備戰(zhàn)高考物理——電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況的推斷題綜合壓軸題專(zhuān)題復(fù)習(xí)含答案解析(編輯修改稿)
2025-03-31 22:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下是通過(guò)導(dǎo)體棒的．固定在軌道上的電阻，速度不會(huì)變化，顯然沒(méi)有用動(dòng)能定理研究的必要．7．如圖所示，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是一段長(zhǎng)為l、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不計(jì)，ac長(zhǎng)度為．磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有一段長(zhǎng)度為、電阻為的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開(kāi)始時(shí)緊靠ac，然后沿ab方向以恒定速度υ向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與線框保持良好接觸．當(dāng)MN滑過(guò)的距離為時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？【答案】方向a→c【解析】【分析】【詳解】試題分析：MN滑過(guò)的距離為L(zhǎng)/3時(shí)，它與bc的接觸點(diǎn)為P，如下圖所示由圖可知MP長(zhǎng)度為L(zhǎng)/3，MP中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：MP段的電阻為：r=和兩電路的并聯(lián)電阻為由歐姆定律，PM中的電流為：由分流得ac中的電流為：，解得考點(diǎn)：本題考查瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，閉合電路歐姆定律點(diǎn)評(píng)：電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問(wèn)題，關(guān)鍵是弄清電源和外電路的構(gòu)造，然后根據(jù)電學(xué)知識(shí)進(jìn)一步求解8．如圖甲所示。在同一水平面上，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MNPQ間距為，右端接有電阻，EFGH區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)；一根輕質(zhì)彈簧水平放置，左端固定在K點(diǎn)，右端與質(zhì)量為的金屬棒a接觸但不栓接，且與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，彈簧自由伸長(zhǎng)時(shí)a棒剛好在EF處，金屬棒a垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)使金屬棒a在外力作用下緩慢地由EF向左壓縮至AB處鎖定，壓縮量為。此時(shí)在EF處放上垂直于導(dǎo)軌質(zhì)量電阻的靜止金屬棒b。接著釋放金屬棒a，兩金屬棒在EF處碰撞，a彈回并壓縮彈簧至CD處時(shí)速度剛好為零且被鎖定，此時(shí)壓縮量為，b棒向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)從右邊界GH離開(kāi)磁場(chǎng)，金屬棒b在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中流經(jīng)電阻R的電量。設(shè)棒的運(yùn)動(dòng)都垂直于導(dǎo)軌，棒的大小不計(jì)，已知彈簧的彈力與形變量的關(guān)系圖像（如圖乙）與x軸所圍面積為彈簧具有的彈性勢(shì)能。求：（1）金屬棒a碰撞金屬棒b前瞬間的速度（2）金屬棒b離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度（3）整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量【答案】（1） （2） （3）【解析】【詳解】（1）如乙圖所示，最初彈簧具有的彈性勢(shì)能：根據(jù)機(jī)械能守恒得：可得 （2）設(shè)棒反彈的速度為，棒碰后速度為，金屬棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度。彈回至處時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為：根據(jù)機(jī)械能守恒得：解得對(duì)于碰撞過(guò)程，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：可得棒通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理得：又：可得（3）根據(jù)：可得整個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的總熱量：電阻上產(chǎn)生的熱量：聯(lián)立解得：9．如圖所示，水平面上有一個(gè)高為d的木塊，木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=．由均勻金屬材料制成的邊長(zhǎng)為2d、有一定電阻的正方形單匝線框，豎直固定在木塊上表面，它們的總質(zhì)量為m．在木塊右側(cè)有兩處相鄰的邊長(zhǎng)均為2d的正方形區(qū)域，正方形底邊離水平面高度為2d．兩區(qū)域各有一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)，其中一個(gè)方向垂直于紙面向里，另一個(gè)方向垂直于紙面向外，區(qū)域Ⅱ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為區(qū)域Ⅰ中的3倍．木塊在水平外力作用下勻速通過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域．已知當(dāng)線框右邊MN剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)時(shí)，外力大小恰好為，此時(shí)M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)電勢(shì)差UMN=U．試求：（1）區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向怎樣？（2）線框右邊MN在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)線框任一橫截面的電量q．（3）MN剛到達(dá)Ⅱ區(qū)正中間時(shí)，拉力的大小F．（4）MN在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力做的功W．【答案】（1）向外 （2） （3） （4）【解析】【詳解】（1）因?yàn)榫€框從左向右勻速通過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，所以拉力方向向右，安培力方向向左。因?yàn)镸點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)，由右手定制可判斷區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向外。 （2）設(shè)線框的總電阻為R，磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)的磁感強(qiáng)度為B，線框右邊MN在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一半長(zhǎng)度切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有，線框右邊MN在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，木塊與線框受力平衡，有解得通過(guò)線框任一橫截面的電量q為，其中聯(lián)立以上各式，解得（3）MN剛到達(dá)Ⅱ區(qū)正中間時(shí)，流過(guò)線框的電流為線框左、右兩條邊均受到向左的安培力作用，總的安培力大小為由于線框上邊各有一半處在磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)中，所以分別受到向上與向下的安培力作用，此時(shí)木塊受到的支持力N為木塊與線框組成的系統(tǒng)受力平衡，因此拉力F為（4）隨著MN在磁場(chǎng)Ⅱ區(qū)的運(yùn)動(dòng)，木塊受到的支持力Nx隨發(fā)生的位移x而變化，有由于Nx隨位移x線性變化，因
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