【物理】物理電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況的專項(xiàng)培優(yōu)-易錯(cuò)-難題練習(xí)題附詳細(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】 的安培力，所以b棒開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)b棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)有對(duì)a棒聯(lián)立解得（2）由動(dòng)量定理得對(duì)a棒其中聯(lián)立解得 （3）設(shè)a棒的加速度為a1，b棒的加速度為a2，則有且當(dāng)穩(wěn)定后，I保持不變，則可得聯(lián)立解得兩棒最后做勻加速運(yùn)動(dòng)，有a1=，a2=7．如圖所示，在傾角為θ的斜面內(nèi)有兩條足夠長(zhǎng)的不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上端連有阻值為R的電阻；在垂直于導(dǎo)軌邊界ab上方軌道空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌向上的均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1。邊界ab下方導(dǎo)軌空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2。電阻也為R、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，磁場(chǎng)B1隨時(shí)間均勻減小，且邊界ab上方軌道平面內(nèi)磁通量變化率大小為k，MN靜止且受到導(dǎo)軌的摩擦力為零；撤去磁場(chǎng)B2，MN從靜止開(kāi)始在較短的時(shí)間t內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)通過(guò)的距離為x。重力加速度為g。(1)求磁場(chǎng)B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?2)求導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌之間動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)若再撤去B1，恢復(fù)B2，MN從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，求其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能?！敬鸢浮?1)；(2)；(3)【解析】【分析】【詳解】(1)當(dāng)磁場(chǎng)B1隨時(shí)間均勻減小，設(shè)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，感應(yīng)電流為I，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律根據(jù)閉合電路歐姆定律MN靜止且受到導(dǎo)軌的摩擦力為零，受力平衡解得(2)撤去磁場(chǎng)B2，設(shè)MN從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為a，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則根據(jù)牛頓第二定律解得(3)若再撤去B1，恢復(fù)B2，設(shè)MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為vm，最大動(dòng)能為Ekm，穩(wěn)定時(shí)導(dǎo)體切割磁感線通過(guò)回路的感應(yīng)電流安培力為最大動(dòng)能聯(lián)立方程解得8．如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于水平面內(nèi)的導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒PQ垂直放在間距為l的平行導(dǎo)軌上，通過(guò)輕繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的物塊A連接。接通電路，導(dǎo)體棒PQ在安培力作用下從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，最終以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體棒PQ的電量為q，A上升的高度為h。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，重力加速度為g。不計(jì)一切摩擦和導(dǎo)軌電阻，求：(1)當(dāng)導(dǎo)體棒PQ勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E’；(2)當(dāng)導(dǎo)體棒PQ勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒中電流大小I及方向；(3)A上升h高度的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。【答案】(1) ；(2) ，方向?yàn)镻到Q；(3)【解析】【分析】【詳解】(1)當(dāng)導(dǎo)體棒PQ最終以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(2)當(dāng)導(dǎo)體棒PQ勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力方向向左，對(duì)導(dǎo)體棒有又因?yàn)槁?lián)立得根據(jù)左手定則判斷I的方向?yàn)镻到Q。(3) 根據(jù)能量守恒可知，A上升h高度的過(guò)程中，電源將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量，則有則回路中的電熱為9．如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過(guò)寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求：(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；(2)線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；(3)線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.【答案】(1) (2) (3) 【解析】【分析】(1)下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)說(shuō)明線框所受力：重力、空氣阻力及向上的安培力的合力為零.(2)對(duì)比線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度（設(shè)為h），然后下落相同高度h到勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩個(gè)階段受力情況不同，合力做功不同，由動(dòng)能定理：線框從離開(kāi)磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程．(3)求解焦耳熱Q，需要特別注意的是線框向上穿過(guò)磁場(chǎng)是位移是a+b而不是b，這是易錯(cuò)的地方【詳解】(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，由平衡知識(shí)有：解得：(2)線框從離開(kāi)磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理：線圈從最高點(diǎn)落至進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間：聯(lián)立解得：(3)線框在向上通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，由能量守恒定律有：而解得：即線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為【點(diǎn)睛】此類問(wèn)題的關(guān)鍵是明確所研究物體運(yùn)動(dòng)各個(gè)階段的受力情況，做功情況及能量轉(zhuǎn)化情況，選擇利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解決針對(duì)性的問(wèn)題，由于過(guò)程分析不明而易出現(xiàn)錯(cuò)誤.1
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