【物理】物理法拉第電磁感應(yīng)定律的專項(xiàng)培優(yōu)易錯(cuò)試卷練習(xí)題(含答案)及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-04-01 22:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 到ab的過(guò)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(yīng)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(yùn)動(dòng)到cd時(shí)，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(yīng)定律可得 E1＝BLv1解得：；由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，則 v=at 感應(yīng)電流 金屬桿受到的安培力 F安 =BIL 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律 F－F安＝ma 可得； (2) 金屬桿從 ef運(yùn)動(dòng)到cd過(guò)程中，位移 電阻R1上通過(guò)的電荷量： 聯(lián)立解得：；(3) 金屬桿從cd運(yùn)動(dòng)到ab的過(guò)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 。【點(diǎn)睛】此題為一道綜合題，牽涉知識(shí)點(diǎn)較多，明確求電動(dòng)勢(shì)、安培力、焦耳熱的方法是解題的關(guān)鍵，靈活利用法拉第電磁感應(yīng)定律和能量守恒的結(jié)論是解題的捷徑。8．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=，上端接有電阻R=，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=?，F(xiàn)將質(zhì)量m=、電阻r=，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過(guò)程中的vt圖像如圖乙所示，01s內(nèi)的vt圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線，2s后的vt圖像為平行于t軸的橫線，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：(1)金屬桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的大小；(2)已知金屬桿ab在t=2s時(shí)在磁場(chǎng)中下落了h=，則桿從靜止下落2s的過(guò)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(guò)對(duì)圖像的分析，得到金屬桿剛開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可以利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與閉合電路的相關(guān)知識(shí)求解，其次抓住圖中勻速可以列出平衡式子，對(duì)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(shí)，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng) 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(wèn)，v1=10m/s，2s后金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)，由：mg=BI2LI2=E2R+rE2 = BLv2，代入數(shù)據(jù)得：v2=5m/s金屬桿下落過(guò)程有：Q=12mv1212mv22+mghQR=RR+rQ代入數(shù)據(jù)得QR=【點(diǎn)睛】本題強(qiáng)化對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)，圖像中兩段運(yùn)動(dòng)比較特殊，一段是勻加速，一段是勻速，這個(gè)是解題的突破口，可以用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合電路相關(guān)公式求解問(wèn)題。對(duì)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(jì)且足夠長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體ab垂直放在框架上，從靜止開(kāi)始沿框架無(wú)擦下滑，與框架接觸良好，框架的質(zhì)量、寬度，框架與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取。（1）若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度；（2）若框架固定，導(dǎo)體棒從靜止下滑至某一置時(shí)速度為，此過(guò)程程中共有3C的電量通過(guò)導(dǎo)體棒，求此過(guò)程回路產(chǎn)生的熱量Q；（3）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為： 回路中感應(yīng)電流為： 棒ab所受的安培力為： 對(duì)棒ab： 當(dāng)加速度時(shí)，速度最大最大速度為： ；（2）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有： 代入數(shù)據(jù)可以得到： （3）回路中感應(yīng)電流為： 框架上邊所受安培力為對(duì)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(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于xoy豎直面內(nèi)，兩金屬導(dǎo)軌一端接有阻值為R=2Ω的電阻．在y＞0的一側(cè)存在垂直紙面的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)大小沿x軸均勻分布，沿y軸大小按規(guī)律分布。一質(zhì)量為m=、阻值r=1Ω的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直，在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)接觸良好，當(dāng)t=0時(shí)位于y=0處，速度v0=4m/s，方向沿y軸的正方向。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有一大小可調(diào)節(jié)、方向?yàn)樨Q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(fù)方向．設(shè)導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g。求：
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