備戰(zhàn)高考物理備考之法拉第電磁感應(yīng)定律壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)易錯(cuò)試卷篇及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 23:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (2)由上知，棒進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí),則金屬棒作勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間3～4s棒在絕緣墻壁處?kù)o止不動(dòng)則在0～4s時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電量 (3)由上知在金屬棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的4～5s由楞次定律得感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，由左手定則知金屬棒受到的安培力水平向右，則金屬棒仍在絕緣墻壁處?kù)o止不動(dòng)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得焦耳熱在0～5s時(shí)間內(nèi)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱【點(diǎn)睛】本題根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合分析棒的運(yùn)動(dòng)情況，關(guān)鍵是求解安培力．當(dāng)棒靜止后磁場(chǎng)均勻變化，回路中產(chǎn)生恒定電流，由焦耳定律求解熱量．7．如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定平行粗糙金屬雙軌MN、PQ相距d＝，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α＝30176。，處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝。長(zhǎng)也為d的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌MN、PQ放置，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，棒的質(zhì)量m＝，電阻R＝，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌上端連接電路如圖所示。，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取重力加速度大小g＝10 m/s2。(1)求棒由靜止剛釋放瞬間下滑的加速度大小a；(2)假若棒由靜止釋放并向下加速運(yùn)動(dòng)一段距離后，燈L的發(fā)光亮度穩(wěn)定，求此時(shí)燈L的實(shí)際功率P和棒的速率v。【答案】(1)a＝ m/s2 (2) v＝【解析】(1)棒由靜止剛釋放的瞬間速度為零，不受安培力作用根據(jù)牛頓第二定律有mgsinα－μmgcosα＝ma代入數(shù)據(jù)得a＝(2)由“燈L的發(fā)光亮度穩(wěn)定”知棒做勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡有mgsinα－μmgcosα＝BId代入數(shù)據(jù)得棒中的電流I＝1A由于R1＝R2，所以此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 得v＝ m/s【點(diǎn)睛】本題考查導(dǎo)體棒切割磁感線的過(guò)程中的最大值問(wèn)題，綜合了共點(diǎn)力的平衡、牛頓第二定律的應(yīng)用、閉合電路的電路知識(shí)、電磁感應(yīng)知識(shí)等知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，要注意正確理清題目設(shè)置的情景，注意電磁感應(yīng)的過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系與轉(zhuǎn)化的方向。8．如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬M(fèi)N、PQ平行放置在傾角為q的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)．M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略．讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦．（1）在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，ab桿中的電流及其加速度的大??；（2）求在下滑過(guò)程中ab桿可達(dá)到的最大速度．（3）從開(kāi)始下滑到達(dá)到最大速度的過(guò)程中，棒沿導(dǎo)軌下滑了距離s，求整個(gè)裝置生熱多少.【答案】（1）,（2）（3）【解析】(1)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng) ab桿的速度大小為 v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv此時(shí) ab桿中的電流金屬桿受到的安培力：由牛頓第二定律得：(2) 金屬桿勻速下滑時(shí)速度達(dá)到最大，由平衡條件得： 則速度的最大值(3)若達(dá)到最大速度時(shí)，導(dǎo)體棒下落高度為 h，由能量守恒定律得：則焦耳熱【點(diǎn)睛】當(dāng)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的速度最大，分析清楚桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的前提；分析清楚桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、牛頓第二定律、平衡條件與能量守恒定律即可解題；求解熱量時(shí)從能量角度分析可以簡(jiǎn)化解題過(guò)程．9．如圖甲所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平面成θ＝30176。的長(zhǎng)直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1＝R2＝2Ω，導(dǎo)軌間距L＝．在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界M1PM2P2的距離d＝，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示．t＝0時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s＝，有一根阻值r＝2Ω的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨(dú)立勻速通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，取重力加速度g＝10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)
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