【物理】培優(yōu)易錯試卷法拉第電磁感應(yīng)定律輔導(dǎo)專題訓(xùn)練及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-30 22:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 棒落到地面后的距離（3）由能量守恒定律可知，a棒開始運動至b棒離開軌道的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱：解得：7．如圖，平行長直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，兩導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌左端MP間接有一阻值為的定值電阻，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放在距離左端處，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻均忽略不計整個裝置處在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中，時刻，磁場方向豎直向下，此后，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化如圖所示，不計感應(yīng)電流磁場的影響當(dāng)時，突然使ab棒獲得向右的速度，同時在棒上施加一方向水平、大小可變化的外力F，保持ab棒具有大小為恒為、方向向左的加速度，?。髸r棒所受到的安培力；分析前3s時間內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況并求前3s內(nèi)棒所受的摩擦力f隨時間t變化的關(guān)系式；從時刻開始，當(dāng)通過電阻R的電量時，ab棒正在向右運動，此時撤去外力F，此后ab棒又運動了后靜止求撤去外力F后電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．【答案】(1)，方向水平向右(2) (3)【解析】【詳解】解：由圖b知： 時棒的速度為零，故回路中只有感生感應(yīng)勢為： 感應(yīng)電流為： 可得時棒所受到的安培力：，方向水平向右； 棒與軌道間的最大摩擦力為：故前3s內(nèi)導(dǎo)體棒靜止不動，由平衡條件得： 由圖知在內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為： 聯(lián)立解得：； 前3s內(nèi)通過電阻R的電量為： 設(shè)3s后到撤去外力F時又運動了，則有： 解得： 此時ab棒的速度設(shè)為，則有： 解得： 此后到停止，由能量守恒定律得：可得：8．如圖所示，兩彼此平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，左端與一光滑絕緣的曲面相切，右端接一水平放置的光滑“”形金屬框架NDQ，∠NDQ=1200，ND與DQ的長度均為L，MP右側(cè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場．導(dǎo)軌MN、PQ電阻不計，金屬棒與金屬框架NDQ單位長度的電阻值為r，金屬棒質(zhì)量為m，長度與MN、PQ之間的間距相同，與導(dǎo)軌MN、PQ的動摩擦因數(shù)為．現(xiàn)讓金屬棒從曲面上離水平面高h(yuǎn)的位置由靜止釋放，金屬棒恰好能運動到NQ邊界處．(1)剛進(jìn)入磁場時回路的電流強(qiáng)度i0；(2)棒從MP運動到NQ所用的時間為t，求導(dǎo)軌MN、PQ的長度s；(3)棒到達(dá)NQ后，施加一外力使棒以恒定的加速度a繼續(xù)向右運動，求此后回路中電功率的最大值pmax．【答案】；；【解析】【詳解】解：(1)金屬棒從光滑絕緣曲面向下運動，機(jī)械能守恒，設(shè)剛進(jìn)入MP邊界時，速度大小為，則： 解得： 剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢： 導(dǎo)軌寬度： 回路電阻： 聯(lián)立可得： (2)設(shè)長度為S，從MP到NQ過程中的任一時刻，速度為，在此后無窮小的時間內(nèi)，根據(jù)動量定理： 得： (3)金屬棒勻加速運動， 切割磁感線的有效長度為： 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢： 回路的瞬時電阻：功率：金屬棒運動到D點，所需的時間設(shè)為，則有： 解得： 當(dāng)時， 9．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，與水平面間的夾角θ＝30176。，間距L＝ m，上端接有阻值R＝ Ω的電阻．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝ T，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上．一質(zhì)量m＝ kg，電阻r＝ Ω的導(dǎo)體棒MN，在平行于導(dǎo)軌的外力F作用下，由靜止開始向上做勻加速運動，運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好．當(dāng)棒的位移d＝9 m時，電阻R上消耗的功率為P＝ W．其它電阻不計，g取10 m/：(1)此時通過電阻R上的電流；(2)這一過程通過電阻R上的電荷量q；(3)此時作用于導(dǎo)體棒上的外力F的大?。敬鸢浮浚?）3A（2）（3）2N【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)熱功率：P＝I2R，解得：(2)回路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢：由歐姆定律得：得電流和電量之間關(guān)系式：代入數(shù)據(jù)得：(3)此時感應(yīng)電流I＝3A，由解得此時速度：由勻變速運動公式：v2＝2ax，解得：對導(dǎo)體棒由牛頓第二定律得：F－F安－mgsin30176。＝ma，即：F－BIL－mgsin30176。＝ma，解得：F＝ma＋BIL＋mgsin30176。＝2 N【點睛】本題考查電功率，電量表達(dá)式及電磁感應(yīng)電動勢表達(dá)式結(jié)合牛頓第二定律求解即可，難度不大，本題中加速度的求解是重點．【考點】動生電動勢、全電路的歐姆定律、牛
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