備戰(zhàn)高考物理專題訓(xùn)練---電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況的推斷題綜合題分類及詳細(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】 T(2)(3)【解析】【詳解】(1)由題意知，導(dǎo)體棒ab接入電路的電阻為與定值電阻R相等，故金屬框由靜止釋放到剛進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程重金屬導(dǎo)軌回路產(chǎn)生的總熱量為此過(guò)程由動(dòng)能定理得解得v=金屬框的總電阻為金屬框在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，則有金屬框產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)金屬框在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)由平衡條件得得B=1T(2)由于金屬框剛好能做勻速通過(guò)有界磁場(chǎng)，說(shuō)明磁場(chǎng)寬度與線框邊長(zhǎng)相等根據(jù)能量守恒得得(3)金屬框下沒(méi)有磁場(chǎng)，棒的速度達(dá)到最大后做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)速度為，則根據(jù)平衡條件得解得。8．如圖1所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)匝，線圈面積，線圈的電阻，線圈外接一個(gè)阻值的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示求在內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化量；前4s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量q．【答案】（1）410﹣2Wb（2）1V（3）【解析】試題分析：（1）依據(jù)圖象，結(jié)合磁通量定義式，即可求解；（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率求出前4s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?）根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，結(jié)合閉合電路歐姆定律、電流的定義式求出通過(guò)R的電荷量．（1）根據(jù)磁通量定義式，那么在0～4s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化量為：（2）由圖象可知前4 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為：4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：（3）電路中的平均感應(yīng)電流為：，又，且所以【點(diǎn)睛】本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，最后由電流定義式的變形公式求出感應(yīng)電荷量．9．如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻．質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下．當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過(guò)金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求：（1）MN剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I；（2）MN剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a；（3）PQ剛要離開(kāi)金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P．【答案】（1）；（2）；（3）；【解析】【分析】本題的關(guān)鍵在于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E=Blv，切割的速度（v）是導(dǎo)體與磁場(chǎng)的相對(duì)速度，分析這類問(wèn)題，通常是先電后力，再功能．（1）根據(jù)電磁感應(yīng)定律的公式可得知產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，結(jié)合閉合電路的歐姆定律，即可求得MN剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I；（2）根據(jù)第一問(wèn)求得的電流，利用安培力的公式，結(jié)合牛頓第二定律，即可求得MN剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a；（3）首先要得知，PQ剛要離開(kāi)金屬桿時(shí)，桿切割磁場(chǎng)的速度，即為兩者的相對(duì)速度，然后結(jié)合感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式以及功率的公式即可得知感應(yīng)電流的功率P．【詳解】（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 解得（2）安培力 牛頓第二定律 解得（3）金屬桿切割磁感線的速度，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 電功率 解得【點(diǎn)睛】該題是一道較為綜合的題，考查了電磁感應(yīng)，閉合電路的歐姆定律以及電功電功率．對(duì)于法拉第電磁感應(yīng)定律是非常重要的考點(diǎn)，經(jīng)常入選高考物理壓軸題，平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)要從以下幾方面掌握．（1）切割速度v的問(wèn)題切割速度的大小決定了E的大小；切割速度是由導(dǎo)體棒的初速度與加速度共同決定的．同時(shí)還要注意磁場(chǎng)和金屬棒都運(yùn)動(dòng)的情況，切割速度為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度；不難看出，考電磁感應(yīng)的問(wèn)題，十之八九會(huì)用到牛頓三大定律與直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)．（2）能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題電磁感應(yīng)主要是將其他形式能量（機(jī)械能）轉(zhuǎn)化為電能，可由于電能的不可保存性，很快又會(huì)想著其他形式能量（焦耳熱等等）轉(zhuǎn)化．（3）安培力做功的問(wèn)題電磁感應(yīng)中，安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)全部的熱能，而且任意時(shí)刻安培力的功率等于系統(tǒng)中所有電阻的熱功率．（4）動(dòng)能定理的應(yīng)用動(dòng)能定理當(dāng)然也能應(yīng)用在電磁感應(yīng)中，只不過(guò)同學(xué)們要明確研究對(duì)象，我們大多情況下是通過(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．10．如圖所示，一個(gè)“U”形金屬導(dǎo)軌靠絕緣的墻壁水平放置，導(dǎo)軌長(zhǎng)L＝ m，寬d＝ m。一對(duì)長(zhǎng)L1＝ m的等寬金屬導(dǎo)軌靠墻傾斜放置，與水平導(dǎo)軌成θ角平滑連接，θ角可在0～60176。調(diào)節(jié)后固定。水平導(dǎo)軌的左端長(zhǎng)L
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