高考物理備考之電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)-易錯-難題篇附詳細(xì)答案-免費(fèi)閱讀
【正文】 由于通過棒的電流是按指數(shù)遞減的，那么棒受到的安培力也是按指數(shù)遞減的，由牛頓第二定律知，它的加速度是按指數(shù)遞減的，故at圖像如圖：由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導(dǎo)體棒受安培力運(yùn)動，而導(dǎo)體棒運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢會給電容器充電。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸。通過電阻的電荷量。【答案】(1) (2) (3) 【解析】【詳解】（1）設(shè)金屬棒下滑的最大速度為，由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律得由平衡條件得聯(lián)立解得；（2）金屬棒由靜止開始下滑到恰好勻速運(yùn)動的過程，由動量定理得又聯(lián)立解得；（3）由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律得由能量守恒定律得聯(lián)立解得?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻浚?）開始時，a棒向下運(yùn)動，b棒受到向左的安培力，所以b棒開始向左運(yùn)動，當(dāng)b棒開始運(yùn)動時有對a棒聯(lián)立解得（2）由動量定理得對a棒其中聯(lián)立解得 （3）設(shè)a棒的加速度為a1，b棒的加速度為a2，則有且當(dāng)穩(wěn)定后，I保持不變，則可得聯(lián)立解得兩棒最后做勻加速運(yùn)動，有a1=，a2=6．如圖，水平面（紙面）內(nèi)同距為的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為的金屬桿置于導(dǎo)軌上，t＝0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動．時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動．桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為．重力加速度大小為g．求（1）金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大??；（2）電阻的阻值．【答案】 ； R=【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：ma=Fμmg ①設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時的速度為v，由運(yùn)動學(xué)公式有：v=at0 ②當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運(yùn)動時，由法拉第電磁感應(yīng)定律，桿中的電動勢為:E=Blv ③聯(lián)立①②③式可得: ④（2）設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運(yùn)動時，金屬桿的電流為I，根據(jù)歐姆定律：I= ⑤式中R為電阻的阻值．金屬桿所受的安培力為： ⑥因金屬桿做勻速運(yùn)動，由牛頓運(yùn)動定律得：F–μmg–f=0 ⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式得: R=7．如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R＝4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。不計(jì)其他電阻，導(dǎo)體棒MN始終與導(dǎo)軌垂直，忽略導(dǎo)體棒MN的重力。求：(1)電容器帶電量的最大值；(2)導(dǎo)體棒能夠達(dá)到的最大速度vm。棒經(jīng)過MN后做勻加速直線運(yùn)動，加速度由，解得(3)棒在兩邊界之間運(yùn)動時，框架所受摩擦力大小為方向沿斜面向上棒進(jìn)入PQ時，框架受到的安培力沿斜面向上，所受摩擦力大小為向沿斜面向下以后，棒做加速度減小的減速運(yùn)動，最后做勻速運(yùn)動。解得：根據(jù)安培力公式有：2．如圖所示，足夠長的U型金屬框架放置在絕緣斜面上，斜面傾角，框架的寬度，質(zhì)量，框架電阻不計(jì)。勻速運(yùn)動時，框架所受安培力為方向沿斜面向上?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）電容器兩極板的電壓電容器的帶電量（2）電容器放電后剩余的電量由動量定理得解得4．如圖1所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量m=1kg、足夠長的U型金屬導(dǎo)軌abcd，間距L=1m。求：（1）在2s內(nèi)外力F隨時間t的變化規(guī)律；（2）在整個運(yùn)動過程中，電路消耗的焦耳熱Q；（3）在整個運(yùn)動過程中，U型導(dǎo)軌bc邊速度與位置坐標(biāo)x的函數(shù)關(guān)系式。質(zhì)量為m＝，長為L＝，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知導(dǎo)體棒電阻為r＝1Ω，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒下滑過程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，(g＝10m/s2)。12．如圖所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)．水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個有界勻強(qiáng)磁場，相距一段距離不重疊，磁場Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下．質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場Ⅱ的右邊界CD處．現(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動．設(shè)兩金屬棒運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．（1）若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水
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