備戰(zhàn)高考物理一模試題分類匯編——電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況推斷題綜合附答案解析(編輯修改稿)
2025-04-02 00:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Q的中點(diǎn)a、b位置．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽0后保持不變，同時(shí)將導(dǎo)體棒解除鎖定，導(dǎo)體棒向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，： (1)解除鎖定前回路中電流的大小及方向； (2)滑到導(dǎo)軌末端時(shí)的加速度大??； (3)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱． 【答案】⑴，順時(shí)針方向或b→a；⑵g－；⑶【解析】【分析】【詳解】⑴導(dǎo)體棒被鎖定前，閉合回路的面積不變，＝k由法拉第電磁感應(yīng)定律知：E＝＝＝由閉合電路歐姆定律知：I＝＝由楞次定律知，感應(yīng)電流的方向：順時(shí)針方向或b→a⑵導(dǎo)體棒剛離開導(dǎo)軌時(shí)受力如圖所示根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E＝根據(jù)閉合電路歐姆定律知：I＝根據(jù)安培力公式有：F＝解得：F＝由牛頓第二定律知：mg－F＝ma解得：a＝g－⑶由能量守恒知：mgh＝＋Q由幾何關(guān)系有：h＝解得：Q＝－8．如圖(a)所示，平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L＝ m．導(dǎo)軌右端接有阻值R＝1 Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好．導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，bd連線與導(dǎo)軌垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖(b)所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1 s后剛好進(jìn)入磁場．若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v＝1 m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)棒進(jìn)入磁場前，回路中的電動(dòng)勢E大??；(2)棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)電流I與時(shí)間t的關(guān)系式．【答案】(1) V； (2) N， I＝；【解析】【分析】【詳解】⑴在棒進(jìn)入磁場前，由于正方形區(qū)域abcd內(nèi)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在棒進(jìn)入磁場前回路中的電動(dòng)勢為E＝＝⑵當(dāng)棒進(jìn)入磁場時(shí)，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，此時(shí)由于導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，回路中的電動(dòng)勢為：e＝Blv，當(dāng)棒與bd重合時(shí)，切割有效長度l＝L，達(dá)到最大，即感應(yīng)電動(dòng)勢也達(dá)到最大em＝BLv＝＞E＝根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，回路中的感應(yīng)電流最大為：im＝＝根據(jù)安培力大小計(jì)算公式可知，棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力為：Fm＝imLB＝在棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)，切割有效長度l＝2v（t－1）（其中，1s≤t≤＋1s）綜合上述分析可知，回路中的感應(yīng)電流為：i＝＝（其中，1s≤t≤＋1s）即：i＝t－1（其中，1s≤t≤）【點(diǎn)睛】注意區(qū)分感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢的不同計(jì)算方法，充分理解Bt圖象的含義．9．如圖所示，間距為l的平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角為，導(dǎo)軌間接有一阻值為R的電阻，一長為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上，桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上，當(dāng)金屬桿受到平行于斜面向上大小為F的恒定拉力作用，可以使其勻速向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬桿受到平行于斜面向下大小為的恒定拉力作用時(shí)，可以使其保持與向上運(yùn)動(dòng)時(shí)大小相同的速度向下勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，求： （1）金屬桿的質(zhì)量；（2）金屬桿在磁場中勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）。【解析】【分析】【詳解】（1）金屬桿在平行于斜面向上大小為F的恒定拉力作用下可以保持勻速向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)金屬桿的質(zhì)量為m，速度為v，由力的平衡條件可得，同理可得，由閉合電路的歐姆定律可得，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，聯(lián)立解得，（2）金屬桿在磁場中勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小。10．如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的方向垂直紙面向里，線框向上離開磁場時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求：
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