備戰(zhàn)高考物理二輪-法拉第電磁感應(yīng)定律-專項(xiàng)培優(yōu)-易錯(cuò)-難題及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 22:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 B=1T (3)設(shè)ef棒此過程中,產(chǎn)生的熱量為Q,由功能關(guān)系知Ffs=Q+12mv39。2 :帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得出Q= 故本題答案是：（1）F=B2L2vr+R；（2）B=1T；（3）Q=【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，在結(jié)合閉合電路歐姆定律可求出回路中的電流，即可求出安培力的大小，在求熱量時(shí)要利用功能關(guān)系求解。7．如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)＝1m，導(dǎo)軌平面與水平面成＝30176。角，上端連接的電阻．質(zhì)量為m＝、阻值的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，距離導(dǎo)軌最上端d＝4m，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向上．（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，將金屬棒釋放，求金屬棒勻速下滑時(shí)電阻R兩端的電壓；（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與時(shí)間成正比，在外力作用下ab棒保持靜止，當(dāng)t＝；（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律是，在平行于導(dǎo)軌平面的外力F作用下ab棒保持靜止，求此外力F的最大值。【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】本題考查的是導(dǎo)體棒切割磁感線的動(dòng)力學(xué)問題，我們首先把導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況分析清楚，然后結(jié)合相應(yīng)規(guī)律即可求出相應(yīng)參量?！驹斀狻浚?）勻速時(shí)，導(dǎo)體棒收到的安培力等于重力的下滑分力，可得：，求出電動(dòng)勢(shì)為E=4V，所以金屬棒勻速下滑時(shí)電阻R兩端的電壓U=3V（2）設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B=kt，則電路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，安培力的大小為，當(dāng)t=2s時(shí)，外力等于零，可得：，解出k=，最后可得P=I2R=。（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：，根據(jù)可得，最后化簡(jiǎn)可得，所以外力F的取值范圍【點(diǎn)睛】過程比較復(fù)雜的問題關(guān)鍵在于過程分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)和受力進(jìn)行分析。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=?，F(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，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的vt圖像如圖乙所示，01s內(nèi)的vt圖像為過原點(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】本題首先通過對(duì)圖像的分析，得到金屬桿剛開始做勻加速直線運(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?！驹斀狻浚?）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，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．如圖甲所示，水平放置的電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=，左端連接R=，右端緊靠在絕緣墻壁邊，導(dǎo)軌間虛線右邊與墻壁之間的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，虛線與墻壁間的距離為s=10m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。一電阻r=、質(zhì)量為m== ，在t=0時(shí)刻金屬棒受水平向右的大小F=，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，棒滑至墻壁邊后就保持靜止不動(dòng)。求：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力F；(2) 在0～4
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