備戰(zhàn)高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律提高練習(xí)題壓軸題訓(xùn)練含詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-04-02 00:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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(qiáng)磁場中，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，從靜止開始沿框架無擦下滑，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(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速度為，此過程程中共有3C的電量通過導(dǎo)體棒，求此過程回路產(chǎn)生的熱量Q；（3）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開始運(yùn)動時棒的速度。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）棒ab產(chǎn)生的電動勢為： 回路中感應(yīng)電流為： 棒ab所受的安培力為： 對棒ab： 當(dāng)加速度時，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框架代入數(shù)據(jù)可以得到： 。7．如圖甲所示，水平放置的電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=，左端連接R=，右端緊靠在絕緣墻壁邊，導(dǎo)軌間虛線右邊與墻壁之間的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直導(dǎo)軌平面的磁場，虛線與墻壁間的距離為s=10m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。一電阻r=、質(zhì)量為m== ，在t=0時刻金屬棒受水平向右的大小F=，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，棒滑至墻壁邊后就保持靜止不動。求：(1)棒進(jìn)入磁場時受到的安培力F；(2) 在0～4s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q；(3)在0～5s時間內(nèi)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱Q?！敬鸢浮?1) (2) （3） 【解析】(1)棒進(jìn)入磁場之前對ab受力分析由牛頓第二定律得由勻變速直線位移與時間關(guān)系則由勻變速直線運(yùn)動速度與時間關(guān)系得金屬棒受到的安培力 (2)由上知，棒進(jìn)人磁場時,則金屬棒作勻速運(yùn)動，勻速運(yùn)動時間3～4s棒在絕緣墻壁處靜止不動則在0～4s時間內(nèi)通過電阻R的電量 (3)由上知在金屬棒在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動過程中產(chǎn)生的4～5s由楞次定律得感應(yīng)電流方向為順時針，由左手定則知金屬棒受到的安培力水平向右，則金屬棒仍在絕緣墻壁處靜止不動，由法拉第電磁感應(yīng)定律得焦耳熱在0～5s時間內(nèi)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱【點(diǎn)睛】本題根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合分析棒的運(yùn)動情況，關(guān)鍵是求解安培力．當(dāng)棒靜止后磁場均勻變化，回路中產(chǎn)生恒定電流，由焦耳定律求解熱量．8．如圖所示，足夠長的水平導(dǎo)體框架的寬度L=，電阻忽略不計，定值電阻R=2Ω．磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，一根質(zhì)量為m=、有效電阻r=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=，導(dǎo)體棒在水平恒力F=，通過導(dǎo)體棒截面的電量共為q=2C，求：(1)導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動時的速度：(2)導(dǎo)體種從開始運(yùn)動到剛開始勻速運(yùn)動這一過程中，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電熱.（g取10m/s2）【答案】(1)v=5m/s (2) Q1=【解析】(1)當(dāng)物體開始做勻速運(yùn)動時，有：(1分)又 ：(2分)解得m/s (1分)(2) 設(shè)在此過程中MN運(yùn)動的位移為x，則解得：m (1分)設(shè)克服安培力做的功為W，則：解得：W= (2分)， (1分)9．如圖所示，光滑、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的間距為l，所在平面與水平面成θ角，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中．兩導(dǎo)軌的一端接有阻值為R的電阻．質(zhì)量為m、電阻為r的
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