【物理】物理法拉第電磁感應定律的專項培優(yōu)易錯試卷練習題(含答案)及詳細答案(編輯修改稿)
2025-04-01 22:16 本頁面
【文章內容簡介】 到ab的過程中，電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】【分析】利用法拉第電磁感應定律和電流公式聯(lián)合求解。根據(jù)能量守恒定律求出回路產(chǎn)生的總焦耳熱，再求出R1上產(chǎn)生的焦耳熱?！驹斀狻?1) 金屬桿運動到cd時，由歐姆定律可得 由閉合電路的歐姆定律可得 E1＝I1(R1＋R2) 金屬桿的速度 v1＝at1 由法拉第電磁感應定律可得 E1＝BLv1解得：；由開始運動經(jīng)過時間t，則 v=at 感應電流 金屬桿受到的安培力 F安 =BIL 由牛頓運動定律 F－F安＝ma 可得； (2) 金屬桿從 ef運動到cd過程中，位移 電阻R1上通過的電荷量： 聯(lián)立解得：；(3) 金屬桿從cd運動到ab的過程中，由能量守恒定律可得 因此電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為 可得 ?！军c睛】此題為一道綜合題，牽涉知識點較多，明確求電動勢、安培力、焦耳熱的方法是解題的關鍵，靈活利用法拉第電磁感應定律和能量守恒的結論是解題的捷徑。8．如圖甲所示，不計電阻的平行金屬導軌豎直放置，導軌間距為L=，上端接有電阻R=，虛線OO′下方是垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感強度B=?，F(xiàn)將質量m=、電阻r=，從OO′上方某處垂直導軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導軌保持良好接觸，桿下落過程中的vt圖像如圖乙所示，01s內的vt圖像為過原點的直線，2s后的vt圖像為平行于t軸的橫線，不計空氣阻力，g取10m/s2，求：(1)金屬桿ab剛進入磁場時感應電流的大小；(2)已知金屬桿ab在t=2s時在磁場中下落了h=，則桿從靜止下落2s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量是多少？【答案】(1)I1=5A (2)QR=【解析】【分析】本題首先通過對圖像的分析，得到金屬桿剛開始做勻加速直線運動，可以利用運動學公式與閉合電路的相關知識求解，其次抓住圖中勻速可以列出平衡式子，對于非勻變速可以從能量角度列示求解?！驹斀狻浚?）由圖乙可知，t=1s時，金屬桿進入磁場 v1=gt E1=BLv1 I1=E1R+r 聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得 I1=5A（2）由第1問，v1=10m/s，2s后金屬桿勻速運動，由：mg=BI2LI2=E2R+rE2 = BLv2，代入數(shù)據(jù)得：v2=5m/s金屬桿下落過程有：Q=12mv1212mv22+mghQR=RR+rQ代入數(shù)據(jù)得QR=【點睛】本題強化對圖像的認識，圖像中兩段運動比較特殊，一段是勻加速，一段是勻速，這個是解題的突破口，可以用運動學公式結合電路相關公式求解問題。對于非勻變速突出從能量角度找突破口列示求解。9．如圖所示，電阻不計且足夠長的U型金屬框架放置在傾角的絕緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應強度大小，質量、電阻的導體ab垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無擦下滑，與框架接觸良好，框架的質量、寬度，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取。（1）若框架固定，求導體棒的最大速度；（2）若框架固定，導體棒從靜止下滑至某一置時速度為，此過程程中共有3C的電量通過導體棒，求此過程回路產(chǎn)生的熱量Q；（3）若框架不固定，求當框架剛開始運動時棒的速度?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】（1）棒ab產(chǎn)生的電動勢為： 回路中感應電流為： 棒ab所受的安培力為： 對棒ab： 當加速度時，速度最大最大速度為： ；（2）根據(jù)能量轉化和守恒定律有： 代入數(shù)據(jù)可以得到： （3）回路中感應電流為： 框架上邊所受安培力為對框架代入數(shù)據(jù)可以得到： 。10．如圖所示，兩根相距d=1m的足夠長的光滑平行金屬導軌位于xoy豎直面內，兩金屬導軌一端接有阻值為R=2Ω的電阻．在y＞0的一側存在垂直紙面的磁場，磁場大小沿x軸均勻分布，沿y軸大小按規(guī)律分布。一質量為m=、阻值r=1Ω的金屬直桿與金屬導軌垂直，在導軌上滑動時接觸良好，當t=0時位于y=0處，速度v0=4m/s，方向沿y軸的正方向。在運動過程中，有一大小可調節(jié)、方向為豎直向上的外力F作用于金屬桿以保持金屬桿的加速度恒定，大小為a，方向沿y軸的負方向．設導軌電阻忽略不計，空氣阻力不計，重力加速度為g。求：
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