【物理】物理法拉第電磁感應(yīng)定律的專項(xiàng)培優(yōu)易錯(cuò)試卷練習(xí)題及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-30 22:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 E1＝BLv1解得：；由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，則 v=at 感應(yīng)電流 金屬桿受到的安培力 F安 =BIL 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律 F－F安＝ma 可得； (2) 金屬桿從 ef運(yùn)動(dòng)到cd過(guò)程中，位移 電阻R1上通過(guò)的電荷量： 聯(lián)立解得：；(3) 金屬桿從cd運(yùn)動(dòng)到ab的過(guò)程中，由能量守恒定律可得 因此電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為 可得 ?！军c(diǎn)睛】此題為一道綜合題，牽涉知識(shí)點(diǎn)較多，明確求電動(dòng)勢(shì)、安培力、焦耳熱的方法是解題的關(guān)鍵，靈活利用法拉第電磁感應(yīng)定律和能量守恒的結(jié)論是解題的捷徑。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(zhǎng)=，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(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=。現(xiàn)將質(zhì)量m=、電阻r=，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過(guò)程中的vt圖像如圖乙所示，01s內(nèi)的vt圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線，2s后的vt圖像為平行于t軸的橫線，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：(1)金屬桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的大?。?2)已知金屬桿ab在t=2s時(shí)在磁場(chǎng)中下落了h=，則桿從靜止下落2s的過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量是多少？【答案】(1)I1=5A (2)QR=【解析】【分析】本題首先通過(guò)對(duì)圖像的分析，得到金屬桿剛開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可以利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與閉合電路的相關(guān)知識(shí)求解，其次抓住圖中勻速可以列出平衡式子，對(duì)于非勻變速可以從能量角度列示求解。【詳解】（1）由圖乙可知，t=1s時(shí)，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng) v1=gt E1=BLv1 I1=E1R+r 聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得 I1=5A（2）由第1問(wèn)，v1=10m/s，2s后金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)，由：mg=BI2LI2=E2R+rE2 = BLv2，代入數(shù)據(jù)得：v2=5m/s金屬桿下落過(guò)程有：Q=12mv1212mv22+mghQR=RR+rQ代入數(shù)據(jù)得QR=【點(diǎn)睛】本題強(qiáng)化對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)，圖像中兩段運(yùn)動(dòng)比較特殊，一段是勻加速，一段是勻速，這個(gè)是解題的突破口，可以用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合電路相關(guān)公式求解問(wèn)題。對(duì)于非勻變速突出從能量角度找突破口列示求解。9．如圖所示，兩根相距d=1m的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于xoy豎直面內(nèi)，兩金屬導(dǎo)軌一端接有阻值為R=2Ω的電阻．在y＞0的一側(cè)存在垂直紙面的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)大小沿x軸均勻分布，沿y軸大小按規(guī)律分布。一質(zhì)量為m=、阻值r=1Ω的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直，在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)接觸良好，當(dāng)t=0時(shí)位于y=0處，速度v0=4m/s，方向沿y軸的正方向。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有一大小可調(diào)節(jié)、方向?yàn)樨Q直向上的外力F作用于金屬桿以保持金屬桿的加速度恒定，大小為a，方向沿y軸的負(fù)方向．設(shè)導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g。求：(1)當(dāng)金屬直桿的速度大小v=2m/s時(shí)金屬直桿兩端的電壓；(2)當(dāng)時(shí)間分別為t=3s和t=5s時(shí)外力F的大?。?(3)R的最大電功率?！敬鸢浮浚?） (2) 。 (3) 【解析】(1)當(dāng)金屬桿的速度大小為v=2m/s此時(shí)的位移此時(shí)的磁場(chǎng)此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)金屬直桿兩端的電壓(2)金屬直桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間滿足當(dāng)t=3s時(shí)，金屬直桿向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度位移所以由牛頓第二定律得解得當(dāng)時(shí)，金屬直桿已向上離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域由解得： (3)設(shè)金屬直桿的速度為v時(shí)，回路中的電流為I，R的電功率為P ， ， 當(dāng)即m/s時(shí)P最大W【點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合題，解決本題的關(guān)鍵抓住金屬桿做勻變速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式、牛頓第二定律進(jìn)行求解．10．如圖所示，光滑、足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的間距為l，所在平面與水平面成θ角，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．兩導(dǎo)軌的一端接有阻值為R的電阻．質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，且m由一根輕繩通過(guò)一個(gè)定滑輪與質(zhì)量為M的靜止物塊相連，物塊被釋放后，拉動(dòng)金屬棒ab加速運(yùn)動(dòng)H距離后，金屬棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)．求：（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）（1）金屬棒αb以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩端的電勢(shì)差Uab；（2）物塊運(yùn)動(dòng)H距離過(guò)程中電阻R產(chǎn)
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