20xx年金版新學(xué)案高三物理一輪復(fù)習(xí)第三課時電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用練習(xí)(更新版)
【正文】 磁場中．一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、邊長為L，每邊電阻均為r，用細線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，線框的a、b兩點通過細導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強磁場中，金屬框下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強磁場中，不計其余電阻和細導(dǎo)線對a、b點的作用力．現(xiàn)用一電動機以恒定功率沿導(dǎo)軌水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運動，從導(dǎo)體棒開始運動計時，懸掛金屬框的細線拉力FT隨時間的變化如圖乙所示．求：(1)穩(wěn)定后通過ab邊的電流；(2)穩(wěn)定后導(dǎo)體棒ef運動的速度；(3)電動機的牽引功率P.【解析】 (1)取金屬框為研究對象，從t0時刻開始拉力恒定，故電路中電流恒定．設(shè)ab邊中電流為I1，cd邊中電流為I2，由受力平衡得：BI1L＋FT＝Mg＋BI2LFT＝I1∶I2＝(3r)∶r解得I1＝.(2)設(shè)總電流為I，由閉合電路歐姆定律得：I＝R＝r＋rE＝BdvI1＋I2＝I而I1∶I2＝(3r)∶r，I1＝解得v＝.(3)由電動機的牽引功率恒定得P＝Fv對導(dǎo)體棒有：F＝μmg＋BId由以上各式聯(lián)立解得：P＝.【答案】 (1) (2) (3)10．(2009年浙江六校聯(lián)考)導(dǎo)體棒的電阻R＝2 Ω，質(zhì)量m＝ kg，長L＝ m，導(dǎo)體棒MN架在光滑的金屬框架上，金屬框架與水平面的夾角為30176。如圖所示，它們處于磁感應(yīng)強度B為1 T的勻強磁場中， s后導(dǎo)體棒沿斜面向上滑行的距離是3 m時，MN剛好獲得穩(wěn)定的速度，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為5 V、1 A，電動機內(nèi)阻r為1 Ω，不計框架電阻及一切摩擦，求：(1)導(dǎo)體棒能達到的穩(wěn)定速度；(2)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量．【解析】 (1)電動機的機械功率P＝UI－Ir2＝4 W導(dǎo)體棒在斜面上受力如圖所示，導(dǎo)體棒在拉力F的作用下做加速度越來越小的加速運動，當(dāng)導(dǎo)體棒達到穩(wěn)定速度時，受力平衡，則mgsin α＋FA＝F即mgsin α＋＝解得v＝4 m/s.(2)在導(dǎo)體棒上升的過程中能量守恒Pt＝mgssin α＋mv2＋＝ J.【答案】 (1)4 m/s (2) J
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