備戰(zhàn)高考物理電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況的推斷題綜合復(fù)習(xí)(編輯修改稿)
2025-03-31 23:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 【分析】【詳解】（1）由右手定則判斷金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)橛傻剑?）金屬棒下滑速度達(dá)到時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為感應(yīng)電流為，金屬棒受到的安培力為由牛頓第二定律得：，解得：．（3）設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，所受安培力為，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡，解得：，又：，電阻消耗的功率：．【點(diǎn)睛】該題考查右手定則的應(yīng)用和導(dǎo)體棒沿著斜面切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，該類題型綜合考查電磁感應(yīng)中的受力分析與法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，要求的解題的思路要規(guī)范，解題的能力要求較高．8．在如圖甲所示區(qū)域(圖中直角坐標(biāo)系Oxy的一、三象限)內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小為B，半徑為l，圓心角為60176。的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R.(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值I0和交變感應(yīng)電流的頻率f；(2)在圖乙中畫出線框在一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象(規(guī)定與圖中線框的位置相應(yīng)的時(shí)刻為t=0)【答案】（1）， （2）【解析】【詳解】（1）在從圖1中位置開始t=0轉(zhuǎn)過60176。的過程中，經(jīng)△t，轉(zhuǎn)角△θ=ω△t，回路的磁通增量為△Φ＝△θl2B由法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢為：ε＝因勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是最大的感應(yīng)電動(dòng)勢．由歐姆定律可求得：I0＝ωBl2前半圈和后半圈I（t）相同，故感應(yīng)電流周期為：T＝，頻率為：．故感應(yīng)電流的最大值為I0＝ωBl2，頻率為．（2）由題可知當(dāng)線框開始轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，全部進(jìn)入時(shí)，無感應(yīng)電流，故當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場接著再旋轉(zhuǎn)過程中無電流，然后出磁場時(shí)，又有感應(yīng)電流產(chǎn)生．故圖線如圖所示：【點(diǎn)睛】本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，注意公式和E=BLv的區(qū)別以及感應(yīng)電流產(chǎn)生條件，并記住旋轉(zhuǎn)切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的公式E=BωL2．9．如圖所示，寬度L＝ m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝ T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，框架的電阻非均勻分布．將質(zhì)量m＝ kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好．以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)．金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用．求：(1) m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；(3) s過程中通過ab的電荷量q，某同學(xué)解法為： s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離x， s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入求解．指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果．【答案】(1) J (2) (3)【解析】【分析】【詳解】(1)金屬棒僅受安培力作用，其大小 m，框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功所以.(2)金屬棒所受安培力為所以由于棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)所以(3) s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入進(jìn)行計(jì)算．正確的解法是因?yàn)樗浴军c(diǎn)睛】電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系是通過安培力做功量度外界的能量轉(zhuǎn)化成電能．找兩個(gè)物理量之間的關(guān)系是通過物理規(guī)律一步一步實(shí)現(xiàn)的．用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，如果計(jì)算的是過程量，我們要看這個(gè)量有沒有發(fā)生改變．10．如圖所示，“＜”型光滑長軌道固定在水平面內(nèi)，電阻不計(jì)．軌道中間存在垂直水平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B．一根質(zhì)量m、單位長度電阻R0的金屬桿，與軌道成45176。位置放置在軌道上，從靜止起在水平拉力作用下從軌道的左端O點(diǎn)出發(fā)，向右做加速度大小為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過位移L．求：(1)金屬桿前進(jìn)L過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢．(2)已知金屬桿前進(jìn)L過程中水平拉力做功W．若改變水平拉力的大小，以4a大小的加速度重復(fù)上述前進(jìn)L的過程，水平拉力做功多少？(3)若改用水平恒力F由靜止起從軌道的左端O點(diǎn)拉動(dòng)金屬桿，到金屬桿速度達(dá)到最大值vm時(shí)產(chǎn)生熱量．（F與vm為已知量）(4)試分析(3)問中，當(dāng)金屬桿速度達(dá)到最大后，是維持最大速度勻速直線運(yùn)動(dòng)還是做減速運(yùn)動(dòng)？【答案】(1)(2)2W+2maL(3)(4)當(dāng)金屬桿速度達(dá)到最大后，將做減速運(yùn)動(dòng)【解析】【詳解】(1)由位移﹣速度公式得2aL=v2﹣0所以前進(jìn)L時(shí)的速度為v=前進(jìn)L過程需時(shí)t=由法拉第電磁感應(yīng)定律有： =
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