備戰(zhàn)高考物理復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律專項(xiàng)易錯(cuò)題含詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-04-02 00:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 長，MN始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)．求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）t=0～3s時(shí)間內(nèi)通過MN棒的電荷量；（3）求t=6s時(shí)F2的大小和方向；（4）若改變F1的作用規(guī)律，使MN棒的運(yùn)動(dòng)速度v與位移s滿足關(guān)系：v=，PQ棒仍然靜止在傾斜軌道上．求MN棒從靜止開始到s=5m的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】（1）B = 2T；（2）q = 3C；（3）F2=（負(fù)號(hào)說明力的方向沿斜面向下）（4）【解析】【分析】t=3s時(shí)，PQ棒消耗的電功率為8W，由功率公式P=I2R可求出電路中電流，由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢．已知MN棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由速度時(shí)間公式求出t=3s時(shí)的速度，即可由公式E=BLv求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B；根據(jù)速度公式v=at、感應(yīng)電動(dòng)勢公式E=BLv、閉合電路歐姆定律和安培力公式F=BIL結(jié)合，可求出PQ棒所受的安培力大小，再由平衡條件求解F2的大小和方向；改變F1的作用規(guī)律時(shí)，MN棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗俣葀與位移x成正比，所以電流I、安培力也與位移x成正比，可根據(jù)安培力的平均值求出安培力做功，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于克服安培力，即可得解．【詳解】（1）當(dāng)t=3s時(shí)，設(shè)MN的速度為v1，則v1=at=3m/s感應(yīng)電動(dòng)勢為：E1=BL v1根據(jù)歐姆定律有：E1=I(RMN+ RPQ)根據(jù)P=I2 RPQ代入數(shù)據(jù)解得：B=2T(2)當(dāng)t＝6 s時(shí)，設(shè)MN的速度為v2，則速度為：v2＝at＝6 m/s感應(yīng)電動(dòng)勢為：E2＝BLv2＝12 V根據(jù)閉合電路歐姆定律：安培力為：F安＝BI2L＝8 N規(guī)定沿斜面向上為正方向，對PQ進(jìn)行受力分析可得：F2＋F安cos 37176。＝mgsin 37176。代入數(shù)據(jù)得：F2＝－ N(負(fù)號(hào)說明力的方向沿斜面向下)(3)MN棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)x＝5 m時(shí)，v＝＝5 m/s＝2 m/s因?yàn)樗俣葀與位移x成正比，所以電流I、安培力也與位移x成正比，安培力做功：【點(diǎn)睛】本題是雙桿類型，分別研究它們的情況是解答的基礎(chǔ)，運(yùn)用力學(xué)和電路．關(guān)鍵要抓住安培力與位移是線性關(guān)系，安培力的平均值等于初末時(shí)刻的平均值，從而可求出安培力做功．8．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(jì)。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(gè)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。現(xiàn)給ab桿一個(gè)初速度v0，使桿向右運(yùn)動(dòng)。（1）當(dāng)ab桿剛好具有初速度v0時(shí)，求此時(shí)ab桿兩端的電壓U；a、b兩端哪端電勢高；（2）請?jiān)趫D2中定性畫出通過電阻R的電流i隨時(shí)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(gè)初速度v0，使桿向右運(yùn)動(dòng)。請分析說明ab桿的運(yùn)動(dòng)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(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢相等時(shí)，充電結(jié)束，桿以恒定的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)?！窘馕觥俊痉治觥浚?）求解產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)過程中速度逐漸減小、由此分析安培力的變化，確定運(yùn)動(dòng)情況；根據(jù)動(dòng)量定理求解最后的速度大小。【詳解】（1）ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)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(yùn)動(dòng)過程中速度逐漸減小、感應(yīng)電動(dòng)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(shí)間變化規(guī)律的圖象如圖所示：（3）當(dāng)
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