備戰(zhàn)高考物理推斷題綜合題專(zhuān)題復(fù)習(xí)【法拉第電磁感應(yīng)定律】專(zhuān)題解析含詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 23:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 棒落到地面后的距離（3）由能量守恒定律可知，a棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至b棒離開(kāi)軌道的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱：解得：6．如圖(a)所示，一個(gè)電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1, 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)．求 (1) 0~t0時(shí)間內(nèi)圓形金屬線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；(2) 0~t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R1的電荷量q．【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律有 ①（2）由題意可知總電阻 R總=R+2R=3 R ② 由閉合電路的歐姆定律有電阻R1中的電流 ③0~t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R1的電荷量 ④ 由①②③④式得7．如圖甲所示,兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30176。角，上端連接阻值R=，質(zhì)量為m=、阻值r=,距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2=4m,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示．為保持ab棒靜止,在棒上施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F，g=10m/s2求：（1）當(dāng)t=1s時(shí),棒受到安培力F安的大小和方向。（2）當(dāng)t=1s時(shí),棒受到外力F的大小和方向。（3）4s后,撤去外力F，金屬棒將由靜止開(kāi)始下滑,這時(shí)用電壓傳感器將R兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī),在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后,記下該時(shí)刻棒的位置，測(cè)出該位置與棒初始位置相距2m,求棒下滑該距離過(guò)程中通過(guò)金屬棒橫截面的電荷量q.【答案】（1） ；方向沿斜面向上（2），方向沿斜面向上（3）【解析】【分析】【詳解】（1）03s內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：T=1s時(shí)，F(xiàn)安=BIL1=（2）對(duì)ab棒受力分析，設(shè)F沿斜面向下，由平衡條件：F+mgsin30176。 F安=0F=．方向沿斜面向上（3）q=It ,；； 聯(lián)立解得8．如圖為電磁驅(qū)動(dòng)與阻尼模型，在水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，左端接有阻值為R的定值電阻，其間有垂直軌道平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩軌道間距及磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)．質(zhì)量為m的金屬棒ab靜置于導(dǎo)軌上，當(dāng)磁場(chǎng)沿軌道向右運(yùn)動(dòng)的速度為v時(shí)，棒ab恰好滑動(dòng)．棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終在磁場(chǎng)范圍內(nèi)，并與軌道垂直且接觸良好，軌道和棒電阻均不計(jì)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．（1）判斷棒ab剛要滑動(dòng)時(shí)棒中的感應(yīng)電流方向，并求此時(shí)棒所受的摩擦力f大??；（2）若磁場(chǎng)不動(dòng)，將棒ab以水平初速度2v運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)，求棒ab運(yùn)動(dòng)位移x及回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）若t=0時(shí)棒ab靜止，而磁場(chǎng)從靜止開(kāi)始以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于棒ab運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像哪個(gè)可能是正確的？請(qǐng)分析說(shuō)明棒各階段的運(yùn)動(dòng)情況．【答案】(1)；(2) ；(3)丙圖正確【解析】【詳解】（1）根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向a至b 依題意得，棒剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，受摩擦力等于安培力：f=FA又有FA=BI1L，聯(lián)立解得：（2）設(shè)棒的平均速度為，根據(jù)動(dòng)量定理可得：又有， 聯(lián)立得： 根據(jù)動(dòng)能定理有：根據(jù)功能關(guān)系有：Q=WA 得：Q=mv2 （3）丙圖正確 當(dāng)磁場(chǎng)速度小于v時(shí)，棒ab靜止不動(dòng)；當(dāng)磁場(chǎng)速度大于v時(shí)，E=BLΔv，棒ab的加速度從零開(kāi)始增加，a棒a時(shí)，Δv逐漸增大，電流逐漸增大，F(xiàn)A逐漸增大，棒做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)a棒=a時(shí)，Δv保持不變，電流不變，F(xiàn)A不變，棒ab的加速度保持不變，開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)．
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