備戰(zhàn)高考物理復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律專項推斷題綜合練含詳細(xì)答案(完整版)
【正文】 ，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好．已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R，ab棒的質(zhì)量、阻值均未知，區(qū)域Ⅱ沿斜面的長度為2l，在t＝tx時刻(tx未知)ab棒恰進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，：圖(a) 圖(b)(1)通過cd棒電流的方向和區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場的方向；(2)當(dāng)ab棒在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運(yùn)動時，cd棒消耗的電功率；(3)ab棒開始下滑的位置離EF的距離；(4)ab棒開始下滑至EF的過程中回路中產(chǎn)生的熱量．【答案】(1)電流方向由d到c，區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場方向為垂直于斜面向上；(2)m2g2Rsin2θB2l2 (3)3l (4)4mglsinθ 【解析】【詳解】(1)由右手定則可知通過cd棒電流的方向為d到c；再由左手定則可判斷區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場垂直于斜面向上．(2)cd棒平衡，BIl＝mgsin θ，得I=mgsinθBl cd棒消耗的電功率P＝I2R，得P=m2g2Rsin2θB2l2 (3)ab棒在到達(dá)區(qū)域Ⅱ前做勻加速直線運(yùn)動，a＝Fm＝gsinθ. cd棒始終靜止不動，ab棒在到達(dá)區(qū)域Ⅱ前、后，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，則ab棒在區(qū)域Ⅱ中一定做勻速直線運(yùn)動，可得ΔΦΔt=Blvt，Bl?2ltx=Blgsinθtx 所以tx=2lgsinθ.ab棒在區(qū)域Ⅱ中做勻速直線運(yùn)動的速度vt=2glsinθ 則ab棒開始下滑的位置離EF的距離h＝12atx2＋2l＝3l (4)ab棒在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動的時間t2=2lvt=2lgsinθ ab棒從開始下滑至EF的總時間：t=tx+t2=22lgsinθ ab棒從開始下滑至EF的過程中閉合回路中產(chǎn)生的熱量：Q＝EIt總＝BlvtIt總＝4mglsinθ 故本題答案是：(1)電流方向由d到c，區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場方向為垂直于斜面向上；(2)m2g2Rsin2θB2l2 (3)3l (4)4mglsinθ【點睛】題目中cd棒一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明cd棒受到的安培力是恒力并且大小應(yīng)該和導(dǎo)體棒的重力分量相等，要結(jié)合并把握這個條件解題即可。（2）a、b兩點間電壓Uab?！敬鸢浮?1)E=Blv , I=Blv/R (2)P=B2l2v2/R (3)F=B2l2v/R + μmg【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=Blv ①則導(dǎo)體棒中的電流大小為： 則可得 ②(2)電阻R消耗的功率：P=I2R ③聯(lián)立②③可解得： ④(2)由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動，故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和，則水平外力：F=μmg+F安 ⑤安培力： ⑥則拉力為： ⑦【點睛】本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識的綜合，安培力是聯(lián)系力與電磁感應(yīng)的橋梁，安培力經(jīng)驗公式 是常用的式子．6．如圖所示，平等光滑金屬導(dǎo)軌AA1和CC1與水平地面之間的夾角均為θ，兩導(dǎo)軌間距為L，A、C兩點間連接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m、電阻也為R的直導(dǎo)體棒EF跨在導(dǎo)軌上，兩端與導(dǎo)軌接觸良好。＝)【答案】（1）4m／s2（2）10m/s（3），方向垂直導(dǎo)軌平面向上 【解析】試題分析： （1）金屬棒開始下滑的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律：①由①式解得＝10（－）m／s2=4m／s2②（2）設(shè)金屬棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定時，速度為，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡③此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻消耗的電功率：④由③、④兩式解得⑤（3）設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BI=vBlR⑥⑦由⑥、⑦兩式解得B=PRvl=82101T=⑧磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上考點： 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；牛頓第二定律【名師點睛】本題主要考查了導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、牛頓第二定律
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