備戰(zhàn)高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律(大題培優(yōu)易錯(cuò)試卷)含詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-03-31 23:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為電阻的阻值．金屬桿所受的安培力為： ⑥因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：F–μmg–f=0 ⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式得: R=6．如圖所示，ACD、EFG為兩根相距L=，它們被豎直固定在絕緣水平面上，CDGF面與水平面夾角θ=300．兩導(dǎo)軌所在空間存在垂直于CDGF平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B`=1T．兩根長(zhǎng)度也均為L(zhǎng)=、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，ab桿的質(zhì)量m1未知，cd桿的質(zhì)量m2=，兩桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，兩金屬細(xì)桿的電阻均為R=，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．當(dāng)ab以速度v1沿導(dǎo)軌向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿正好也向下勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2．(1)金屬桿cd中電流的方向和大小(2)金屬桿ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1 和質(zhì)量m1【答案】I=5A 電流方向?yàn)橛蒬流向c。 v1=10m/s m1=1kg【解析】【詳解】（1）由右手定則可知cd中電流方向?yàn)橛蒬流向c 對(duì)cd桿由平衡條件可得： 聯(lián)立可得：I=5A (2) 對(duì)ab: 由 得 分析ab受力可得： 解得： m1=1kg7．如圖甲所示，兩根間距L=、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=．質(zhì)量m=，已知導(dǎo)體棒與兩根導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力均為f=，導(dǎo)體棒電阻為r=，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示（取g=10m/s2）．求：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時(shí)，棒所受安培力F安的大小（用題中字母表示）．（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．（3）若ef棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離為S=，速度已達(dá)v′=3m/s．求此過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．【答案】（1）F=B2L2vr+R；（2）B=1T；（3）Q=【解析】【詳解】(1)當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時(shí),導(dǎo)體棒上的電動(dòng)勢(shì)為E,電路中的電流為I.由法拉第電磁感應(yīng)定律E=BLv 由歐姆定律I=ER+r 導(dǎo)體棒所受安培力F=BIL 聯(lián)合解得:F=B2L2vr+R (2)由圖可以知道:導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a1=5m/s2 ,初速度v0=0 ,導(dǎo)體棒中無(wú)電流.由牛頓第二定律知Ff=ma 計(jì)算得出:F=2N 由圖可以知道:當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=0時(shí),開(kāi)始以v=3m/s 做勻速運(yùn)動(dòng)此時(shí)有:FfF安=0 解得:B=1T (3)設(shè)ef棒此過(guò)程中,產(chǎn)生的熱量為Q,由功能關(guān)系知Ffs=Q+12mv39。2 :帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得出Q= 故本題答案是：（1）F=B2L2vr+R；（2）B=1T；（3）Q=【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，在結(jié)合閉合電路歐姆定律可求出回路中的電流，即可求出安培力的大小，在求熱量時(shí)要利用功能關(guān)系求解。8．如圖所示足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ組成的平面與水平面成37176。放置，導(dǎo)軌寬度L=1m，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌上端M與P之間連接阻值R=，質(zhì)量為m=、電阻r=．現(xiàn)使金屬導(dǎo)軌ab由靜止開(kāi)始下滑，下滑過(guò)程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．g=10m/s2，忽略ab棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響．求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)，通過(guò)電阻R的電荷量；(3)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】（1） (2) (3) 【解析】（1）導(dǎo)體棒在沿斜面方向的重力分力與安培力平衡：得 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為： 由閉合電路歐姆定律知： 聯(lián)立解得： （2） （3）由功能關(guān)系得： 綜上所述本題答案是：（1） （2） （3）點(diǎn)睛：對(duì)于本題要從力的角度分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問(wèn)題，列平衡方程，另外要借助于動(dòng)能定理、功能關(guān)系求能量之間的關(guān)系．9．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(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)電測(cè)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(chǎng)中，后輪圓形金屬盤(pán)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤(pán)中
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