備戰(zhàn)高考物理法拉第電磁感應定律(大題培優(yōu)-易錯-難題)及詳細答案(編輯修改稿)
2025-03-31 23:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 過程中回路中產(chǎn)生的熱量．【答案】(1)電流方向由d到c，區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場方向為垂直于斜面向上；(2)m2g2Rsin2θB2l2 (3)3l (4)4mglsinθ 【解析】【詳解】(1)由右手定則可知通過cd棒電流的方向為d到c；再由左手定則可判斷區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場垂直于斜面向上．(2)cd棒平衡，BIl＝mgsin θ，得I=mgsinθBl cd棒消耗的電功率P＝I2R，得P=m2g2Rsin2θB2l2 (3)ab棒在到達區(qū)域Ⅱ前做勻加速直線運動，a＝Fm＝gsinθ. cd棒始終靜止不動，ab棒在到達區(qū)域Ⅱ前、后，回路中產(chǎn)生的感應電動勢不變，則ab棒在區(qū)域Ⅱ中一定做勻速直線運動，可得ΔΦΔt=Blvt，Bl?2ltx=Blgsinθtx 所以tx=2lgsinθ.ab棒在區(qū)域Ⅱ中做勻速直線運動的速度vt=2glsinθ 則ab棒開始下滑的位置離EF的距離h＝12atx2＋2l＝3l (4)ab棒在區(qū)域Ⅱ中運動的時間t2=2lvt=2lgsinθ ab棒從開始下滑至EF的總時間：t=tx+t2=22lgsinθ ab棒從開始下滑至EF的過程中閉合回路中產(chǎn)生的熱量：Q＝EIt總＝BlvtIt總＝4mglsinθ 故本題答案是：(1)電流方向由d到c，區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場方向為垂直于斜面向上；(2)m2g2Rsin2θB2l2 (3)3l (4)4mglsinθ【點睛】題目中cd棒一直處于靜止狀態(tài)，說明cd棒受到的安培力是恒力并且大小應該和導體棒的重力分量相等，要結(jié)合并把握這個條件解題即可。7．兩平行金屬導軌位于同一水平面上，相距l(xiāng), 左端與一電阻R相連；整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導體棒置于導軌上，在水平外力作用下沿導軌以速率v勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好。已知導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導軌和導體棒的電阻均可忽略。求(1)導體棒產(chǎn)生的電動勢和通過R的電流；(2)電阻R消耗的功率；(3)水平外力的大小?！敬鸢浮?1)E=Blv , I=Blv/R (2)P=B2l2v2/R (3)F=B2l2v/R + μmg【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律有：E=Blv ①則導體棒中的電流大小為： 則可得 ②(2)電阻R消耗的功率：P=I2R ③聯(lián)立②③可解得： ④(2)由于導體棒ab勻速運動，故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和，則水平外力：F=μmg+F安 ⑤安培力： ⑥則拉力為： ⑦【點睛】本題是電磁感應與電路、力學知識的綜合，安培力是聯(lián)系力與電磁感應的橋梁，安培力經(jīng)驗公式 是常用的式子．8．如圖所示，在傾角為的斜面上，固定一寬度為的足夠長平行金屬光滑導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器．電源電動勢為，內(nèi)阻為．質(zhì)量的金屬棒與兩導軌垂直并接觸良好．整個裝置處于垂直于斜面向上的勻強磁場中，磁感應強度為．導軌與金屬棒的電阻不計，?。?1)如果保持金屬棒在導軌上靜止，滑動變阻器接入到電路中的阻值是多少；(2)如果拿走電源，直接用導線接在兩導軌上端，滑動變阻器阻值不變化，求金屬棒所能達到的最大速度值；(3)在第(2)問中金屬棒達到最大速度前，某時刻的速度為，求此時金屬棒的加速度大?。敬鸢浮?1) (2) (3) 【解析】(1)因為金屬棒靜止在金屬軌道上，受力平衡，如圖所示，安培力根據(jù)平衡條件知聯(lián)立得設變阻器接入電路的阻值為，根據(jù)閉合電路歐姆定律，聯(lián)立計算得出．(2)金屬棒達到最大速度時，將勻速下滑，此時安培力大小，回路中電流大小應與上面情況相同，即金屬棒產(chǎn)生的電動勢， ，由得．(3)當棒的速度為，所受的安培力大小為；根據(jù)牛頓第二定律得： 計算得出： ．【點睛】本題是金屬棒平衡問題和動力學問題，關(guān)鍵分析受力情況，特別是分析和計算安培力的大小．9．如圖甲所示是航空母艦上一種彈射裝置的模型，“E”字形鐵芯長為l的三個柱腳的兩條縫中存在正對的由B指向A、C的磁場，該磁場任意時刻均可視為處處大小相等方向相同（如圖乙所示），初始時縫中有剩余
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