全國(guó)高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合高考模擬和真題分類(lèi)匯總附詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 22:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 順時(shí)針，由左手定則知金屬棒受到的安培力水平向右，則金屬棒仍在絕緣墻壁處?kù)o止不動(dòng)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得焦耳熱在0～5s時(shí)間內(nèi)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱【點(diǎn)睛】本題根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合分析棒的運(yùn)動(dòng)情況，關(guān)鍵是求解安培力．當(dāng)棒靜止后磁場(chǎng)均勻變化，回路中產(chǎn)生恒定電流，由焦耳定律求解熱量．8．如圖所示，在傾角為的斜面上，固定一寬度為的足夠長(zhǎng)平行金屬光滑導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器．電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為．質(zhì)量的金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好．整個(gè)裝置處于垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為．導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，?。?1)如果保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，滑動(dòng)變阻器接入到電路中的阻值是多少；(2)如果拿走電源，直接用導(dǎo)線接在兩導(dǎo)軌上端，滑動(dòng)變阻器阻值不變化，求金屬棒所能達(dá)到的最大速度值；(3)在第(2)問(wèn)中金屬棒達(dá)到最大速度前，某時(shí)刻的速度為，求此時(shí)金屬棒的加速度大?。敬鸢浮?1) (2) (3) 【解析】(1)因?yàn)榻饘侔綮o止在金屬軌道上，受力平衡，如圖所示，安培力根據(jù)平衡條件知聯(lián)立得設(shè)變阻器接入電路的阻值為，根據(jù)閉合電路歐姆定律，聯(lián)立計(jì)算得出．(2)金屬棒達(dá)到最大速度時(shí)，將勻速下滑，此時(shí)安培力大小，回路中電流大小應(yīng)與上面情況相同，即金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)， ，由得．(3)當(dāng)棒的速度為，所受的安培力大小為；根據(jù)牛頓第二定律得： 計(jì)算得出： ．【點(diǎn)睛】本題是金屬棒平衡問(wèn)題和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，關(guān)鍵分析受力情況，特別是分析和計(jì)算安培力的大?。?．如圖所示，無(wú)限長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為q＝30176。的絕緣斜面上，軌道間距L＝1m，底部接入一阻值為R＝，上端開(kāi)口。垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝T。一質(zhì)量為m＝2kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，ab連入導(dǎo)軌間的電阻r＝，電路中其余電阻不計(jì)．現(xiàn)用一質(zhì)量為M＝6kg的物體通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與ab相連．由靜止釋放M，當(dāng)M下落高度h＝2m時(shí)．a(chǎn)b開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)中ab始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好），不計(jì)一切摩擦和空氣阻力．取g＝10m/s2．求：（1）ab棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；（2）ab棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR?！敬鸢浮浚?）1m/s；（2）；【解析】(1)對(duì)M：T＝Mg對(duì)m：T＝mgsinq＋F安F安＝BIL回路中感應(yīng)電流 E＝BLvm聯(lián)立得：vm＝1m/s(2)由能量守恒定律知，系統(tǒng)的總能量守恒，即系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能、焦耳熱及摩擦而轉(zhuǎn)化的內(nèi)能之和，有: Q總＝96J電阻R產(chǎn)生的焦耳熱: QR＝【點(diǎn)睛】本題有兩個(gè)關(guān)鍵：一是推導(dǎo)安培力與速度的關(guān)系；二是推導(dǎo)感應(yīng)電荷量q的表達(dá)式，對(duì)于它們的結(jié)果要理解記牢，有助于分析和處理電磁感應(yīng)的問(wèn)題.10．如圖甲所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平面成θ＝30176。的長(zhǎng)直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1＝R2＝2Ω，導(dǎo)軌間距L＝．在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界M1PM2P2的距離d＝，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示．t＝0時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s＝，有一根阻值r＝2Ω的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨(dú)立勻速通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，取重力加速度g＝10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．求： (1)ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(2)在t1＝＝；(3)整個(gè)過(guò)程中，電路產(chǎn)生的總熱量Q．【答案】（1）1m/s（2）4:1（3）0．01 J【解析】試題分析：（1）由mgssinθ=12mv2得v=2gs?sinθ=1m/s（2）棒從釋放到運(yùn)動(dòng)至M1P1的時(shí)間t=vgsinθ=在t1＝0．1 s時(shí)，棒還沒(méi)進(jìn)入磁場(chǎng)，有E1=ΔφΔt=ΔBΔtLd=此時(shí)，R2與金屬棒并聯(lián)后再與R1串聯(lián)R總＝3 ΩU1=E1RR1=由圖乙可知，t=0．2s后磁場(chǎng)保持不變，ab經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)
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