備戰(zhàn)高考物理知識(shí)點(diǎn)過(guò)關(guān)培優(yōu)易錯(cuò)試卷訓(xùn)練∶法拉第電磁感應(yīng)定律及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 22:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)n個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，求導(dǎo)體棒穿越磁場(chǎng)區(qū)1的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q。（2）對(duì)導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力F0，讓它從磁場(chǎng)1左側(cè)邊界處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)距離為x02時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，求棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)1所用的時(shí)間t。（3）對(duì)導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒定拉力F1，讓它從距離磁場(chǎng)區(qū)1左側(cè)x=x0的位置由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)1時(shí)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，此后在不同的磁場(chǎng)區(qū)施加不同的水平拉力，使棒ab保持該勻速運(yùn)動(dòng)穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，求棒ab通過(guò)第i磁場(chǎng)區(qū)時(shí)的水平拉力Fi和棒ab通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程中回路產(chǎn)生的電熱Q?！敬鸢浮竣?；⑵；⑶【解析】試題分析:⑴電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)電阻的電荷量。導(dǎo)體棒穿過(guò)1區(qū)過(guò)程。解得（2）棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則設(shè)棒在前x0/2距離運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，則由動(dòng)量定律：F0 t1BqL=mv；解得：設(shè)棒在后x0/2勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則所以棒通過(guò)區(qū)域1所用的總時(shí)間：（3）進(jìn)入1區(qū)時(shí)拉力為，速度，則有。解得；。進(jìn)入i區(qū)時(shí)的拉力。導(dǎo)體棒以后通過(guò)每區(qū)都以速度做勻速運(yùn)動(dòng)，由功能關(guān)系有解得?？键c(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化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(zhǎng)度均為L(zhǎng)，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(chǎng)．導(dǎo)軌MN、PQ電阻不計(jì)，金屬棒與金屬框架NDQ單位長(zhǎng)度的電阻值為r，金屬棒質(zhì)量為m，長(zhǎng)度與MN、PQ之間的間距相同，與導(dǎo)軌MN、PQ的動(dòng)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(yùn)動(dòng)到NQ邊界處．(1)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路的電流強(qiáng)度i0；(2)棒從MP運(yùn)動(dòng)到NQ所用的時(shí)間為t，求導(dǎo)軌MN、PQ的長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，設(shè)剛進(jìn)入MP邊界時(shí)，速度大小為，則： 解得： 剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： 導(dǎo)軌寬度： 回路電阻： 聯(lián)立可得： (2)設(shè)長(zhǎng)度為S，從MP到NQ過(guò)程中的任一時(shí)刻，速度為，在此后無(wú)窮小的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理： 得： (3)金屬棒勻加速運(yùn)動(dòng)， 切割磁感線的有效長(zhǎng)度為： 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： 回路的瞬時(shí)電阻：功率：金屬棒運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，所需的時(shí)間設(shè)為，則有： 解得： 當(dāng)時(shí)， 9．如圖為電磁驅(qū)動(dòng)與阻尼模型，在水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，左端接有阻值為R的定值電阻，其間有垂直軌道平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩軌道間距及磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)．質(zhì)量為m的金屬棒ab靜置于導(dǎo)軌上，當(dāng)磁場(chǎng)沿軌道向右運(yùn)動(dòng)的速度為v時(shí)，棒ab恰好滑動(dòng)．棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終在磁場(chǎng)范圍內(nèi)，并與軌道垂直且接觸良好，軌道和棒電阻均不計(jì)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．（1）判斷棒ab剛要滑動(dòng)時(shí)棒中的感應(yīng)電流方向，并求此時(shí)棒所受的摩擦力f大??；（2）若磁場(chǎng)不動(dòng)，將棒ab以水平初速度2v運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)，求棒ab運(yùn)動(dòng)位移x及回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）若t=0時(shí)棒ab靜止，而磁場(chǎng)從靜止開(kāi)始以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于棒ab運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像哪個(gè)可能是正確的？請(qǐng)分析說(shuō)明棒各階段的運(yùn)動(dòng)情況．【答案】(1)；(2) ；(3)丙圖正確【解析】【詳解】（1）根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向a至b 依題意得，棒剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，受摩擦力等于安培力：f=FA又有FA=BI1L，聯(lián)立解得：（2）設(shè)棒的平均速度為，根據(jù)動(dòng)量定理可得：又有， 聯(lián)立得： 根據(jù)動(dòng)能定理有：根據(jù)功能關(guān)系有：Q=WA 得：Q=mv2 （3）丙圖正確 當(dāng)磁場(chǎng)速度小于v時(shí)，棒ab靜止不動(dòng)；當(dāng)磁場(chǎng)速度大于v時(shí)，E=BLΔv，棒ab的加速度從零開(kāi)始增加，a棒a時(shí)，Δv逐漸增大，電流逐漸增大，F(xiàn)A逐漸增大，棒做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)a棒=a時(shí)，Δv保持不變，電流不變，F(xiàn)A不變，棒ab的加速度保持不變，開(kāi)始做勻加速運(yùn)
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