備戰(zhàn)高考物理復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律專項(xiàng)推斷題綜合練習(xí)含詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 23:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒ab進(jìn)入磁場區(qū)1時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，此后在不同的磁場區(qū)施加不同的水平拉力，使棒ab保持該勻速運(yùn)動(dòng)穿過整個(gè)磁場區(qū)，求棒ab通過第i磁場區(qū)時(shí)的水平拉力Fi和棒ab通過整個(gè)磁場區(qū)過程中回路產(chǎn)生的電熱Q。【答案】⑴；⑵；⑶【解析】試題分析:⑴電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。通過電阻的電荷量。導(dǎo)體棒穿過1區(qū)過程。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；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化7．如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸。t＝0時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2。用q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。請定性畫出以上各物理量隨時(shí)間變化的圖象（qt、it、vt、at圖象）?！敬鸢浮繄D見解析.【解析】【詳解】開關(guān)S由1擲到2，電容器放電后會(huì)在電路中產(chǎn)生電流。導(dǎo)體棒通有電流后會(huì)受到安培力的作用，會(huì)產(chǎn)生加速度而加速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒切割磁感線，速度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv，即增大，則實(shí)際電流減小，安培力F=BIL，即減小，加速度a=F/m，即減小。因?qū)к壒饣?，所以在有電流通過棒的過程中，棒是一直加速運(yùn)動(dòng)（變加速）。由于通過棒的電流是按指數(shù)遞減的，那么棒受到的安培力也是按指數(shù)遞減的，由牛頓第二定律知，它的加速度是按指數(shù)遞減的，故at圖像如圖：由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導(dǎo)體棒受安培力運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)給電容器充電。當(dāng)充電和放電達(dá)到一種平衡時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)。則vt圖像如圖：；當(dāng)棒勻速運(yùn)動(dòng)后，棒因切割磁感線有電動(dòng)勢，所以電容器兩端的電壓能穩(wěn)定在某個(gè)不為0的數(shù)值，即電容器的電量應(yīng)穩(wěn)定在某個(gè)不為0的數(shù)值（不會(huì)減少到0），故qt圖像如圖：這時(shí)電容器的電壓等于棒的電動(dòng)勢數(shù)值，棒中無電流。It圖像如圖：8．現(xiàn)代人喜歡到健身房騎車鍛煉，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)電測速裝置，如圖所示。自行車后輪置于垂直車身平面向里的勻強(qiáng)磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．5T，圓盤半徑l=0．3m，圓盤電阻不計(jì)。導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R=10Ω的小燈泡。后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用電壓表測得a、b間電壓U=0．6V。（1）與a連接的是電壓表的正接線柱還是負(fù)接線柱？（2）圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10分鐘，則此過程中產(chǎn)生了多少電能？（3）自行車車輪邊緣線速度是多少？【答案】（1）a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱；（2） (3) 【解析】試題分析：（1）根據(jù)右手定則，輪子邊緣點(diǎn)是等效電源的負(fù)極，則a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱；（2）根據(jù)焦耳定律代入數(shù)據(jù)得Q=21．6J（3）由得v=lω=8m/s考點(diǎn)：右手定則；焦耳定律；法拉第電磁感應(yīng)定律【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確電壓的測量原理，然后結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、線速度與角速度的關(guān)系、機(jī)械能的概念列式求解，不難。9．如圖甲所示為發(fā)電機(jī)的簡化模型，固定于絕緣水平桌面上的金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒ab在水平向右的拉力F作用下，以水平速度v沿金屬導(dǎo)軌向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒ab始終與金屬導(dǎo)軌形成閉合回路．已知導(dǎo)體棒ab的長度恰好等于平行導(dǎo)軌間距l(xiāng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，忽略摩擦阻力．(1)求導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I；(2)從微觀角度看，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢是由于導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷受到沿棒方向的洛倫茲力做功而產(chǎn)生的．如圖乙(甲圖中導(dǎo)體棒ab)所示，為了方便，可認(rèn)為導(dǎo)體棒ab中的自由電荷為正電荷，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，設(shè)導(dǎo)體棒ab中總共有N個(gè)自由電荷．；，推導(dǎo)非靜電力做功的功率等于拉力做功的功率．【答案】(1) (2) 宏觀角度【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢導(dǎo)體棒水平向右
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