備戰(zhàn)高考物理提高題專題復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況練習(xí)題(編輯修改稿)
2025-03-31 23:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 棒ab上感應(yīng)電流方向和電勢差；（2）若金屬棒ab從某處釋放，同時U形框解除固定，為使金屬棒與U形框碰撞前U形框能保持靜止，求沖量I大小應(yīng)滿足的條件。（3）若金屬棒ab在x=－，且I=s，同時U形框解除固定，之后金屬棒ab運(yùn)動到EF處與U形框發(fā)生完全非彈性碰撞，求金屬棒cd最終靜止的坐標(biāo)?！敬鸢浮浚?）感應(yīng)電流方向從b到a；。（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）金屬棒獲得沖量I后，速度為根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向從b到a；切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為其中T；金屬棒ab兩端的電勢差為（2）由于ab棒向下運(yùn)動時，重力沿斜面的分力與摩擦力等大反向，因此在安培力作用下運(yùn)動，ab受到的安培力為做加速度減小的減速運(yùn)動；由左手定則可知，cd棒受到安培力方向沿軌道向上，大小為其中；因此獲得沖量一瞬間，cd棒受到的安培力最大，最容易發(fā)生滑動為使線框靜止，此時摩擦力沿斜面向下為最大靜摩擦力，大小為因此安培力的最大值為；可得最大沖量為Ns（3）當(dāng)I=s時，金屬棒獲得的初速度為，其重力沿斜面分力與摩擦力剛好相等，在安培力作用下做加速度減小的減速，而U形框在碰撞前始終處于靜止；設(shè)到達(dá)EF時速度為，取沿斜面向下為正，由動量定理得其中解得金屬棒與U形線框發(fā)生完全非彈性碰撞，由動量守恒得因此碰撞后U形框速度為同理：其重力沿斜面的分力與滑動摩擦力等大反向，只受到安培力的作用，當(dāng)U形框速度為v時，其感應(yīng)電流為其中，分別為de邊和ab邊處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流方向順時針，受到總的安培力為其中，由動量定理得因此向下運(yùn)動的距離為此時cd邊的坐標(biāo)為x=7．如圖所示，一阻值為R、邊長為的勻質(zhì)正方形導(dǎo)體線框abcd位于豎直平面內(nèi)，下方存在一系列高度均為的勻強(qiáng)磁場區(qū)，與線框平面垂直，各磁場區(qū)的上下邊界及線框cd邊均磁場方向均與線框平面垂水平。第1磁場區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，線框的cd邊到第1磁區(qū)上場區(qū)上邊界的距離為h0。線框從靜止開始下落，在通過每個磁場區(qū)時均做勻速運(yùn)動，且通過每個磁場區(qū)的速度均為通過其上一個磁場區(qū)速度的2倍。重力加速度大小為g，不計空氣阻力。求：(1)線框的質(zhì)量m；(2)第n和第n+1個磁場區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小Bn與Bn+1所滿足的關(guān)系；(3)從線框開始下落至cd邊到達(dá)第n個磁場區(qū)上邊界的過程中，cd邊下落的高度H及線框產(chǎn)生的總熱量Q。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)線框剛進(jìn)第一個磁場區(qū)的速度大小為v1，由運(yùn)動學(xué)公式得，設(shè)線框所受安培力大小為F1，線框產(chǎn)生的電動勢為E1，電流為I，由平衡條件得由安培力的表達(dá)式得，聯(lián)立解得(2)設(shè)線框在第n和第n+1個磁場區(qū)速度大小分別為vn、vn+1，由平衡條件得且聯(lián)立解得(3)設(shè)cd邊加速下落的總距離為h，勻速下落的總距離為L，由運(yùn)動學(xué)公式得聯(lián)立解得由能量守恒定律得聯(lián)立解得8．如圖所示，兩根粗細(xì)均勻的金屬棒，用兩根等長的、不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連接成閉合回路，并懸掛在光滑絕緣的水平直桿上，并使兩金屬棒水平。在棒的下方有高為、寬度略小于導(dǎo)線間距的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁場方向垂直紙面向里，此時棒在磁場外距上邊界高處（hH，且h、H均為未知量），N棒在磁場內(nèi)緊貼下邊界。已知：棒M、N質(zhì)量分別為3m、m，棒在磁場中的長度均為L，電阻均為R。將M棒從靜止釋放后，在它將要進(jìn)入磁場上邊界時，加速度剛好為零；繼續(xù)運(yùn)動，在N棒未離開磁場上邊界前已達(dá)勻速。導(dǎo)線質(zhì)量和電阻均不計，重力加速度為g：(1)求M棒將要進(jìn)入磁場上邊界時回路的電功率；(2)若已知M棒從靜止釋放到將要進(jìn)入磁場的過程中，經(jīng)歷的時間為t，求該過程中M棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)在圖2坐標(biāo)系內(nèi)，已定性畫出從靜止釋放M棒，到其離開磁場的過程中“vt圖像”的部分圖線，請你補(bǔ)畫出M棒“從勻速運(yùn)動結(jié)束，到其離開磁場”的圖線，并寫出兩縱坐標(biāo)a、b的值?！敬鸢浮?1)；(2)；(3)，圖見解析，【解析】【分析】【詳解】（1）由牛頓第二定律得M棒將要進(jìn)入磁場上邊界時回路的電功率（2）N棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由動量守恒得通過N棒的電荷量根據(jù)能量守恒得聯(lián)立得（或）（3）對M棒受力分析解得 由解得 9．如圖，水平面（紙面）內(nèi)同距為的平行金屬導(dǎo)軌間接一電
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