高考物理專題訓(xùn)練---法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合題分類附詳細(xì)答案(更新版)
【正文】 在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，每根棒在導(dǎo)軌間的部分電阻均為R==20cm的絕緣絲線將兩棒系住，=0時(shí)刻，磁場方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)，整個(gè)過程，：（1）0～；（2）t=.甲 乙【答案】（1）103A a→c→d→b→a （2）105N【解析】【分析】(1) 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔ?Δt求出感應(yīng)電動勢，從而求出感應(yīng)電流；(2)對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，在水平方向上受拉力和安培力，根據(jù)F=BIL求出安培力的大小，從而求出拉力的大小。【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔ?Δt以及安培力的大小公式F=BIL。（1）若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度；（2）若框架固定，導(dǎo)體棒從靜止下滑至某一置時(shí)速度為，此過程程中共有3C的電量通過導(dǎo)體棒，求此過程回路產(chǎn)生的熱量Q；（3）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開始運(yùn)動時(shí)棒的速度。7．研究小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)知識后，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究（如圖所示）：兩個(gè)足夠長的平行導(dǎo)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。（2）a、b兩點(diǎn)間電壓Uab。= J又因?yàn)榫€框每邊產(chǎn)生的熱量相等，故eb邊上產(chǎn)生的焦耳熱：Qeb=Q39。2L線框穿過磁場區(qū)域過程中，力F和安培力都是變力，根據(jù)動能定理有：WFW39。v2)聯(lián)立解得：WFW39。一根電阻為r、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，0?t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒在水平外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，t0時(shí)刻立即撤掉外力，同時(shí)給導(dǎo)體棒瞬時(shí)沖量，此后導(dǎo)體棒向右做勻速直線運(yùn)動，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。5．如下圖所示，MN、PQ為足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，間距L== 30176。=．則：（1），試定性描述金屬棒在斜面上的運(yùn)動情況，并求出它在斜面上運(yùn)動的最大速度；（2）求從高度h=；（3）求合適值d．【答案】（1）3m/s；（2）；（3）．【解析】【詳解】（1）導(dǎo)體棒在斜面上由靜止滑下時(shí)，受重力、支持力、安培力，當(dāng)安培力增加到等于重力的下滑分量時(shí)，加速度減小為零，速度達(dá)到最大值；根據(jù)牛頓第二定律，有： 安培力： 聯(lián)立解得： （2）根據(jù)能量守恒定律，從高度h=：故電阻R產(chǎn)生的熱量為： （3）對從斜面最低點(diǎn)到圓軌道最高點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理，有：①在圓軌道的最高點(diǎn)，重力等于向心力，有：② 聯(lián)立①②解得：8．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=，上端接有電阻R=，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度B=。；（2）若金屬棒下滑距離為60m時(shí)速度恰達(dá)到最大，金屬棒由靜止開始下滑100m的過程中，；（3）改變電阻箱R2的值，當(dāng)R2為4Ω時(shí)，金屬棒勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大，．【解析】【分析】（1）電鍵S打開，ab棒做勻加速直線運(yùn)動，由速度圖象求出加速度，由牛頓第二定律求解斜面的傾角α．開關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒最終做勻速直線運(yùn)動，由F安=BIL，I=得到安培力表達(dá)式，由重力的分力mgsinα=F安，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B．（2）金屬棒由靜止開始下滑100m的過程中，重力勢能減小mgSsinα，轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能和整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱，由能量守恒求解電熱．（3）改變電阻箱R2的值后，由金屬棒ab勻速運(yùn)動，得到干路中電流表達(dá)式，推導(dǎo)出R2消耗的功率與R2的關(guān)系式，根據(jù)數(shù)學(xué)知識求解R2消耗的最大功率．【詳解】（1）電鍵S打開，從圖上得：a=gsinα==5m/s2得 sinα=，則得α=30176。 （2）磁通量的變化率為： （3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢的大?。?答：（1）2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量8103Wb（2）磁通量的變化率為4103Wb/s（3）
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