備戰(zhàn)高考物理培優(yōu)專題復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律練習(xí)題含詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 23:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 聯(lián)立可得：I=5A (2) 對ab: 由 得 分析ab受力可得： 解得： m1=1kg7．如圖1所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，兩導(dǎo)軌間距為l，電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為R的定值電阻，導(dǎo)體桿ab質(zhì)量為m、電阻為r，并與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)給ab桿一個初速度v0，使桿向右運動。（1）當(dāng)ab桿剛好具有初速度v0時，求此時ab桿兩端的電壓U；a、b兩端哪端電勢高；（2）請在圖2中定性畫出通過電阻R的電流i隨時間t變化規(guī)律的圖象；（3）若將M和P之間的電阻R改為接一電容為C的電容器，如圖3所示。同樣給ab桿一個初速度v0，使桿向右運動。請分析說明ab桿的運動情況?！敬鸢浮浚?）；a端電勢高（2） （3）當(dāng)ab桿以初速度0開始切割磁感線時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路開始給電容器充電，有電流通過ab桿，桿在安培力的作用下做減速運動，隨著速度減小，安培力減小，加速度也減小，桿做加速度減小的減速運動。當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動勢相等時，充電結(jié)束，桿以恒定的速度做勻速直線運動?！窘馕觥俊痉治觥浚?）求解產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小，根據(jù)全電路歐姆定律求解電流強(qiáng)度和電壓，根據(jù)右手定則判斷電勢高低；（2）分析桿的受力情況和運動情況，確定感應(yīng)電流變化情況，由此畫出圖象；（3）桿在向右運動過程中速度逐漸減小、由此分析安培力的變化，確定運動情況；根據(jù)動量定理求解最后的速度大小?！驹斀狻浚?）ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢： E = Blv0 根據(jù)全電路歐姆定律：ab桿兩端電壓即路端電壓：解得；a端電勢高。（2）桿在向右運動過程中速度逐漸減小、感應(yīng)電動勢逐漸減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流逐漸減小，通過電阻R的電流i隨時間變化規(guī)律的圖象如圖所示：（3）當(dāng)ab桿以初速度0開始切割磁感線時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路開始給電容器充電，有電流通過ab桿，桿在安培力的作用下做減速運動，隨著速度減小，安培力減小，加速度也減小，桿做加速度減小的減速運動。當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動勢相等時，充電結(jié)束，桿以恒定的速度做勻速直線運動?！军c睛】對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力作用下物體的平衡問題；另一條是能量，分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵。8．現(xiàn)代人喜歡到健身房騎車鍛煉，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計了一個發(fā)電測速裝置，如圖所示。自行車后輪置于垂直車身平面向里的勻強(qiáng)磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中轉(zhuǎn)動時，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．5T，圓盤半徑l=0．3m，圓盤電阻不計。導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R=10Ω的小燈泡。后輪勻速轉(zhuǎn)動時，用電壓表測得a、b間電壓U=0．6V。（1）與a連接的是電壓表的正接線柱還是負(fù)接線柱？（2）圓盤勻速轉(zhuǎn)動10分鐘，則此過程中產(chǎn)生了多少電能？（3）自行車車輪邊緣線速度是多少？【答案】（1）a點接電壓表的負(fù)接線柱；（2） (3) 【解析】試題分析：（1）根據(jù)右手定則，輪子邊緣點是等效電源的負(fù)極，則a點接電壓表的負(fù)接線柱；（2）根據(jù)焦耳定律代入數(shù)據(jù)得Q=21．6J（3）由得v=lω=8m/s考點：右手定則；焦耳定律；法拉第電磁感應(yīng)定律【名師點睛】本題關(guān)鍵是明確電壓的測量原理，然后結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、線速度與角速度的關(guān)系、機(jī)械能的概念列式求解，不難。9．兩平行金屬導(dǎo)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(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率v勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求(1)導(dǎo)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(yīng)定律有：E=Blv ①則導(dǎo)體棒中的電流大小為：
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