢逐漸減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流逐漸減小，通過電阻R的電流i隨時間變化規(guī)律的圖象如圖所示：（3）當ab桿以初速度0開始切割磁感線時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路開始給電容器充電，有電流通過ab桿，桿在安培力的作用下做減速運動，隨著速度減小，安培力減小，加速度也減小，桿做加速度減小的減速運動?，F(xiàn)給ab桿一個初速度v0，使桿向右運動。(2)由圖可以知道:導體棒開始運動時加速度a1=5m/s2 ,初速度v0=0 ,導體棒中無電流.由牛頓第二定律知Ff=ma 計算得出:F=2N 由圖可以知道:當導體棒的加速度a=0時,開始以v=3m/s 做勻速運動此時有:FfF安=0 解得:B=1T (3)設(shè)ef棒此過程中,產(chǎn)生的熱量為Q,由功能關(guān)系知Ffs=Q+12mv39。3．如圖(a)所示，一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1, 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導線的電阻不計．求 (1) 0~t0時間內(nèi)圓形金屬線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小E；(2) 0~t1時間內(nèi)通過電阻R1的電荷量q．【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律有 ①（2）由題意可知總電阻 R總=R+2R=3 R ② 由閉合電路的歐姆定律有電阻R1中的電流 ③0~t1時間內(nèi)通過電阻R1的電荷量 ④ 由①②③④式得4．研究小組同學在學習了電磁感應(yīng)知識后，進行了如下的實驗探究（如圖所示）：兩個足夠長的平行導軌（MNPQ與M1P1Q1）間距L=，光滑傾斜軌道和粗糙水平軌道圓滑連接，水平部分長短可調(diào)節(jié)，傾斜軌道與水平面的夾角θ=37176。導軌上端電阻R=，其他電阻不計．導軌放在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=．金屬棒ab從上端由靜止開始下滑，金屬棒ab的質(zhì)量m=．（sin37176。，；＝ma，即：F－BIL－mgsin30176。代入數(shù)據(jù)得：F2＝－ N(負號說明力的方向沿斜面向下)(3)MN棒做變加速直線運動，當x＝5 m時，v＝＝5 m/s＝2 m/s因為速度v與位移x成正比，所以電流I、安培力也與位移x成正比，安培力做功：【點睛】本題是雙桿類型，分別研究它們的情況是解答的基礎(chǔ)，運用力學和電路．關(guān)鍵要抓住安培力與位移是線性關(guān)系，安培力的平均值等于初末時刻的平均值，從而可求出安培力做功．8．如圖1所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN和PQ，兩導軌間距為l，電阻均可忽略不計。當電容器兩端電壓與感應(yīng)電動勢相等時，充電結(jié)束，桿以恒定的速度做勻速直線運動。自行車后輪置于垂直車身平面向里的勻強磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中轉(zhuǎn)動時，可等效成一導體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動。【答案】(1) (2) （3） 【解析】(1)棒進入磁場之前對ab受力分析由牛頓第二定律得由勻變速直線位移與時間關(guān)系則由勻變速直線運動速度與時間關(guān)系得金屬棒受到的安培力 (2)由上知，棒進人磁場時,則金屬棒作勻速運動，勻速運動時間3～4s棒在絕緣墻壁處靜止不動則在0～4s時間內(nèi)通過電阻R的電量 (3)由上知在金屬棒在勻強磁場中勻速運動過程中產(chǎn)生的4～5s由楞次定律得感應(yīng)電流方向為順時針，由左手定則知金屬棒受到的安培力水平向右，則金屬棒仍在絕緣墻壁處靜止不動，由法拉第電磁感應(yīng)定律得焦耳熱在0～5s時間內(nèi)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱【點睛】本題根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式結(jié)合分析棒的運動情況，關(guān)鍵是求解安培力．當棒靜止后磁場均勻變化，回路中產(chǎn)生恒定電流，由焦耳定律求解熱量．13．如圖甲所示為發(fā)電機的簡化模型，固定于絕緣水平桌面上的金屬導軌，處在方向豎直向下的勻強磁場中，導體棒ab在水平向右的拉力F作用下，以水平速度v沿金屬導軌向右做勻速直線運動，導體棒ab始終與金屬導軌形成閉合回路．已知導體棒ab的長度恰好等于平行導軌間距l(xiāng)，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，忽略摩擦阻力．(1)求導體棒ab運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I；(2)從微觀角度看，導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢是由于導體內(nèi)部的自由電荷受到沿棒方向的洛倫茲力做功而產(chǎn)生的．如圖乙(甲圖中導體棒ab)所示，為了方便，可認為導體棒ab中的自由電荷為正電荷，每個自由電荷的電荷量為q，設(shè)導體棒ab中總共有N個自由電荷．；，推導非靜電力做功的功率等于拉力做功的功率．【答案】(1) (2) 宏觀角度【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢導體棒水平向右勻速運動，受力平衡
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